LABORATORIUM SATUAN OPERASI

SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2013/2014

MODUL

: Pompa SentrifugalPEMBIMBING : Ir. Unung Leoanggraini, MT

Oleh:

Kelompok 6Abdussalam Topandi

121424001Datin Nurina Fajrin

121424012Kelas 2A-TKPB

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2014I. JUDULPompa SentrifugalII. TUJUAN PRAKTIKUMMenentukan karakteristik pompa sentrifugal dengan :

Kurva hubungan antara head pompa (H pompa) Vs laju alir Q

Kurva hubungan antara daya dynamo pompa NoVs laju alir Q Kurva hubungan antara efisien pompa Vs laju alir Q

III. DASAR TEORIPompa sentrifugal merupakan alat pemindah fluida dengan menggunakangayasentrifugal yang diakibatkan gerak putar impeler. Seluruh impeler berputar dalam rumah pompa (chasing) dengan kecepatan tinggi, sehingga memberikan percepatan pada fluida yang dialirkan. Energi yang ditransfer dari motor penggerak ke impeler melalui percepatan sentrifugal. Fluida yang dialirkan dikonversikan menjadi energi kinetik dan energi tekan. Tinggi tekan (head) yang dicapai suatu pompa tergantung pada putarannya, diameter, dan bentuk lengkungan impeler. Karena tinggi tekan pompa terbatas, maka dengan menghubungkan beberapa impeler 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 memilikichek valvedalam keadaan diam, cairan mengalir ke tangki yang besar. Bila pompa dioperasikan dalam keadaan 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 dilakukan dengan jalan membuka valve tekan. Dengan cara ini cairan bisa mengalir kembali ke saluran tekan (discharge) dengan :

Vd = Kecepatan linier fluida pada pipa discharge (m/s)

Vs = Kecepatan linier pada pipa suction (m/s)

g = Percepatan gravitasi bumi (m/s2)

Z = Perbedaan tinggi pengukuran suction dan discharge (m) = 0,3 m

Menuruthukum Kontinuitasuntuk fluida inkompressibel (tak dapat dimanfaatkan dan densitas tetap) berlaku :Vd = Vs2

H = Hd Hs + + Zdimana :

Ds = diameter pipa suction (0,049 m)

Dd = diameter pipa discharge (0,039 m)

= 2,49

As = = 3,14= 1,19 x 10-3 m2

dimana :

As

= luas lubang pipa suction (cross section area suction)

Vs

= = = Q x 8,3 x 102=(Q x 8,3 x 10-2)2x (2,49 1)

= Q2x 2,13 x 104 H

= Hd Hs + Q2x 2,13 x 104+ Z

dimana :

Q2x 2,13 x 104 =Velocity Head Correction(VHC)

Daya hidrolik/Hydraulik Power (Nh)

Nh = Uw.g.H.Q (W)

dimana :

Uw = densitas air (1000 kg/m3)

Daya dinamometer/Dynamometer Output Point (No)

No = W . L . g . n

dimana :

W = Beban kesetimbangan dinamometer (kg)

L = Panjang lengan torsi (200 mm = 0,2 m)

n = Kecepatan putar dinamometer (rad/sec)n = N.2/60

N = Kecepatan putar dinamometer (rpm)

Daya yang dibutuhkan pompa (Np)sama dengandaya yang dibutuhkan dinamometer (No) ditambah daya yang hilang karena transmisi (Nt).

