PENGUJIAN POMPA TUNGGAL DENGAN VARIASI PUTARAN MENGGUNAKAN INVERTER SHIHLIN SS2
Skripsi
Diajukan Kepada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Pamulang Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Guna Memenuhi Gelar Sarjana Teknik
Oleh :
AANK ANDRIAN
2012030244
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PAMULANG
2016
LEMBAR PERNYATAAN HASIL KARYA SENDIRI
Saya yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : AANK ANDRIAN
NIM : 2012030244
Program Studi : Teknik
Mesin
Fakultas : Teknik
Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas
Akhir ini adalah karya saya sendiri, kecuali pada bagian yang telah disebutkan
sumbernya sebagai bahan rujukan.
Pamulang, Maret 2016
Aank Andrian
2012030244
LEMBAR PENGESAHAN
PENGUJIAN
POMPA TUNGGAL DENGAN VARIASI PUTARAN MENGGUNAKAN INVERTER SHIHLIN SS2
Oleh :
Aank Andrian
2012030244
Telah diperiksa dan
disetujui serta dianggap layak untuk diuji secara lisan melalui Sidang Tugas
Akhir oleh :
Pembimbing
I
(Ir. Djuhana, Msi)
Pembimbing II
(Dedi Suryaman, ST, MT)
Mengetahui
:
Ketua Program Studi Teknik Mesin
Universitas Pamulang
(Ir. Djuhana, M.Si)
LEMBAR PENGESAHAN PERBAIKAN
PENGUJIAN POMPA TUNGGAL DENGAN VARIASI PUTARAN
MENGGUNAKAN INVERTER SHIHLIN SS2
Oleh :
Aank Andrian
2012030244
Menerangkan bahwa Tugas Akhir ini telah
berhasil dipertahankan dalam Sidang Tugas Akhir disetujui serta diterima
sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik pada Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Pamulang.
Pamulang, Maret 2016
Menyetujui :
Penguji I Penguji II
(Ir. Djuhana, M. Si) (Ir.
Sunardi, MT.)
Mengetahui :
Kepala Program Studi Teknik Mesin
Universitas Pamulang
(Ir. Djuhana, M.
Si)
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
(Hasil Karya
Perorangan)
 |
|
 |
Sebagai civitas akademik Universitas Pamulang,
saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama :
Aank Andrian
NIM :
2012030244
Program Studi :
Teknik Mesin
Fakultas :
Teknik
Jenis Karya :
Skripsi / Tugas Akhir
Demi pengembangan ilmu pengetahuan,
menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Pamulang Hak Bebas Royalti
Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty-Free Rights) atas karya ilmiah saya yang
berjudul : “PENGUJIAN POMPA TUNGGAL DENGAN VARIASI PUTARAN MENGGUNAKAN INVERTER
SS2”, Beserta perangkat yang ada (bila diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti
Non-Eksklusif ini Universitas Pamulang berhak menyimpan, mengalih
media/format-kan, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data (data base), mendistribusikannya, dan
menampilkan/mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan
akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Segala bentuk tuntutan
hukum yang timbul atas pelanggaran Hak Cipta dalam karya ilmiah ini menjadi
tanggung jawab saya pribadi.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan
sebenarnya.
Pamulang, Maret 2016
yang menyatakan,
(Aank Andrian)
KATA PENGANTAR
Asalamu’alaikum Wr. Wb
Puji syukur penulis senantiasa
panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya
sehingga penulis dapat menyusun skripsi ini dengan judul “PENGUJIAN
POMPA TUNGGAL DENGAN VARIASI PUTARAN MENGGUNAKAN INVERTER SS2 “. Penulis sangat bersyukur sekali Karena dapat
menyelesaikan tugas akhir ini guna memenuhi sebagian persyaratan untuk
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Universitas Pamulang
Tangerang Selatan.
Dalam proses penyusunan skripsi
ini penulis menyadari bahwa banyak pihak yang telah membantu dan memberikan
dorongan sehingga pada akhirnya skripsi ini dapat terselesaikan. Oleh karena
itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada yang terhormat:
1. Bapak Drs. H. Darsono, selaku
ketua yayasan Sasmita Jaya.
2. Bapak Drs. H. Dayat Hidayat, MM,.
selaku Rektor Universitas Pamulang.
3. Bapak Ir. Dadang Kurnia, MM,.
selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Pamulang.
4. Bapak Ir. Djuhana, Msi., selaku ketua program studi Teknik Mesin di
Universitas Pamulang.
5. Bapak Ir. Djuhana, Msi., selaku
pembimbing I skripsi pada program studi Teknik Mesin di Universitas Pamulang.
6. Bapak Dedi Suryaman, ST. MT.
selaku pembimbing II skripsi pada program studi Teknik Mesin di Universitas
Pamulang.
7. Orang tua tercinta, yang telah
mendukung penulis baik spirit maupun materi.
8. Adikku tercinta, yang selalu
mendukung penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
9. Saudara dan sahabat-sahabatku,
terutama kawan-kawan angkatan 2012 yang telah memberikan dukungan moral untuk
terus meyelesaikan skripsi ini.
Kami menyadari bahwa penyusunan
tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik serta saran
yang sifatnya membangun sangat kami tunggu demi kesempurnaan tugas akhir ini.
Akhirnya penulis berharap semoga
laporan tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi penulis sendiri khususnya
maupun bagi pembaca pada umumnya.
Pamulang, Maret 2016
Aank Andrian
Nama : Aank Andrian
Tempat/tanggal lahir : Trenggalek, 25
Mei 1994
Jenis kelamin :
Laki-laki
Agama :
Islam
Status :
Belum Menikah
Alamat : Rt.01 Rw.001, Kunciran Jaya,Kecamatan Pinang, Kota
Tangerang
No
telepon : 081280170609
Email :
aankandrian19222011@gmail.com
PENDIDIKAN FORMAL
1. 1999 s/d 2000 TK
CIPTA BAHAGIA, CONDET JAK-TIM
2. 2000 s/d
2006 SDN KUNCIRAN
9 PINANG, TANGERANG
3. 2006 s/d
2009 SMPN 2 TUGU,
TRENGGALEK
4. 2009 s/d
2012 SMKN 1
TRENGGALEK
5. 2012 s/d sekarang UNIVERSITAS PAMULANG TANG-SEL
ABSTRAK
Pengujian Pompa Sentrifugal Dengan Variasi Putaran Menggunakan Inverter Shihlin
SS2
Tujuan
pelaksanaan tugas akhir ini adalah untuk mengetahui tekanan,debit dan efisiensi
pompa sentrifugal dengan cara mengatur tegangan menggunakan inverter Shihlin
seri (ss2). Pengujian dilakukan dengan cara mengatur frekuensi dari 30 Hz, 35
Hz, 40 Hz, 45 Hz, 50 Hz dan disetiap frekuensi dilakukan variasi putaran pada
katup dengan bukaan full, 1/2, 1/4, 3/4, dan tutup. Fluida yang digunakan
adalah air biasa.
Dari pengujian
dan analisa data dapat disimpulkan bahwa, pada pengaturan katup tekan, debit
semakin besar makan head yang dihasilkan semakin kecil sehingga daya yang
dibutuhkan motor semakin kecil. sedangkan pada pengaturan frekuensi, semakin
tinggi putaran maka debit, head daya motor dan efisiensi juga semakin tinggi`
kata kunci: pompa sentrifugal,
inverter, debit, head.
ABSTRACT
Testing
Centrifugal Pump With A rotation Variation Using Inverter Shihlin SS2
Purposes of the implementation of this thesis was to
determine the pressure, flow and centrifugal pump efficiency by regulating the
voltage using Shihlin inverter series (SS2). Testing is done by regulating the
frequency of 30 Hz, 35 Hz, 40 Hz, 45 Hz, 50 Hz and a frequency to be varied in
each round on the valve with an opening full, 1/2, 1/4, 3/4, and closed. The
fluid used is water.
Of testing and data analysis can be concluded that,
in setting the valve pressure, the greater the discharge head generated eat
less so that the power needed smaller motors. whereas the frequency setting,
the higher rounds of the discharge, head motor power and efficiency is also
increasingly tinggi`
keywords:
centrifugal pumps, inverters, discharge, head.
Daftar Isi
BAB I
PENDAHULUAN
Pompa merupakan pesawat angkut yang sudah
biasa manusia gunakan di setiap sebagian kecil aktivitas kehidupannya yang
bertujuan untuk memindahkan zat cair melalui saluran tertutup. Pompa
menghasilkan suatu tekanan yang berfungsi untuk mengalirkan zat cair bertekanan
rendah ke tekanan yang lebih tinggi dan dari tempat rendah ke tempat yang lebih
tinggi. Dengan adanya kebutuhan tersebut maka pompa harus mampu membangkitkan
tekanan fluida sehingga dapat mengalir atau berpindah.
Fluida yang dipindahkan adalah fluida inkompresibel
atau fluida yang tidak dapat dimampatkan. Pada penggunaan khusus, pompa dapat
digunakan untuk memindahkan zat cair tertentu seperti lumpur, bubur kertas dan
lain-lain.
Prinsip kerja pompa adalah menghisap dan
melakukan penekanan terhadap fluida. Pada sisi hisap (suction) elemen pompa akan menurunkan tekanan dalam ruang pompa
sehingga akan terjadi perbedaan tekanan antara ruang pompa dengan permukaan
fluida yang dihisap. Akibatnya fluida akan mengalir ke ruang pompa, oleh elemen
pompa fluida ini akan didorong atau diberikan tekanan sehingga fluida akan
mengalir ke dalam saluran keluar (discharge)
melalui lubang tekan. Proses kerja ini akan berlangsung terus selama pompa
beroprasi. Pompa yang digunakan sebelumnya harus diketahui terlebih dahulu
karakteristik pada kondisi kerja yang berbeda, dengan demikian dapat ditentukan
batasan-batasan kondisi kerja pompa.
Pembuatan alat uji ini bertujuan untuk
mengetahui karakteristik pompa yang putaran daya motor pompa ini diatur oleh
sebuah alat yang bernama inverter. Dengan mengukur setiap pengujian maka akan
mendapatkan data-data yang dibutuhkan dalam mencari karakteristik pompa.
Oleh karena itu diambil judul “ Pengujian Pompa Tunggal Dengan Variasi
Putaran Menggunakan Inverter Shihlin SS2”
1.2. Maksud Dan Tujuan
Dari
tugas akhir ini adalah untuk mengetahui karakteristik dari rangkaian pompa sentrifugal yang dipasang secara
tunggal dan menggunakan inverter
untuk variasi putaran daya motor mesin pompa.
Tujuan dari tugas akhir
ini adalah:
1. Mengetahui tekanan isap dan discharge.
2. Mengetahui tekanan debit.
3.
Mengetahui efisiensi pompa.
1.3. Pembatasan Masalah
Untuk dapat menghasilkan karakteristik pompa yang diinginkan, rangkaian
pengujian harus dapat memberikan variasi kondisi kerja kepada pompa yang diuji.
Oleh karena itu, dalam pembuatan alat pengujian berpegang pada pembatasan
masalah berikut :
1. Pompa yang digunakan adalah pompa sentrifugal
2. Di pengujian ini yang akan di ukur adalah bagaimana
tekanan, debit dan efisiensi pompa yang putaran motor mesin pompa di atur oleh
inverter.
1.4. Perumusan Masalah
Pada
tugas akhir ini, akan dilakukan pengujian untuk mengetahui karakteristik pompa
tersebut harus dilakukan pengujian untuk mendapatkan data-data yang nantinya
akan digunakan dalam perhitungan pengukuran tekanan(head), pengukuran isap, dan
pengukuran tekanan keluar. Sebelum melakukan pengujian, terlebih dulu dibuat
alat uji yang menggunakan beberapa pompa dimana yang digunakan adalah pompa
sentrifugal dimana pompa tersebut mempunyai spesifikasi yang sama. Untuk
mendapatkan kurva karakteristik pompa, instalasi pengujian harus dapat
memberikan variasi kondisi kerja pada pompa yang diuji.
1.5. Metodologi
Metodologi yang
digunakan dalam perancangan dan pembuatan alat uji ini adalah:
1.
Studi
Pustaka
Pada tahap ini yang dilakukan adalah
memperoleh teori-teori dasar dan prosedur pengujian yang berkaitan dengan
materi yang ditulis.
2.
Survei
Lapangan
Survei dilakukan untuk memperoleh data-data
yang diperlukan dalam pembuatan alat uji. Data-data ini bisa berupa data
tentang pompa dan rangkaian alat uji.
3.
Pembuatan
alat uji
Langkah ini dilakukan penyusunan komponen
untuk pembuatan instalasi pengujian yang telah direncanakan sebelumnya.
4.
Pengujian
Pada pengujian ini dilakukan pengukuran
tekanan, pengukuran isap dan pengukuran discharge pada pompa yang menggunakan
control inverter pada motor penggerak pompa.
1.6. Sistematika Penulisan Laporan
Dalam penulisan skripsi ini dibagi
dalam beberapa bab antara lain sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini diterangkan mengenai latar belakang penganalisaan,
maksud dari tujuan, batasan-batasan yang diambil, metode penulisan, sitematika
penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang pengertian dasar tentang sistem
pemipaan, pompa sentrifugal dan aliran fluida serta penulisan rumus-rumus yang
ada kaitannya dengan sistem pemipaan alat uji pompa sentrifugal
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Dalam bab ini
dijelaskan tentang pengambilan dan pengolahan data dengan menggunakan alat-alat
analisis yang ada. Menjelaskan langkah perancangan alat, detail sistematik dan
teknik pengujian.
BAB IV HASIL ANALISA DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini
dijelaskan mengenai data dan perhitungan. Menjelaskan grafik-grafik dari data
yang diperoleh dalam pengujian.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Dalam bab ini akan disimpulkan hasil
dari pembahasan dan menjelaskan juga saran-saran agar pengujian lebih akurat.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Pengertian Umum Tentang Pompa
Pompa
merupakan alat yang digunakan untuk memindahkan suatu cairan dari suatu tempat
ke tempat lain dengan cara menaikan tekanan cairan tersebut. Kenaikan tekanan
cairan tersebut digunakan untuk mengatasi hambatan-hambatan pengaliran.
Hambatan-hambatan pengaliran itu dapat berupa perbedaan tekanan, perbedaan
ketinggian atau hambatan gesek. Selain itu pompa juga berfungsi untuk mengubah
kecepatan aliran fluida sesuai dengan kebutuhan.
Sebagai
penggerak pompa dapat digunakan untuk steam engine, gas engine, steam turbine,
dan motor listrik.
Pompa
adalah salah satu mesin fluida yang digerakkan oleh suatu penggerak mula (biasanya
motor listrik, motor bakar, atau turbin uap) dengan maksud untuk mendorong
fluida tersebut ketempat lain yang diinginkan, misalkan ke tempat yang lebih
tinggi atau lebih jauh.
Klasifikasi
pompa secara umum dapat diklasifikasikan menjadi beberapa tipe, yaitu tipe
turbo, tipe perpindahan positif, dan tipe lain yang berdasarkan teori pompa.
Tipe perpindahan positif (termasuk pompa ulir spiral, pompa roda gigi, dan
pompa ulir) dan tipe lain(termasuk pompa hisapan udara, rem hidraulik dan pompa
jet). Pompa sentrifugal (Centrifugal Pump) diklasifikasikan berdasarkan bebera
kriteria, antara lain:
1. Bentuk arah aliran yang terjadi di impeller.
Aliran
fluida dalam impeller dapat berupa axial flow, mixed flow, atau radial flow.
2. Bentuk kontruksi dari impeller.
Impeller
yang digunakan pompa sentrifugal dapat berupa open impeller, semi-open
impeller, atau closing impeller.
3. Banyaknya
jumlah suction inlet.
Beberapa
pompa sentrifugal memilike suction inlet lebih dari dua buah. Pompa yang
memiliki satu suction inlet disebut single-suction pump sedangkan untuk pompa
yang memiliki dua suction inlet disebut double-suction pump.
4. Banyaknya impeller.
Pompa
sentrifugal khusus memiliki beberapa impeller bersusun memiliki labih dari satu
impeller disebut multi-stage pump.
2.2. Pompa Sentrifugal
Pompa
sentrifugal, salah satu jenis pompa kerja dinamis yang prinsip kerjanya
mengubah energi kinetic (kecepatan) cairan menjadi energy potensial melalui
impeller yang berputar dalam casing. Gaya sentrifugal yang tumbul karena adanya
gerakan sebuah benda atau partikel melalui lintasan lengkung (melingkar).