Np= No + Nt

Nt = antara 100 150 W

Efisiensi Pompa ()

= Nh/Np x 100%Keterangan :

Hm = H1H2(perbedaan tinggi manometersuction-discharge) (m)

Hd =headpada discharge (m)

Hs =headpada suction (m)

W = Berat beban kesetimbangan dinamometer (kg)

VHC = Q2x 2,13 x 104(Velocity Head Correction)

H = Head Pompa (mwg)

IV. ALAT DAN BAHAN Pompa sentrifugal

Manometer air raksa 1000 mm dan 500 mm

Manometer pressure gauge

Orifice

Sumptank

Storage tank Stopwatch Anak timbangan Beban AirV. LANGKAH KERJA

VI. DATA PENGAMATAN

Volume= 30 L, pengukuran dilakukan secara duplo Kalibrasi

No.VolumeT (detik)H Venturi

10,021116

20,021017

30,02918

40,02725

50,02727

60,02635

70,02545

80,02449

Data per rpm

900 rpm

Tapping RadHHdHsW (kg)

Venturi (m)Hm

11039000,4861

21350000,4056

31452000,4056

41756000,3848

1000 rpm

Tapping RadHHdHsW (kg)

Venturi (m)Hm

11445000,4572

21455000,4281

31659000,3872

42068000,3904

1100 rpm

Tapping RadHHdHsW (kg)

Venturi (m)Hm

11959000,5082

22085000,4791

32085000,4056

42183000,3848

1200 rpm

Tapping RadHHdHsW (kg)

Venturi (m)Hm

12478000,6109

22589000,5565

32595000,5082

426110000,4076

1300 rpm

Tapping RadHHdHsW (kg)

Venturi (m)Hm

125105000,6592

229114000,6109

329118000,5831

433124000,5565

1400 rpm

Tapping RadHHdHsW (kg)

Venturi (m)Hm

135115000,7702

235119000,7702

335132000,7702

435248000,7702

1500 rpm

Tapping RadHHdHsW (kg)

Venturi (m)Hm

145135000,8725

245149000,8725

345155000,8725

445170000,8725

1600 rpm

Tapping RadHHdHsW (kg)

Venturi (m)Hm

149159000,9752

249161000,9752

349180000,9752

449209000,9752

VII. PENGOLAHAN DATA

Menghitung Head Pompa (H) Secara Langsung

Dik :Z = 0,3 m

Hd = 0

Hs = 0

Q ( Tabel di bawah

Dit :H ?

Jawab :H = Hd Hs + Q2x 2,13 x 104+ Z

H = Q2x 2,13 x 104+ Z

No.VolumeT (detik)H VenturiQ (m3/S)

10,0211160,0018

20,0210170,002

30,029180,0022

40,027250,0028

50,027270,0028

60,026350,0033

70,025450,004

80,024490,005

Hubungan antara Q dengan H

900 rpm

Tapping RadHLaju alir (m3 /s)HdHsW (kg)VHCH (mwg)

Venturi (m)Hm12Rata -rata

10,0010,0390,0017620,0019040,001833000,48610,0710,371

20,0130,0500,0017540,0018180,001786000,40560,0670,367

30,0140,0520,0017390,0017480,001743000,40560,0640,364

40,0170,0560,0016870,0017350,001711000,38480,0620,362

1000 RPM

Tapping RadHLaju alir (m3 /s)HdHsW (kg)VHCH (mwg)

Venturi (m)Hm12Rata -rata

10,0140,0450,0020,0021050,002052000,45720,0890,389

20,0140,0550,0019120,0021090,002010000,42810,0860.386

30,0160,0590,009900,0019800,001985000,38720,0830,383

40,0200,0680,0019520,0019800,001966000,39040,0820,382

1100 rpm

Tapping RadHLaju alir (m3 /s)HdHsW (kg)VHCH (mwg)

Venturi (m)Hm12Rata -rata

10,0190,0590,0021730,0021970,002185000,50820,1010,401

20,0200,0850,0021850,0022090,002197000,47910,1020,402

30,0200,0850,0022220,0022220,002222000,40560,1050,405

40,0210,0830,0023520,0021850,002268000,38480,1090,409

1200 rpm

Tapping RadHLaju alir (m3 /s)HdHsW (kg)VHCH (mwg)