Seperti diperlihatkan dalam gambar, mempunyai sebuah impeller (baling-baling)
untuk mengangkat zat cair daritempat yang lebih rendah ketempat yang lebih
tinggi. Daya dari luar diberikan kepada poros pmpa untuk memutarkan impeller di
dalam zat cair. Sehingga zat cair yang ada di di dalam berputar karena dorongan
dari sudu-sudu, karena timbul gaya sentifugal maka zat cair mengalir dari
tengah impeller keluar melalui saluran anatar sudu-sudu. Disini head tekanan
zat cair menjadi lebih tinggi. Demikian head kecepatan bertambah besar karena
zat cair mengalami percepatan. Zat cair yang keluar dari impeller ditampung di
saluran berbentuk spiral di kelilingi impeller dan disalurkan ke luar pomkpa
melalui nosel. Nosel ini sebagai head kecepatan aliran diubah menjadi head
tekanan.
Jadi
impeller pompa berfungsi memberikan kerja kepada zat cair sehingga energy yang
dikandungnya menjadi bertambah besar. Selisih energy per satuan berat atau head
total zat cair antara flens isap dan flens keluar pompa disebut head total
pompa.
Gambar
2.1. Lintasan Aliran Cairan Pompa Sentrifugal 1)
Pompa
sentrifugal merupakan pompa kerja dinamis yang paling banyak digunakan karena
mempunyai bentuk yang sederhana dan harga yang relative terjangkau. Keuntungan
pompa sentrifugal dibandingkan jenis pompa perpindahan positif adalah gerakan
impeller yang kontinyu menyebabkan aliran tunak dan tidak berpulsa, keandalan
operasi tinggi disebabkan gerakan elemen yang sederhana dan tidak adanya
katup-katup, kemampuan untuk beroprasi pada putaran tinggi, yang dapat dikopel
dengan motor bakar atau turbin uap ukuran kecil sehingga hanya membutuhkan
ruang yang kecil, lebih ringan dan biaya instalasi ringan, harga murah dan
perawatan mudah.
·
Bagian-bagian
Pompa Sentrifugal
Secara
umum bagian utama pompa sentrifugal dapat dilihat seperti gambar di bawah ini.
Gambar
2.1. Bagian-bagian pompa 2)
a) Stuffing Box
Stuffing box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada
daerah dimana poros pompa menmus casing
b) Packing
Digunakan untuk mencegah dan mengurangi boocoran cairan
dari casing pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.
c) Shaft (poros)
Poros berfungsi untuk meneruskan momen punter dari
penggerak selama beroprasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian
berputar lainnya.
d) Shaft Sleve
Shaft Sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi,
korosi dan keausan pada stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai
leakage joint, internal bearing dan interstage atau distance sleever.
e) Vane
Sudu
dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.
f) Casing
Merupakan bagian paling luar dari pompa yang beerfungsi
sebagai pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffuser (guide vane),
inlet, dan outlet nozzle serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan
mengkonversikan energy kecepatan cairan menjadi energy dinamis (single stage).
g) Eye Of Impeller
Bagian
sisi masuk pada rah isap impeller.
h) Impeller
Impeller berfungsi untuk mengubah energy mekanis dari
pompa menjadi energy kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu,
sehingga cairan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi
kekosongan akibat perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya.
i) Chasing Wear Ring
Chasing Wear Ring ini berfungsi untuk memperkecil
kebocoran cairan yang melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang
impeller, dengan cara memperkecil celah antara casing dengan impeller.
j) Disharge Nozzle
Discharge nozzle berfungsi untuk mengeluarkan cairan dar
impeller, Di dalam nosel ini head kecepatan aliran diubah menjadi head tekanan.
2.2.1. Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal
Prinsip
kerja pompa sentrifugal, didasarkan pada hukumkekelan energy. Cairan yang masuk
pompa dengan energy total tertentu mendapatkan tambahan energy dari pompa
sehingga setelah keluar dari pompa cairan akan mempunyai energy total yang
lebih besar.
Fluida
cair yang akan dipompa dimasukka ke dalam rumah pompa, sehingga memenuhi
seluruh impeller. Motor penggerak yang ada pada umumnya dihubungkan langsung ke
poros pompa (shaft), impeller diputar, sehingga menghasilkan gaya sentrifugal
yang mengangkat atau memindahkan fluida cair keluar dari bilah-bilah impekker.
Bersamaan dengan dipindahkannya fluida, maka sejumlah fluida dari suction pipe
juga akan terhisap ke bagian tengah impeller dan akhirnyua dipindahkan juga.
Perpindahan atau dipinndahkannya air dari impeller kemudian diteruskan melalui
dischahrge pipe.
2.2.2. Klasifikasi Pompa Sentrifugal
1. Menurut jenis
aliran dalam impeller
a.
Pompa aliran radial
Pompa ini mempunyai kontruksi sedemikian
sehingga aliran zat cair yang keluar dari impeller akan tegak lurus poros pompa
(arah radial)..
Gambar
2.3. Pompa sentrifugal aliran aksial 3)
b.
Pompa aliran campur
Aliran zat cair didalam pompa waktu
meninggalkan impeller akan bergerak sepanjang permukaan kerucut (miring)
sehingga komponen kecepatannya berarah radial dan aksial.
Gambar
2.4.Pompa sentrifugal aliran campur 4).
c.
Pompa aliran aksial
Aliran zat cair yang meninggalkan
impeller akan bergerak sepanjang permukaan silinder (arah aksial).
Gambar
2.5.Pompa aliran aksial 5)
2. Menurut jenis
impeller
a.
Impeller tertutup
Sudu-sudu ditutup oleh dua buah dinding
yang merupakan satu kesatuan, digunakan untuk pemompaan zat cair yang bersih
atau sedikit mengandung kotoran.
Gambar
2.6. Impeller 6)
b.
Impeller setengah terbuka
Impeller jenis ini terbuka disebelah sisi
masuk (depan) dan tertutup di sebelah belakangnya. Sesuai untuk memompa zat
cair yang sedikit mengandung kotoran misalnya: air yang mengandung pasir, zat
cair yang mengauskan, slurry, dll.
c.
Impeller terbuka
Impeller jenis ini tidak ada dindingnya
di depan maupun di belakang. Bagian belakang ada sedikit dinding yang disisakan
untuk memperkuat sudu. Jenis ini banyak digunakan untuk memompa zat cair yang
banyak mengandung kotoran.
3. Menurut Bentuk
Rumah
a.
Pompa volut
Bentuk rumah pompanya seperti rumah keong
atau siput (volute), sehingga kecepatan aliran keluar bisa dapat dikurangi dan
biasa menghasilkan jumlah kenaikan tekanan.
Gambar
2.7. Pompa volut 7)
b.
Pompa diffuser
Pada keliling luar impeller dipasang sudu
diffuser sebagai pergantian rumah keong.
Gambar
2.8. Pompa diffuser 8)
c.
Pompa aliran campur jenis volut
Pompa jenis ini mempunyai impeller jenis
aliran campur dan sebuah rumah volut.
4. Menurut jumlah
tingkat
a.
Pompa satu tingakat
Pompa ini hanya mempunyai satu impeller.
Head total yang ditimbulkan hanya berasal dari satu impeller, jadi relatife
rendah.
b.
Pompa bertingkat banyak
Pompa ini menggunakan beberapa impeller
yang dipasang secara berderet (seri) pada satu poros. Zat cair yang keluar dari
impeller pertama dimasukkan ke impeller berikutnya dan seterusnya hingga
impeller terakhir. Head total pompa ini merupakan jumlah dari head yang
ditimbulkan oleh masing-masing impeller sehingga relatif tinggi.