Venturi (m)Hm12Rata -rata

10,0240,0780,0030760,0027970,002936000,61090,1830,483

20,0250,0890,0030860,0028570,002971000,55650,1880,488

30,0250,0950,0031250,0028570,002991000,50820,1900,490

40,0260,1100,0031290,0028160,002972000,40760,1880,488

1300 rpm

Tapping RadHLaju alir (m3 /s)HdHsW (kg)VHCH (mwg)

Venturi (m)Hm12Rata rata

10,0250,1050,0030760,0028570,002966000,65920,1870,487

20,0290,1140,0030670,0028160,002941000,61090,1840,484

30,0290,1180,0031000,0028570,002978000,58310,1880,488

40,0330,1240,0031340,0028360,002985000,55650,1900,490

1400 rpm

Tapping RadHLaju alir (m3 /s)HdHsW (kg)VHCH (mwg)

Venturi (m)Hm12Rata rata

10,0350,1150,0032780,0035840,003431000,77020,2500,550

20,0350,1190,0033330,0036000,003466000,77020,2550,555

30,0350,1320,0036160,0033330,003474000,77020,2570,557

40,0350,1480,0036560,0033330,003494000,77020,2600,560

1500 rpm

Tapping RadHLaju alir (m3 /s)HdHsW (kg)VHCH (mwg)

Venturi (m)Hm12Rata rata

10,0450,1350,0036630,0044640,004063000,87250.3510,651

20,0450,1490,0038090,0039210,003865000,87250,3180,618

30,0450,1550,0040,0044440,004222000,87250,3800,680

40,0450,1700,0039600,0039210,003940000,87250,3300,630

1600 rpm

Tapping RadHLaju alir (m3 /s)HdHsW (kg)VHCH (mwg)

Venturi (m)Hm12Rata rata

10,0490,1590,0044740,0058300,005152000,97520,5650,865

20,0490,1610,0047610,0049390,00485000,97520,5010,801

30,0490,1800,00500057970,005398000,97520,6200,920

40,0490,2090,0049380,0049380,004938000,97520,5190,819

900 rpm

1000 rpm

1100 rpm

1200 rpm

1300 rpm

1400 rpm

1500 rpm

1600 rpm

Total Seluruh Proses

Menghitung Head Pompa (H ) Secara Tidak LangsungDik: Hm (tabel) Ug = densitas air raksa (13.600 Kg/m3)

Uw = densitas air (1000 Kg/m3)

VHC = Q2x 2,13 x 104

Z = 0,3 m

Dit: H ?

Jawab : H = (Hm) + Q2x 2,13 x 104+ ZNORpmTapping Rad (m) (m)Q (m3/s)Q2x 2,13 x 104+ Z = Hsecara langsungHsecara tidak langsung

190010,0390,0100,0018330,3710,862

20,0500,0130,0017860,3670,997

30,0520,0140,0017430,3641,019

40,0560,0170,0017110,3621,068

2100010,0450,0140,0020520,3890,956

20,0550,0140,0020100,3861,079

30,0590,0160,0019850,3831,126

40,0680,0200,0019660,3821,239

3110010,0590,0190,0021850,4011,144

20,0850,0200,0021970,4021,473

30,0850,0200,0022220,4051,476

40,0830,0210,0022680,4091,455

4120010,0780,0240,0029360,4831,466

20,0890,0250,0029710,4881,609

30,0950,0250,0029910,4901,687

40,1100,0260,0029720,4881,874

5130010,1050,0250,0029660,4871,810

20,1140,0290,0029410,4841,920

30,1180,0290,0029780,4881,975

40,1240,0330,0029850,4902,052

6140010,1150,0350,0034310,5501,999

20,1190,0350,0034660,5552,054

30,1320,0350,0034740,5572,220

40,1480,0350,0034940,5602,425

7150010,1350,0450,0040630,6512,352

20,1490,0450,0038650,6182,495

30,1550,0450,0042220,6802,633

40,1700,0450,0039400,6302,772

8160010,1590,0490,0051520,8652,868

20,1610,0490,004850,8012,830

30,1800,0490,0053980,9203,188

40,2090,0490,0049380,8193,452

Menghitung Daya Dinamo Pompa (No)

Dik : W (tabel)

L (panjang lengan torsi) = 200 mm = 0,2 m

n (kecepatan putaran dinamometer (rad/s) = N.2/60

N (kecepatan putaran dinamometer)

g (percepatan gravitasi bumi) = 9,8 m2/s

Dit : No ?

Jawab: No = W L g n

NORpmTapping Rad (rad/s)W (kg)Q (m3/s)No (W)

1900194,200,48610,00183389,7496

294,200,40560,00178674,8867

394,200,40560,00174374,8867

494,200,38480,00171171,0464

210001104,670,45720,00205293,7931

2104,670,42810,00201087,8233

3104,670,38720,00198579,4328

4104,670,39040,00196680,0893

311001115,130,50820,002185114,6811

2115,130,47910,002197108,1143

3115,130,40560,00222291,5282

4115,130,38480,00226886,8345

412001125,600,61090,002936150,3889

2125,600,55650,002971136,9969

3125,600,50820,002991125,1066

4125,600,40760,002972100,3413

513001136,070,65920,002966175,8025

2136,070,61090,002941162,9213

3136,070,58310,002978155,5073

4136,070,55650,002985148,4134

614001146,530,77020,003431221,2055

2146,530,77020,003466221,2055

3146,530,77020,003474221,2055

4146,530,77020,003494221,2055

715001157,000,87250,004063268,4857

2157,000,87250,003865268,4857

3157,000,87250,004222268,4857

4157,000,87250,003940268,4857

816001167,470,97520,005152320,0944

2167,470,97520,00485320,0944

3167,470,97520,005398320,0944

4167,470,97520,004938320,0944

Kurva

900 rpm

1000 rpm

1100 rpm

1200 rpm

1300 rpm

1400 rpm

1500 rpm

1600 rpm

Total seluruh proses

Menghitung Efisiensi Pompa (Dik : Uw = densitas air (1000 Kg/m3)

No (tabel)

Nt = Pilih 125 W

H(tabel)

Q (tabel)

g (percepatan gravitasi bumi) = 9,8 m2/sDit : ?

Jawab: = [Nh/Np] x 100 %

Nh = Uw . g .H. Q

Np = No + Nt

NORpmTapping RadH(mwg)Q (m3/s)Nh (W)No (W)p (W)