Gambar
2.9. Pompa Multistage 9)
5. Menurut letak
poros
Menurut letak porosnya, poros dapat
dibedakan menjadi poros horizontal dan poros vertical seperti pada gambar berikut
ini:
Gambar
2.10. Poros Vertikal dan poros Horisontal 10)
2.3. Rumus-Rumus Perhitungan Pompa
2.3.1. Kapasitas Pompa
Kapasitas
pompa adalah banyaknya cairan yang dapat dipindahkan oleh pompa setiap satuan
waktu. Dinyatakan dalam satuan volume per satuan waktu, seperti :
·
Barel
per day (BPD)
·
Galon
per menit (GPM)
·
Cubic
meter per hour (m3/hr)
Dalam memilih suatu pompa untuk maksud
tertentu, terlebih dahulu harus diketahui aliran serta head yang diperlukan
untuk mengalirkan zat cair yang akan dipompa. Head pompa adalah energi per
satuan berat yang harus disediakan untuk mengalirkan sejumlah zat cair yang
direncanakan sesuai kondisi instalasi pompa atau tekanan untuk mengalirkan
sejumlah zat cair, yang umumnya dinyatakan dalm satuan panjang. Head dapat
bervariasi pada penampang yang berbeda, tetapi pada kenyataannya selalu ada
rugi energy. Head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah
seperti direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani
oleh pompa.
Gambar
2.11. Head Pompa 11)
Dari gambar 2.11. kita dapat menentukan head
total pompa dengan persamaan dibawah ini :
……………………………………...….(1)
Dimana
: H : Head total pompa (m)
: Head statis total (m)
: Perbedaan head tekanan yang
bekerja pada kedua
permukaan (m), 
: Berbagai kerugian head
di pipa , katup, belokan, sambungan,dll (m)
=
:
Head kecepatan keluar (m)
: Percepatan gravitasi
(9,81 m/
)
Head
total pompa salah satunya dipengaruhi oleh berbagai kerugian pada system
perpipaan yaitu gesekan dalam pipa, katup, belokan, sambungan reduser, dll.
Untuk menentukan head total yang harus disediakan pompa, perlu menghitung
terlebih dahulu kerugian-kerugian pada instalasi. Dimana kerugian-kerugian
tersebut akan dijumlahkan untuk mengetahui kerugian head yang terjadi dalam
instalasi. Berikut akan dihitung kerugian head dan instalasi pengujian pompa.
2.3.3. Kerugian Head
Berikut
ini adalah macam-macam kerugian dalam instalasi pompa antara lain:
1.
Head
kerugian gesek dalam pipa lurus, dirumuskan sebagai berikut :
…………………………………………………...……(2)
Dimana: 
:
Head kerugian gesek (m)
:
Head kerugian gesek (m)
Q : Kapasitas pompa (
/s)
/s)
L : Panjang pipa (m)
D : Diameter dalam pipa (m)
C : Koefisien pipa
2. Kerugian
belokan θ, dirumuskan sebagai berikut :
……………………………………………………………….(3)
(
…………………..…………..(4)
Dimana: : Head kerugian belokan (m)
: Head kerugian belokan (m)
V : Kecepatan aliran (m/s)
g : Gaya gravitasi (9,81 m/)
)
D : Diameter dalam pipa (m)
R : Jari-jari lengkung sumbu belokan (m)
θ : Sudut belokan (derajat)
ƒ : Koefisien kerugian
3. Kerugian katup isap dengan saringan
…………………………………………………………...……(5)
Dimana: : Head kerugian katup
isap (m)
: Head kerugian katup
isap (m)
ƒ : Koefisien kerugian katup isap
v
: Kecepatan aliran m/s
g
: Gaya gravitasi (9,81 m/)
)
4
Kerugian
karena perbesaran penampang secara mendadak
………………………………………………………….………(6)
Dimana
: : Head kerugian
kecepatan keluar (m)
: Head kerugian
kecepatan keluar (m)
: Kecepatan aliran sisi
keluar (m/s
g : Gaya gravitasi (9,81 m/)
)
5
Kerugian
karena perbesaran penampang secara mendadak
……………………………………………………………..(7)
Dimana
: : Head kerugisn kecepatan
keluar (m)
: Head kerugisn kecepatan
keluar (m)
: Kecepatan aliran sisi
masuk/diameter kecil (m/s) : Kecepatan aliran sisi
keluar/diameter besar (m/s)
g : Gaya gravitasi (9,81 m/
ƒ : Koefisien kerugian
Kecepatan spesifik merupakan indeks jenis
pompa yang memakai kapasitas, putaran pompa dan tinggi tekan yang diperoleh
pada titik efisiensi maksimum pompa, kecepatan spesifik digunakan untuk
menentukan bentuk umum impeller. Masing-masing jenis impeller itu dapat dioprasikan
dengan baik, walaupun daerah-daerah kecepatan spesifik ini hanya merupakan
taksiran saja. Tidak ada batas yang tegas dientara jenis-jenis impeller ini.
Kecepatan spesifik dapat didefinisikan seperti persamaan berikut.
………………………………………………………….……(8)
Dimana
: 
: Putaran spesifikasi
: Putaran spesifikasi
Q :
Kapasitas spesifik (m/s)
H : Head pompa (m)
n : Putaran pompa (rpm)
Dalam persamaan diatas digunakan pompa-pompa
yang sebangun bentuk impellernya, meskipun ukuran dan putarannya berbeda.
Dengan kata lain harga 
dapat dipakai sebagai parameter untuk menyatakan jenis pompa. Dalam
menghitung untuk pompa sebtrifugal jenis isapan ganda (double suction) nilai Q dari
persamaan adalah Q/2. Karena kapasitas aliran melalui sebelah impeller adalah
setengah dari kapasitas aliran keseluruhan.
dapat dipakai sebagai parameter untuk menyatakan jenis pompa. Dalam
menghitung untuk pompa sebtrifugal jenis isapan ganda (double suction) nilai Q dari
persamaan adalah Q/2. Karena kapasitas aliran melalui sebelah impeller adalah
setengah dari kapasitas aliran keseluruhan.
Kecepatan spesifik pompa bertingkat banyak
diambil sebagai kecepatan spesifik untuk masing-masing tingkatnya. Kecepatan
dan jumlah aliran melalui setiap tingkat adalah sama, dan tinggi tekan total
biasanya terbagi rata untuk masing-masing tingkat. Jadi semua tingkat akan
mempunyai kecepatan spesifik yang sama yang dapat dianggap sebagai kecepatan
spesifik pompa itu sendiri.
Di pengujian ini memakai dua buah pompa
sentrifugal (pompa no.1 dan pompa no.2) yang geometris sebangun satu dengan
yang lain, maka untuk kondisi aliran yang sebangun pula, berlaku hubungan
sebagai berikut :
= 
= 
………………………………………………….……..(9)
= 
Dimana D :
Diameter Impeller (m)
H : Head Total Pompa (m)
P : Daya Poros Pompa (kW)
n : Putaran motor (rpm)
Disini
menyatakan bahwa pompa no.1 dan pompa no.2 hubungan yang dinyatakan di atas
disebut “hukum kesebangunan pompa”. Hukum ini sangat penting untuk menaksir
perubahan performasi pompa bila putaran di ubah. Hukum ini juga berguna untuk
memperkirakan performasi pompa yang di rencanakan apabila pompa tersebut
geometris sebangun dengan pompa yang sudah diketahui performasinya.
Dari instalasi pengujian pompa ini dapat diketahui besarnya daya
hidrolis yang dibangkitkan dan daya motor penggerak yang diperlukan untuk
menggerakannya, sehingga besarnya efisiensi dari pompa dan efisiensi system
instalasi pengujian pompa dapat diketahui. Besarnya daya dan besarnya efisiensi
tersebut dapat dihitung dengan rumus--rumus berikut:
Daya hidrolis (daya pompa teoritis) adalah
daya yang diperlukan untuk mengalirkan sejumlah zat cair. Daya hidrolis dapat
dihitung dengan persamaan berikut.
…………………………………………………...…….(10)
Dimana
: 
: Daya hidrolis (kW)
: Daya hidrolis (kW)
γ : Berat jenis air (kN/)
)
Q
: Debit (
: Head Total (m)
Daya poros yang diperlukan untuk menggerakan
sebuah pompa adalah sama dengan daya hidrolis ditambah kerugian daya didalam
pompa. Daya ini dapat dinyatakan sebagai berikut.
Ps
= 
………………………………………………………...………(11)
………………………………………………………...………(11)
Dimana
: 
: Efisiensi Pompa
: Efisiensi Pompa 
: Daya Hidrolis (kW)
: Head Poros (kW)
Daya motor dapat dihitung dengan cara
menggunakan data voltase dan arus listrik dengan rumus berikut ini.
Pi
= V . I . Cos θ…..................................................................................(12)
Dimana
: pi
: Daya Motor (kW)
V : Tegangan Listrik (volt)
I : Arus Listrik (amper)
Cos θ : Faktor Daya
Efisiensi Pompa merupakan perbandingan antara
output dan input atau antara daya hidrolis pompa dengan poros pompa. Harga
efisiensi yang tertinggi sama dengan satu harga yang didapat dari pabrik
pembuatnya. Rumus efisiensi dapat dilihat berikut ini.
x 100%.....................................................................................(13)
Dimana
: 
: Efisiensi Pompa (%)
: Efisiensi Pompa (%)
Ph :
Daya Hidrolis (kW)
Pi :
Daya Motor (kW)
Karakteristik dari pompa sentrifugal merupakan hubungan antara tekanan
yang dibangkitkan (head) dan kecepatan aliran volume (kapasitas). Karakteristik
dapat juga menyertakan kurva efisiensi dan harga brake home power-nya.
Karakteristik pompa sentrifugal dapat digambarkan dalam kurva karakteristik
yang melukiskan jalannya lintasan dan besaran-besaran tertentu terhadap besaran
kapasitas, besaran-besaran ini adalah :
·
Head
Pompa (H)
·
Daya
Pompa (P)
·
Efisiensi
Pompa (
Karakteristik
pompa berbeda-beda berdasarkan pada jenis pompa, putaran spesifik dan pabrik
pembuatnya. Contoh karakteristik sebuah pompa dapat digambarkan dalam gambar
2.12. Kurva-kurva karakteristik, yang menyatakan besarnya head total pompa,
daya poros, dan efisiensi pompa, terhadap kapasitas. Kurva performasi tersebut
pada umumnya digambarkan pada putaran yang tetap. Kurva efisiensi terhadap
kapasitas dari pompa sentrifugal umumnya berbentuk lengkung seperti kurva
berikut ini:
Gambar 2.12. Kurva Head, Efisiensi dan Daya
Dari
grafik dibawah ini terlihat bahwa kurva head-kapasitas menjadi semakin curan
pada pompa dengan harga yang semakin besar. Disini head pada kapasitas nol (shut of head)
semakin tinggi pada yang semakin besar. Kurva daya
terhadap kapasitas mempunyai harga minimum bila kapasitas aliran sama sengan
nol pada pompa sentrifugal dengan kecil. Kurva efisiensi terhadap
kapasitas dari pompa sentrifugalumumnya berbentuk mendekati busur lingkaran.
Harga efisiensinya hanya sedikit menurun bila kapasitasnya berubah menjauhi
harga optimumnya. Dalam memilih pompa yang tepat bagi keperluan tertentu,
karakteristik pompa seperti diuraukan diatas sangat penting untuk diperhatikan
dan dipertimbangkan.
yang semakin besar. Disini head pada kapasitas nol (shut of head)
semakin tinggi pada yang semakin besar. Kurva daya
terhadap kapasitas mempunyai harga minimum bila kapasitas aliran sama sengan
nol pada pompa sentrifugal dengan kecil. Kurva efisiensi terhadap
kapasitas dari pompa sentrifugalumumnya berbentuk mendekati busur lingkaran.
Harga efisiensinya hanya sedikit menurun bila kapasitasnya berubah menjauhi
harga optimumnya. Dalam memilih pompa yang tepat bagi keperluan tertentu,
karakteristik pompa seperti diuraukan diatas sangat penting untuk diperhatikan
dan dipertimbangkan.
Gambar 2.13. Kurva karakteristik pompa volut
Gambar 2.14. Kurva karakteristik pompa aliran aksial
Ganbar 2.15. Kurva karakteristik pompa aliran campur
2.7. Kavitasi
Kavitasi adalah gejala menguapnya zat cair yang sedang mengalir, karena
tekanannya turun sampai dibawah tekanan uap jenuhnya. Ketika zat cair terhisap
pada sisi isap pompa, tekanan pada permukaan zat cair akan turun, biala
tekananya turun sampai pada tekanan uap jenuhnya, maka cairan akan menguap dan
membentuk gelembung uap. Selama bergerak sepanjang impeller, kenaikan tekanan
akan menyebabkan gelembung uap pecah dan menumbuk permukaan pompa. Jika
permukaan saluran/pipa terkena tumbukan gelembung uap tersebut secara terus
menerus dalam jangka lama akan mengakibatkan terbentuknya lubang-lubang pada
dinding saluran atau sering disebut erosi kavitasi. Pengaruh lain dari kavitasi
adalah akan timbul suara-suara berisik, getaran yang berlebih dan turunnya
performa pompa. Berikut ini adalah gambarannya.
Gambar
2.16. Perubahan tekanan pada sisi isap pompa 16)
Dalam perancangan instalasi pompa, hal-hal ini harus
diperhitungkan untuk menghindari kavitasi tersebut, yaitu:
·
Ketinggian
letak pompa terhadap permukaan zat cair yang dihisap harus dibuat serendah
mungkin agar head isap statis menjadi rendah
·
Pipa
isap dibuat pendek,jika dipakai pipa isap yang panjang sebaiknya diambil pipa
berdiameter satu nomor lebih besar untuk mengurangi gesekan.
·
Tidak
dibenarkan untuk memperkecil laju aliran dengan menghambat aliran pada sisi
isap.
·
Jika
pompa memiliki head total dan kapasitas aliran berlebihan akan kemungkinan
terjadi kavitasi karena head total pompa harus ditentukan sedemikian hingga
sesuai pada kondisi operasi sesungguhnya dan
·
Dipilih
impeller yang tahna erosi karena kavitasi
2.8. Net Positive Suction Head (NPSH)
Seperti uraian diatas bahwa kavitasi akan terjadi bila tekanan suatu
aliran zat cair turun sampai dibawah tekanan uapnya. Jadi untuk menghindari
kavitasi, harus diusahakan agar tidak ada satu bagianpun dari aliran didalam
system pompa yang mempunyai tekanan lebih rendah dari tekanan uap jenuh cairan
pada temperature yang bersangkutan. Begitu sebaliknya, untuk menciptakan
kavitasi.
Dalam hal ini perlu perlu diperhatikan
@ macam tekanan yang memegang peranan penting yaitu:
1. Tekanan yang ditentukan oleh kondisi
lingkungan dimana pompa dipasang.
2.
Tekanan
yang ditemukan oleh keadaan aliran didalam pompa.
Berhubung dengan hal tersebut diatas maka
NPSH atau Net Positive Suction Head, dipakai sebagai ukuran keamanan pompa
terhadap kavitasi.
Dibawah ini akan diuraikan dua macam NPSH, yaitu :
1. NPSH yang tersedia
NPSH yang tersedia adalah head yang dimiliki
oleh zat cair pada sisi isap pompa, dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair
ditempat tersebut. Dalam hal ini pompa yang menghisap dari tempat terbuka
dengan tekanan atmosfer pada permukaan zat cair, NPSH yang tersedia dapat
ditulis sebagai berikut :
…………………………………………….…(14)
Dimana : 
: NPSH yang tersedia (m)
: NPSH yang tersedia (m)
Pa : Tekanan atmosfir (kg/
)
)
Pv : Tekanan uap jenuh (kg/)
)
γ : Berat zat air per satuan volume (kg/)
)
: Head isap statis (m)
: Kerugian head sepanjang
pipa isap
Dan persamaan diatas dapat dilihatbahwa tinggi hisap 
biasanya diukur dari permukaan
zat cair sampai titik tertinggi pada lubang hisap impeller (pada pompa dengan
poros mendatar maupun tegak) jika zat cair di hisap dari tangki tertutup, maka Pa dalam persamaan diatas menyatakan
tekanan absolute yang bekerja pada permukaan zat cair didalam tangki tertutup
tersebut.
biasanya diukur dari permukaan
zat cair sampai titik tertinggi pada lubang hisap impeller (pada pompa dengan
poros mendatar maupun tegak) jika zat cair di hisap dari tangki tertutup, maka Pa dalam persamaan diatas menyatakan
tekanan absolute yang bekerja pada permukaan zat cair didalam tangki tertutup
tersebut.
Gambar
2.17. NPSH, bila tekanan atmosfer bekerja pada permukaan air yang diisap. 17)
2.