190010,3710,0018336,664489,7496214,74963,1033

20,3670,0017866,423574,8867199,88673,2136

30,3640,0017436,217674,8867199,88673,1106

40,3620,0017116,069971,0464196,04643,0962

2100010,3890,0020527,822693,7931218,79313,5754

20,3860,0020107,603487,8233212,82333,5726

30,3830,0019857,450579,4328204,43283,6445

40,3820,0019667,359980,0893205,08933,5886

3110010,4010,0021858,5866114,6811239,68113,5825

20,4020,0021978,6553108,1143233,11433,7129

30,4050,0022228,819191,5282216,52824,0730

40,4090,0022689,090686,8345211,83454,2914

4120010,4830,00293613,8973150,3889275,38895,0464

20,4880,00297114,2085136,9969261,99695,4232

30,4900,00299114,3628125,1066250,10665,7427

40,4880,00297214,2133100,3413225,34136,3075

5130010,4870,00296614,1555175,8025300,80254,7059

20,4840,00294113,9498162,9213287,92134,8450

30,4880,00297814,2420155,5073280,50735,0772

40,4900,00298514,3340148,4134273,41345,2426

6140010,5500,00343118,4931221,2055346,20555,3417

20,5550,00346618,8516221,2055346,20555,4452

30,5570,00347418,9632221,2055346,20555,4774

40,5600,00349419,1751221,2055346,20555,5386

7150010,6510,00406325,9211268,4857393,48576,5876

20,6180,00386523,4080268,4857393,48575,9489

30,6800,00422228,1354268,4857393,48577,1503

40,6300,00394024,3256268,4857393,48576,1821

8160010,8650,00515243,6735320,0944445,09449,8122

20,8010,0048538,0715320,0944445,09448,5536

30,9200,00539848,6684320,0944445,094410,9344

40,8190,00493839,6334320,0944445,09448,9045

Kurva

900 rpm

1000 rpm

1100 rpm

1200 rpm

1300 rpm

1400 rpm1500 rpm

1600 rpm

Total Seluruh Proses

VIII. PEMBAHASAN

Oleh Abdussalam Topandi (121424001)Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan menggunakan pompa sentrifugal untuk mengetahui hubungan antara head pompa, daya dinamo, dan efisiensi pompa terhadap laju alir. Pompa beroperasi dengan perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu penggerak (impeller) menjadi energi kinetik (kecepatan), yang berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran.Pada praktikum ini, dilakukan variasi kecepatan putar dan tapping rad. Jumlah putaran per menit atau kecepatan putar (rpm) sangat berpengaruh terhadap waktu laju, perbedaan tekanan pada manometer dan beban.

Pada setiap pengukuran, diambil nilai Hd, Hs, H1, H2, volume cairan, dan waktu. Hd dan Hs digunakan untuk menghitung nilai head pompa, namun jarum penunjuk nilai Hd dan Hs hanya bergerak sedikit dan cenderung fluktuatif, sehingga tidak dapat digunakan. Hal ini dapat terjadi karena tidak stabilnya putaran impeller, sehingga nilai Hs dan Hd naik-turun. Selain itu, terdapat kemungkinan bahwa alat penunjuk nilai Hd dan Hs rusak.

Pada percobaan ini, dilihat pengaruh laju alir terhadap head pompa. Dari data, semakin tinggi laju alir, maka head pompanya akan semakin tinggi. Hal ini dikarenakan kesalahan data pada nilai Hd dan Hs, sehingga nilai head pompa yang sebenarnya tidak dapat dihitung dengan benar.

Dari percobaan yang dilakukan, semakin tinggi rpm yang digunakan, semakin sedikit waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan cairan dengan volume tertentu. Artinya, debit air akan semakin tinggi. Hal ini dapat terjadi karena putaran impeller yang semakin tinggi akan meningkatkan daya dinamo, sehingga memberikan energi yang lebih besar untuk mengalirkan cairan dengan volume tertentu. Peningkatan daya dinamo seiring dengan peningkatan rpm dan debit ini ditunjukkan dengan semakin besarnya beban yang dibutuhkan untuk mencapai kondisi setimbang. Dari rumus, semakin besar bebannya, maka semakin tinggi daya yang digunakan.

Kemudian, dilihat pula pengaruh laju alir terhadap efisiensi. Dari data yang diperoleh, semakin tinggi laju alir, semakin tinggi pula efisiensi pompa tersebut. Hal ini dikarenakan tingginya laju alir yang disebabkan oleh tingginya rpm, akan membutuhkan daya yang tinggi pula, sehingga energi yang digunakan makin besar. Hal ini menyebabkan keluaran yang semakin besar, sehingga efisiensi pompa yang lebih tinggi.

Oleh Datin Nurina Fajrin (121424012)Pompa sentrifugal merupakan alat pemindah fluida dengan menggunakan gaya sentrifugal yang diakibatkan gerak putar impeller. Perpindahan fluida diakibatkan oleh adanya gaya yang diberikan impeller kepada fluida, yaitu energi kinetik dari impeller akan menyebabkan tekenan dari fluida membesar dan dengan adanya perbedaan tekanan tersebut fluida akan mengalir. Pompa sentrifugal ini mempunyai beberapa variabel yang berpengaruh pada prosesnya, yaitu jumlah putaran per menit (rpm), debit, dan tekanan yang berada dalam sistem.

Pada praktikum ini, dilakukan variasi kecepatan putar dan tapping rad. Jumlah putaran per menit atau kecepatan putar (rpm) sangat berpengaruh terhadap waktu laju, perbedaan tekanan pada manometer dan beban. Semakin besar kepatan putar (rpm) semakin cepat waktu laju alir, semakin besar beban yang harus ditambahkan dan juga semakin besar selisih H1 H2, Hd, Hs, (H venturi, karena putaran atau gaya sentrifugal yang diberikan semakin cepat, berarti adanya peningkatan energi kinetik yang semakin besar.

Beban menjadi salah satu yang berperan dalam kerja gaya sentrifugal dan berpengaruh pada kecepatan gaya sentrifugal. Untuk mengetahui kapasitas aliran, kebutuhan daya, head dan efisiensi dalam pompa tersebut maka kita harus menyeimbangkan terlebih dahulu agar gaya sentrifugal dalam putaran impeller berjalan dengan baik, jika tidak diseimbangkan maka gaya sentrifugal tidak seimbang dalam kecepatan putaran impeller. Proses ini harus dilakukan secara perlahan agar tidak terjadi kerusakan pada pompa.

Dari hasil pengolahan data, dibuat kurva antara Head Pompa (H) vs laju alir (Q). Semakin tinggi debit semakin tinggi pula H. Hal ini disebabkan oleh valve dibuka penuh dan dipengaruhi oleh tapping rad.

Pada kurva daya dinamo vs laju alir (Q), semakin tinggi laju alir, daya dinamo yang dibutuhkan semakin besar. dan pada kurva efisiensi vs laju alir (Q) menunjukan bahwa semakin tinggi laju alir semakin besar efisiensinya. Semakin tinggi laju alir berarti kinerja pompa akan meningkat. Simpulan

Variasi yang dilakukan adalah kecepatan putar (rpm) dan tapping rad yang menyebabkan terjadinya variasi pada laju alir.

Laju alir menentukan nilai head pompa, daya dinamo pompa dan efisiensi pompa. Semakin besar laju alir, semakin besar nilai head pompa.

Semakin besar laju alir, semakin besar daya yang dibutuhkan dinamo pompa.

Semakin besar laju alir, semakin besar efisiensi pompa yang berarti kinerja pompa akan meningkat.

IX. KESIMPULAN Pompa sentrifugal adalah pemindah fluida atau zat cair dengan menggunakan gaya sentrifugal oleh gerak putar impeller. Perubahan kecepatan putar N (rpm) berpengaruh pada laju alir, beban, tinggi manometer, Hd, Hs.

Beban yang ditambahkan berfungsi untuk menyeimbangkan pompa dengan gaya sentrifugal yang diakibatkan oleh gerak putar impeller didalam rumah pompa.

Semakin besar laju alir cairan, maka head pompa akan semakin kecil.

Laju alir yang tinggi menyebabkan pompa membutuhkan daya yang lebih besar.

Laju alir cairan berbanding lurus dengan efisiensi pompa.

X. DAFTAR PUSTAKARajawali, Putra. 2012. Laporan Praktek Pompa Sentrifugal.http://putrarajawali76.blogspot.com/2012/12/tujuanpraktikum-menentukankarakteristik.html. Diakses tanggal 12 April 2014.Jobsheet Praktikum Pompa Sentrifugal

Tanggal Praktikum: 21 April 2014

Tanggal Penyerahan: 5 Mei 2014

(Laporan)

Isi strorage tank dengan air sebanyai 2/3 bagian

Tutup valve pipa suction

Isi chasing dengan air sampai penuh dengan cara membuka valve tekan

Atur putaran pompa 1000 rpm < n