NPSH
yang diperlukan
NPSH yang diperlukan adalah NPSH minimum yang dibutuhkan untuk
membiarkan pompa bekerja tanpa kavitasi. Sebelum ini terlihat bahwa antara
flens hisap dan permukaan sudu kipas terjadi penurunan tekanan. Turunnya
tekanan itu disebabkan karena kerugian aliran dan kerugian gesek dan juga kemungkinan
peningkatan kecepatan aliran dalam pompa. Pembentukan gelembung akan terjadi,
setelah tekanan sama dengan tekanan uap jenuh zat cair yang yang dipompakan
pada suhu pemompaan. NPSH pompa yang diperlukan sama dengan jumlah tekanan
dinamis atau tinggi kecepatan pada permukaan sudu dan semua kerugian aliran
antara flens hisap dan permukaan sudu. Kerugian aliran dan kecepatan aliran volume (Q) dan dari jumlah putaran () akan tetapi kerugian aliran dan kecepatan aliran tersebut tergantung
pula dari bentuk sudu, jumlah sudu, tebal sudu, besarnya lubang laluan, dan
unsure-unsur konstruksi yang lain. NPSH pompa yang diperlukan itu dapat
dinyatakan dalam rumus berikut:
) akan tetapi kerugian aliran dan kecepatan aliran tersebut tergantung
pula dari bentuk sudu, jumlah sudu, tebal sudu, besarnya lubang laluan, dan
unsure-unsur konstruksi yang lain. NPSH pompa yang diperlukan itu dapat
dinyatakan dalam rumus berikut:
. 
………………………………………………….…..(15)
S = 
…………………………………………………………...…….(16)
…………………………………………………………...…….(16)
Dimana
: 
: NPSH yang diperlukan (m)
: NPSH yang diperlukan (m)
S : Kecepatan spesifik isap
n : Putaran pompa (rpm)
: Kecepatan aliran air (/min) : Kecepatan Spesifik
: Koefisien Kavitasi
Agar pompa dapat bekerja tanpa kavitasi, maka NPSH pompa yang tersedia
harus lebih besar dari NPSH pompa yang diperlukan.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Langkah-Langkah Pengujian
|
|
|
|
|
|
|
|
Gambar 3.1. Diagram Uji Pompa Tunggal
Untuk
pengujian ini menggunakan Inverter sebagai variasi putaran, dan untuk
mengetahui input pompa menggunakan voltmeter dan ampere meter. Preasure gage
juga dipasang di pipa isap (suction) dan di pipa keluar (discharge), pompa yang
digunakan adalah pompa sentrifugal dan menggunakan wiermeter untuk mengukur debit
air.
Gambar3.1 Skema pengujian pompa sentrifugal
menggunakan variasi putaran dengan inverter
Keterangan :
1 =
Inverter
2 =
Motor pompa
3 =
Pompa sentrifugal
4 =
Pressure gauge 2
5 =
Katup
6 =
Pressure gauge 1
7 =
Saringan
8 =
Penampung air
9 =
Wiermeter
3.3. Alat-Alat Yang Digunakan
a. Inverter
Merek : Shihlin
Seri
: SS2
Input : 9,3 A 1 PH AC 200 ~ 240 V 50/60
Hz
Output : 4,5 A MAX 3 PH AC 200 ~ 240 V 0,75
KW
b. Voltmeter
Merek : Heles
Seri : CR-52
Class : 2.5
Reg : 271.488
c. Amperemeter
Merek : Heles
Seri : CR-52
Class : 2.5
Reg : 271.488
d. Pompa Sentrifugal
Merek :
Voss
Model :
Aqua 175A
Max cap : 110
Ltr/m
Suct head : 9
Mtr
Disc head :
13,5 Mtr
Total head :
22,5 Mtr
Size :
1” x 1”
Output :
175 Watt
V/HZ/PH :
220/50/1
Rpm :
2850
e. Pressure Gauge
Merek :
Australia
Max pressure : 2,5
Kg/
f. Weirmeter
Model : Bentuk V
Bahan : Pelat besi
Panjang : 37 cm
Lebar : 24 cm
Tinggi : 26 cm
3.3.
Dasar Perumusan
Untuk mengetahui
daya input kita harus mengetahui tegangan (V) dan juga arus (A).
Input = Tegangan dan Arus
Pi = V . I . K
pi
: Daya Motor (kW)
V : Tegangan Listrik (volt)
I : Arus Listrik (amper)
K : Konsanta
Dan selanjutnya untuk mengetahui Output
dari pompa adalah kita harus mengukur Tekanan (P) dan Debit dari wiermeter. Daya output adalah daya yang diperlukan
untuk mengalirkan sejumlah zat cair. Daya hidrolis dapat dihitung dengan
persamaan berikut.
Output = Tekanan dan Debit
: Daya hidrolis (kW)
γ : Berat jenis air (kN/)
)
Q
: Debit (
: Head Total (m)
Efisiensi Pompa merupakan perbandingan antara output dan input atau
antara daya hidrolis pompa dengan poros pompa. Harga efisiensi yang tertinggi
sama dengan satu harga yang didapat dari pabrik pembuatnya.:
Efisiensi = Output / Input
x 100% : Efisiensi Pompa (%)
Ph :
Daya Hidrolis (kW)
Pi :
Daya Motor (kW)
1)
Perakitan menggunakan pompa
sentrifugal yang disambungkan dengan Inverter sebagai pengatur daya motor
listrik atau variasi putaran. Dihubungkan pula dengan voltmeter dan ampere
meter untuk megetahui daya input. Pipa isap dan pipa keluar dipasang alat
preasure gauge. Dan ada wiermeter sebagai pengukuran debit.
2)
Variasi putaran Hz : 30 Hz, 35
Hz, 40 Hz, 45 Hz, 50 Hz. Dan variasi bukaan katup adalah buka penuh, tutup ¼,
tutup ½, tutup ¾, dan tutup penuh.
3)
Pengujian input dilakukan
dengan mengamati alat voltmeter dan amperemeter di setiap variasi putarannya.
4)
Pengujian output dilakukan dengan
cara mengamati preasure gauge di pipa isap dan pipa keluar di setiap perubahan
bukaan katup serta mengamati tinggi debit air di wiermeter.
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengujian Dan Percobaan
Tabel 4.1. Hasil pengujian pompa sentrifugal
dengan pengaturan rpm pada inverter
|
inverter (Hz)
|
Bukaan Katup
|
P1 (Hisap) Kg/cm²
|
P2 (Discharge) Kg/cm²
|
Volt (v)
|
Ampere (I)
|
Ketinggian Air (m)
|
|
Putaran (Rpm)
|
||||||
|
30
|
Buka Full
|
-0,25
|
0.1
|
140
|
1.25
|
0.047
|
|
¹⁄₄
|
-0,22
|
0.2
|
0.044
|
|||
|
1680
|
¹⁄₂
|
-0,20
|
0.38
|
0.037
|
||
|
³⁄₄
|
-0,15
|
0.3
|
0.021
|
|||
|
Tutup
|
-0,10
|
0.45
|
0
|
|||
|
35
|
Buka Full
|
-0,28
|
0.2
|
160
|
1.09
|
0.05
|
|
¹⁄₄
|
-0,25
|
0.25
|
0.048
|
|||
|
1960
|
¹⁄₂
|
-0,25
|
0.4
|
0.045
|
||
|
³⁄₄
|
-0,20
|
0.48
|
0.036
|
|||
|
Tutup
|
-0,15
|
0.5
|
0
|
|||
|
40
|
Buka Full
|
-0,30
|
0.25
|
180
|
0.97
|
0.058
|
|
¹⁄₄
|
-0,28
|
0.3
|
0.052
|
|||
|
2240
|
¹⁄₂
|
-0,25
|
0.45
|
0.047
|
||
|
³⁄₄
|
-0,23
|
0.5
|
0.04
|
|||
|
Tutup
|
-0,18
|
0.6
|
0
|
|||
|
45
|
Buka Full
|
-0,35
|
0.25
|
190
|
0.92
|
0.06
|
|
¹⁄₄
|
-0,33
|
0.35
|
0.057
|
|||
|
2520
|
¹⁄₂
|
-0,28
|
0.55
|
0.054
|
||
|
³⁄₄
|
-0,25
|
0.71
|
0.044
|
|||
|
Tutup
|
-0,20
|
0.8
|
0
|
|||
|
50
|
Buka Full
|
-0,38
|
0.3
|
210
|
0.83
|
0.062
|
|
¹⁄₄
|
-0,35
|
0.4
|
0.059
|
|||
|
2800
|
¹⁄₂
|
-0,30
|
0.6
|
0.057
|
||
|
³⁄₄
|
-0,28
|
0.85
|
0.049
|
|||
|
Tutup
|
-0,24
|
1
|
0
|
4.2. Perhitungan Hasil Pengujian
1. Perhitungan
Tekanan
H = 
→ 
= ρ.g = 1000 
x 9.8 N/Kg = 9800
→ = ρ.g = 1000 x 9.8 N/Kg = 9800
1 
= 98066,5
= 98066,5
Untuk frekuensi 30
Hz
Posisi katup :
buka full H = 
= 
= 3,502 m
= = 3,502 m
¼ H = 
= 
= 4,202 m
= = 4,202 m
½ H = 
= 
= 4,309 m
= = 4,309 m
¾ H = 
= 
= 4,503 m
= = 4,503 m
Close H = 
= 
= 5,503 m
= = 5,503 m
Dengan cara yang sama akan di dapat data perhitungan dengan frekuensi
yang lain,hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel 4.2. Hasil perhitungan tekanan pompa
|
inverter (Hz)
Putaran (Rpm)
|
Bukaan Katup
|
Tekanan (m)
|
|
30
1680
|
BukaFull
|
3.502
|
|
¹⁄₄
|
4.202
|
|
|
¹⁄₂
|
4.309
|
|
|
³⁄₄
|
4.503
|
|
|
Tutup
|
5.503
|
|
|
35
1960
|
BukaFull
|
4.803
|
|
¹⁄₄
|
5.003
|
|
|
¹⁄₂
|
6.504
|
|
|
³⁄₄
|
6.804
|
|
|
Tutup
|
6.904
|
|
|
40
2240
|
BukaFull
|
5.503
|
|
¹⁄₄
|
5.803
|
|
|
¹⁄₂
|
7.004
|
|
|
³⁄₄
|
7.305
|
|
|
Tutup
|
7.805
|
|
|
45
2520
|
BukaFull
|
6.004
|
|
¹⁄₄
|
6.804
|
|
|
¹⁄₂
|
8.305
|
|
|
³⁄₄
|
9.606
|
|
|
Tutup
|
10.006
|
|
|
50
2800
|
BukaFull
|
6.804
|
|
¹⁄₄
|
7.505
|
|
|
¹⁄₂
|
9.006
|
|
|
³⁄₄
|
11.307
|
|
|
Tutup
|
12.4084
|
2. Perhitungan
debit
Q = 
× 
×
Untuk frekuensi
30Hz
Katup buka full Q = × 
×
Q = 
Q = 
4,427 
4,427
Q = 0,00065 
Dengan cara yang
sama akan di dapat data perhitungan dengan frekuensi yang lain,hasilnya dapat
dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel 4.3. Hasil perhitungan debit pompa
|
inverter (Hz)
Putaran (Rpm)
|
Bukaan Katup
|
Debit (m³/s)
|
|
30
1680
|
BukaFull
|
0.00065
|
|
¹⁄₄
|
0.00055
|
|
|
¹⁄₂
|
0.00036
|
|
|
³⁄₄
|
0.00009
|
|
|
Tutup
|
0
|
|
|
35
1960
|
BukaFull
|
0.00076
|
|
¹⁄₄
|
0.00069
|
|
|
¹⁄₂
|
0.00058
|
|
|
³⁄₄
|
0.00033
|
|
|
Tutup
|
0
|
|
|
40
2240
|
BukaFull
|
0.0011
|
|
¹⁄₄
|
0.00084
|
|
|
¹⁄₂
|
0.00065
|
|
|
³⁄₄
|
0.00044
|
|
|
Tutup
|
0
|
|
|
45
2520
|
BukaFull
|
0.0012
|
|
¹⁄₄
|
0.00106
|
|
|
¹⁄₂
|
0.00092
|
|
|
³⁄₄
|
0.00055
|
|
|
Tutup
|
0
|
|
|
50
2800
|
BukaFull
|
0.0013
|
|
¹⁄₄
|
0.00115
|
|
|
¹⁄₂
|
0.00106
|
|
|
³⁄₄
|
0.00072
|
|
|
Tutup
|
0
|
3. Menentukan Efisiensi
Sebelum nya kita harus menentukan Np atau
daya poros dan Nh atau daya hidrolis terlebih dahulu. Berikut persamaan-nya :
Np = VxAxK
Frekuensi 30 Hz Np = VxAxk = 140 x 1.25 x 0.8 = 140
Watt
Frekuensi 35 Hz Np = VxAxk = 160 x 1.09 x 0.8 = 139.52
Watt
Frekuensi 40 Hz Np = VxAxk = 180 x 0.97 x 0.8 = 139.68 Watt
Frekuensi 45 Hz Np = VxAxk = 190 x 0.92 x 0.8 = 139.84 Watt
Frekuensi 50 Hz Np = VxAxk = 210 x 0.83 x 0.8 = 139.44 Watt
Nh = 
QxH
QxH
Untuk frekuensi 30
Hz
Posisi katup
Open Nh = 1000 x 9.8 N/Kg x 0.00065 m³/s x 3.5024 m = 22.4 Watt
x 9.8 N/Kg x 0.00065 m³/s x 3.5024 m = 22.4 Watt
¼ Nh = 1000 x 9.8 N/Kg x 0.00055 m³/s x 4.2029 m = 21.8 Watt
x 9.8 N/Kg x 0.00055 m³/s x 4.2029 m = 21.8 Watt
½ Nh = 1000 x 9.8 N/Kg x 0.00036 m³/s x 4.309 m = 20.4 Watt
x 9.8 N/Kg x 0.00036 m³/s x 4.309 m = 20.4 Watt
¾ Nh = 1000 x 9.8 N/Kg
x 0.00009 m³/s x
4.5031 m = 3.8 Watt
x 9.8 N/Kg
x 0.00009 m³/s x
4.5031 m = 3.8 Watt
Close Nh = 1000 x 9.8 N/Kg x 0 m³/s x 5.5037 m = 0 Watt
x 9.8 N/Kg x 0 m³/s x 5.5037 m = 0 Watt
Kemudian bisa
ditentukan efisiensi pompa dengan rumus sebagai berikut :
= 
x 100%
Untuk frekuensi 30
Hz
Posisi katup
Open → 
= 
x 100% = 
x 100% = 16 %
= x 100% = x 100% = 16 %
¼ → = x 100% = 
x 100% = 16 %
= x 100% = x 100% = 16 %
½ → = x 100% = 
x 100% = 15 %
= x 100% = x 100% = 15 %
¾ → = x 100% = 
x 100% = 3 %
= x 100% = x 100% = 3 %
Close → = x 100% = 
x 100% = 0 %
= x 100% = x 100% = 0 %
Dengan cara yang sama akan di dapat data perhitungan dengan frekuensi
yang lain,hasilnya dapat dilihat pada tabel berikut ini:
Tabel 4.4. Hasil perhitungan efisiensi pompa
|
inverter (Hz)
Putaran (Rpm)
|
Bukaan Katup
|
Efisiensi
(%)
|
|
30
1680
|
BukaFull
|
16
|
|
¹⁄₄
|
16
|
|
|
¹⁄₂
|
15
|
|
|
³⁄₄
|
3
|
|
|
Tutup
|
0
|
|
|
35
1960
|
BukaFull
|
26
|
|
¹⁄₄
|
24
|
|
|
¹⁄₂
|
20
|
|
|
³⁄₄
|
16
|
|
|
Tutup
|
0
|
|
|
40
2240
|
BukaFull
|
43
|
|
¹⁄₄
|
34
|
|
|
¹⁄₂
|
32
|
|
|
³⁄₄
|
22
|
|
|
Tutup
|
0
|
|
|
45
2520
|
BukaFull
|
51
|
|
¹⁄₄
|
50
|
|
|
¹⁄₂
|
44
|
|
|
³⁄₄
|
37
|
|
|
Tutup
|
0
|
|
|
50
2800
|
BukaFull
|
62
|
|
¹⁄₄
|
61
|
|
|
¹⁄₂
|
60
|
|
|
³⁄₄
|
57
|
|
|
Tutup
|
0
|
4.3. Grafik
Grafik tekanan pada
setiap pengaturan katup dan frekuensi
Grafik 4.1. Perbandingan tekanan antara tiap
bukaan katup terhadap perubahan frekuensi
Grafik debit pada
setiap pengaturan katup dan frekuensi
Grafik 4.2. Perbandingan debit air antara
tiap bukaan katup terhadap perubahan frekuensi.
Grafik efisiensi
pada setiap pengaturan katup dan frekuensi :
Grafik 4.3. Grafik efisiensi antara tiap
bukaan katup terhadap perubahan frekuensi.
4.5. Pembahasan
Dari hasil grafik
di atas maka bisa di tentukan tekanan,debit dan efisiensi pompa di tiap
perubahan kenaikan frekuensi pada inverter.
Pada grafik 4.1.
tekanan yang dihasilkan tiap frekuensi berbeda karena adanya bukaan katup yang
bervariasi yaitu buka full,1/4,1/2,3/4 dan tutup full. Dari masing-masing
frekuensi yaitu 30 Hz,35 Hz,40 Hz,45 Hz dan 50 Hz terhadap tiap bukaan katup
khususnya pada saat bukaan full terjadi peningkatan yaitu 3.5024 m pada
frekuensi 30 Hz,4.8033 m pada frekuensi 35 Hz, 5.5037 m pada frekuensi 40 Hz,
6.0041 m pada frekuensi 45 Hz, dan 6.8046 m pada frekuensi 50 Hz. Namun di
setiap frekuensi smakin menutup bukaan katup, smakin besar pula tekanan pada
pompa, bisa di lihat di frekuensi 30 Hz pada bukaan full nilai tekanan yang di
dapat yaitu 3.5024 m, pada bukaan ¼
tekanan yang terhitung menurun menjadi 4.2029 m, bukaan ½ tekanan
menurun lagi menjadi 4.3092 m, pada bukaan katup ¾ tekanan 4.5031 m dan pada
katup tertutup full tekanan hanya 5.5037 m. begitu pula di tiap frekuensi
terjadi penurunan tekanan karena bukaan katup yang semakin sempit namun
terdapat kenaikan tekanan di tiap variasi katup karena frekuensi juga semakin
meningkat.
Pada grafik 4.2.
debit pada tiap bukaan katup juga berbeda terhadap variasi frekuensi 30 Hz, 35
Hz, 40 Hz, 45 Hz, dan 50 Hz. Dari frekuensi 30 Hz debit yang dihasilkan yaitu
0.00065 m³/s pada bukaan full pada katup,0.00055 m³/s pada bukaan ¼ , pada
bukaan ½ debit yang dihasilkan adalah 0.00036 m³/s, pada bukaan ¾ debit yang
dihasilkan adalah 0.00009 m³/s, dan saat katup tertutup tidak ada debit yang
dihasilkan karena tidak adanya aliran ke wiermeter. Begitu pula pada frekuensi
seterusnya, smakin kecil bukaan katup maka smakin menurun pula debit yang
dihasilkan pompa. Namun di tiap bukaan katup debit meningkat karena frekuensi
semakin besar seperti pada katup bukaan full yang menghasilkan debit 0.00065
m³/s pada frekuensi 30 Hz,0.00076 m³/s pada frekuensi 35 Hz, 0.0011 m³/s pada
frekuensi 40 Hz, 0.0012 m³/s pada frekuensi 45 Hz dan 0,0013 m³/s pada
frekuensi 50 Hz, begitu pula di tiap bukaan katup berikutnya yang smakin besar
tegangan debit juga meningkat, namun tetap nilai debit yang terbesar adalah
pada saat katup terbuka penuh.
Grafik 4.3.
Efisiensi pada pompa di setiap peningkatan frekuensi pada masing-masing bukaan
katup meningkat seperti pada katup terbuka penuh yang memiliki efisiensi
sebesar 16 % pada frekuensi 30 Hz, 26 % pada frekuensi 35 Hz, 43 % pada frekuensi 40Hz, 51 % pada frekuensi 45
Hz dan 62 % pada frekuensi 50 Hz. Begitu pula pada bukaan katup berikutnya pada
tiap kenaikan frekuensi mengalami peningkatan efisiensi pompa, namun tetap
tidak melebihi nilai efisiensi pada katup terbuka penuh. Penurunan efisiensi
terjadi karena katup yang semakin mengecil bukaannya pada frekuensi yang sama.
Seperti pada frekuensi 30 Hz,katup terbuka penuh memiliki efisiensi pompa
sebesar 16 %, katup ¼ efisiensinya sebesar 16 %, pada katup ½ efisiensi yang
dihasilkan adalah 15 % dan pada katup ¾ efisiensinya adalah 3 %, sedangkan pada
katup tertutup tidak dihasilkan efisiensi karena tidak ada output yang
dihasilkan pompa.
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dari pengujian dan
pembahasan data pompa tunggal dengan variasi frekuensi dengan menggunakan
inverter dapat disimpulkan:
1.
Head
atau tekanan yang dihasilkan pompa pada tiap frekuensi terhadap bukaan katup
berbeda. Namun dihasilkan tekanan tertinggi pada frekuensi 50 Hz yang memiliki
tekanan 12.4084 m pada keadaan katup terbuka penuh. Semakin kecil frekuensi dan
semakin kecil bukaan katup, semakin sedikit pula tekanan yang dihasilkan pompa.
2.
Untuk
debit air yang dihasilkan pompa dengan frekuensi 30 Hz sampai dengan frekuensi
50 Hz dengan bukaan katup terbuka penuh dihasilkan debit air yang semakin naik
yaitu 0.00065 m³/s , 0.00076 m³/s , 0.0011 m³/s , 0.0012 m³/s , dan 0.0013 m³/s.
begitu pula dengan bukaan katup berikutnya yang memili bukaan semakin kecil,
debit air nya pun berkurang dari frekuensi 50 Hz sampai frekuensi 30 Hz.
3.
Efisiensi
pada pompa dengan frekuensi 50 Hz mempunyai nilai efisiensi yang tinggi yaitu
sebesar 62 % pada bukaan katup terbuka penuh. Efisiensi menurun di frekuensi 50
Hz karena bukaan katup yang semakin mengecil yaitu dari bukaan penuh, buka ¼,
½, ¾, dan tertutup, begitu pula pada frekuensi 30 Hz,35 Hz, 40 Hz dan 45 Hz.
Namun efisiensi meningkat pada bukaan katup terbuka penuh dengan semakin
meningkatnya frekuensi pada pompa.
1.
pengujian yang dilakukan menggunakan alat uji ini harus sesuai prosedur
pengujian yang benar.
2.
pengambilan data dari pengujian alat uji harus dengan pengamatan seteliti
mungkin.
3.
menggunakan alat ukur yang sesuai dengan karakteristik pompa sehingga dapat
menghindari pembacaan yang tidak terjangkau oleh alat ukur.
4.
pengujian harus dilakukan dengan pengawasan dosen pembimbing.
DAFTAR PUSTAKA
1.
Kunto Aji.
2007. Deteksi Kerusakan Bantalan Gelinding Pada Pompa Sentrifugal Dengan
Analisa Sinyal Getaran. Surakarta: FT Universitas Sebelas Maret.
2. Hikmahnul
Ar Royyan 2013. Perbandingan
Karakteristik Pompa Sentrifugaln Dengan Menggunakan Pengaruh Kapasitas Metode
Trhottling dan Variasi Putaran. Semarang Universitas Diponegoro.
3.
Wahyu
Dialmono Putro, 2010. ”Pengujian Kinerja Pompa Sentrifugal Menggunakan Kontrol
Inverter”, Jurnal Ilmiah Semesta Teknika,
Vol. 13, No. 1, 2-30.
4.
Fauzan
Asrori. 2010. Rancangan Bangun Sistem
Perpipaan Dan Pengujian Karakteristik Pompa Sentrifugal IDB-35 Dan IDB-45
Dengan Variasi Kapasitas Aliran Dan Putaran Impeler. Semarang: FT
Universitas Diponegoro.
5. Iwan Nugroho Gusniar, 2014. ”Optimalisasi Sistem Perawatan Pompa Sentrifugal Di Utility PT.ABC”, Jurnal
Solusi Vol. 1 No.177-86.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar