ANALISA POMPA SENTRIFUGAL PENDISTRIBUSIAN AIR DARI WATER TANK KE DEARATOR PADA INSTALASI PENGOLAHAN AIR DI PTPN IV PKS BAH JAMBI DENGAN KAPASITAS 160 M3/JAM
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan dalam Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III
Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik
Oleh KHESTI ROMAULINA SITUMORANG NIM: 1105052076
JURUSAN TEKNIK MESIN PRODI TEKNIK KONVERSI ENERGI MEKANIK POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada TuhanYang Maha Esa karena atas rahmat dan berkatNya yang selalu memberikan kesehatan, kekuatan, pengetahuan , sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini yang berjudul ANALISA POMPA SENTRIFUGAL PENDISTRIBUSIAN AIR DARI WATER TANK KE DEARATOR PADA INSTALASI PENGOLAHAN AIR
DI PTPN IV PKS BAH JAMBI DENGAN KAPASITAS 160 M3/JAM .
Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Mesin, program studi Teknik Konversi Energi mekanik, Politeknik Negeri Medan. Laporan ini membahas mengenai penganalisaan pompa sentrifugal yang mengalirkan air dari water tank ke dearator yang kemudian mengalirkan air ke boiler sebagai bahan baku yang akan dipanaskan . Dalam penyusunan laporan ini, penulis telah banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik berupa material, spiritual, informasi serta saran-saran maupun segi administrasi. Pada kesempatan ini penulis dengan segala kerendahan hati banyak berterima kasih kepada : 1. Bapak M.Syahruddin,ST.,MT, sebagai Direktur Politeknik Negeri Medan 2. Bapak Idham Kamil,S.T.,MT,Ketua Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Medan 3. Bapak Ir.Abdul Razak Kepala Program Studi Teknik Konversi Energi, Politeknik Negeri Medan 4.
Bapak Faisal Fahmi Hasan,S.T,MT.selaku dosen pembimbing
yang
telah meluangkan waktu dan tenaganya dalam memberikan saran serta petunjuk dalam menyelesaikan laporan ini. 5. Bapak Ir.Silmi MT selaku wali kelas en 6D
iv
6. Ayahanda A.Situmorang dan ibunda M.sihotang tercinta yang telah banyak memberikan bantuan, dorongan, dan biaya serta doa pada penulis selama menjalani pendidikan hingga selesai. 7. Teman –teman seperjuangan EN 6D dan teman teman satu kost yang telah memberikan saya dukungan. Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini baik dari segi pembuatannya maupun dari segi penyajiannya . Untuk itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kesempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih, semoga laporan tugas akhir ini dapat menberi manfaat bagi kita semua .
Medan, Agustus 2014 Hormat penulis
KHESTI ROMAULINA. S NIM. 11050520767
v
DAFTAR ISI
SPESIFIKASI TUGAS AKHIR .........................................................................i LEMBAR PERSETUJUAN ..............................................................................ii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................iii KATA PENGANTAR ........................................................................................iv DAFTAR ISI .......................................................................................................vi DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................ix GAMBAR TABEL .............................................................................................x INTISARI............................................................................................................xi ABSTARCT ........................................................................................................xii BAB 1 PENDAHULUAN ..................................................................................1 1.1 Latar Belakang ..................................................................................1 1.2 Batasan Masalah ...............................................................................1 1.3 Tujuan ...............................................................................................2 1.4 Manfaat Penulisan .............................................................................2 1.5Metode Pengumpulan Data ................................................................3 BAB II LANDASAN TEORI .............................................................................4 2.1 Pengantar Umum...............................................................................4 2.2 Pompa dan Pemakaianya ..................................................................5 2.3 Klasifikasi Pompa .............................................................................5 2.3.1 Pompa Perpindahan ( Displacment Pump ) .............................5 2.3.1.1 Pompa Torak ( Reciprocating Pump ) ................................5 2.3.1.2 Pompa Putar ( Rotary Pump ) ..............................................6 2.3.1.3 Pompa Diafragma (Diaphargm Pump)..................................6 2.3.2 Pompa Dinamik ( Dynamic Pump ) .........................................7 2.4 Pompa Sentrifugal .............................................................................8 2.4.1 Bagian- bagian Pompa Sentrifugal...........................................10 2.4.2 Klasifikasi Pompa Sentrifugal .................................................12
vi
2.4.2.1 Klasifikasi Pompa Sentrifugal Berdasarkan Impeller ...............................................................................12 2.4.2.2 Klasifikasi Pompa Sentrifugal Berdasarkan Bentuk Rumah .....................................................................13 2.4.2.3 Klasifikasi Pompa Sentrifugal Berdasarkan Rumah Tingkat .....................................................................14 2.4.2.4 Klasifikasi Pompa Sentrifugal Berdasarkan Letak Poros ..........................................................................14 2.4.2.5 Klasifikasi Pompa Sentrifugal Berdasarkan Belahan Rumah ...................................................................15 2.4.2.6 Klasifikasi Pompa Sentrifugal Berdasarkan Sisi Masuk Impeller..............................................................15 2.4.3 Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal..............................................16 2.5 Gangguan pada Pompa ......................................................................18 2.5.1 Surjing .....................................................................................18 2.5.2Kavitasi .....................................................................................18 2.5.3 Benturan Air .............................................................................20
BAB III SPESIFIKASI POMPA .......................................................................21 3.1 Spesifikasi Pompa ............................................................................21 3.2 Kapasitas Pompa ...............................................................................21 3.3 Net Positif Suction Head (NPSH) .....................................................21 3.4 Head Pompa .....................................................................................22 3.5 Putaran Pompa ..................................................................................24 3.6 Putaran Spesifik Pompa ....................................................................24 3.7 Daya Pompa ......................................................................................24 3.8 Daya Pompa Penggerak ...................................................................25 3.9 Efisiensi Pompa.................................................................................25 BAB IV ANALISA PEMBAHASAN POMPA .................................................26 4.1 Kapasitas Pompa ...............................................................................28 4.2 Head Pompa ......................................................................................28 4.2.1 Head Statis Pompa .........................................................................28 4.2.2 Head Perbedaan Tekan...................................................................28 4.2.3 Head Loses pada pipa isap ............................................................30 4.2.4 Head Loses Pada Pipa tekan ..........................................................32 4.3 Putaran Spesifik (ns) ..........................................................................34 4.4 Efisiensi Pompa.................................................................................35 4.5 Daya Pompa ......................................................................................35 vii
4.6 Daya Motor Penggerak (Pm) .............................................................36 4.7 Net Positif Suction Head (NPSH) .....................................................37 4.7.1 NPSH yang tersedia .......................................................................37 4.7.2 NPSH yang diperlukan...................................................................38 BAB V PENUTUP..............................................................................................39 5.1 Kesimpulan .......................................................................................39 5.2 Saran..................................................................................................39 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pompa Torak ...................................................................................6 Gambar 2.2 Pompa Diafragma ...........................................................................7 Gambar 2.3 Rumah Pompa Sentrifugal ..............................................................10 Gambar 2.4 Proses Pemompaan..........................................................................16 Gambar 2.5 Perubahan Energi Zat Cair Pada Pompa .........................................17
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbedaan Pompa Sentrifugal dengan Pompa torak ...........................9 Tabel 4.1 harga foktor koreksi cadangan daya untuk motor induksi .................36 Tabel 4.2 harga efisiensi transmisi ......................................................................37
x
INTISARI Laporan tugas akhir dengan judul “ Analisa Pompa Sentrifugal Pendistribusian Air Dari Water Tank ke Dearator Pada Instalasi Pengolahan Kapasitas 160 m3/Jam di PTPN IV PKS Bah Jambi”,dibuat guna memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan di Politeknik Negeri Medan. Pompa merupakan suatu alat yang digunakan untuk memindahkan fluida cair dari tempat yang bertekanan rendah ketempat yang bertekanan tinggi dengan prinsip kerja mengubah energi mekanik menjadi energi fluida (tekanan dan kecepatan). Bagian utama yang sangat berpengaruh dalam kerja sebuah pompa adalah impeller dan rumah pompa yang dilengkapi dengan saluran isap dan saluran tekan. Performansi sebuah pompa dipengaruhi oleh kapasitas head dan kecepatan yang kesemuanya termasuk kedalam kecepatan spesifik. Pompa yang dibahas adalah pompa yang digunakan sebagai pengisi air dari water tank ke dearator yang berkapasitas 160m3/jam dengan tekanan 3 bar. Untuk dapat bekerja, pompa memerlukan penggerak mula, yang mana disini digunakan motor induksi dengan daya operasional sebesar 14,376 KW. Head total yang dilayani pompa sebesar 22,63 m. dengan kecepatan spesifik pompa sebesar 3041,64 rpm dapat diketahui jenis impeller yang digunakan adalah impeller prancis efisiensi pompa sebesar 82 % dengan daya operasional 11,98KW. Kata Kunci : pompa, fluida, head, kapasitas dan kecepatan
xi
ABSTRACT Final duty report with the title “ Analyses the Centrifugal Pump Distribution Irrigate from Water Tank to Dearator Tank at processor installation water in PTPN IV PKS Bah Jambi capacities160 m3/jam ” made to utilize to fulfill the conditions finish education in Polytechnic of Medan. Pump to represent appliance used to remove the liquid fluid from low pressure place to high pressured principally work to alter the energy mechanic become the energy fluid (pressured and speed). Very having an effect on body work in job a pump is impeller and pump house provided with the channel suck and channel depress the . performance a pump influenced by capacities of head and speed which is all the inclusive of into specific speed. Pump studied by pump which used as a filler irrigate from water tank to dearator which have capacities m3/hr with the pressure 3 bar. To can work the, pump need the beginning activator, which here used a motor induce with the operational energy equal to 14,376 KW. Total head served the pump equal to 22,63 m. with the specific speed pump equal to 3041,64 rpm type impeller used is impeller prancis and efficiency pump equal to 82 % with the operational energy 11,98 KW. Key word : pump, fluids, head, capacity and speed
xii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pompa adalah
suatu alat yang dapat mempermudah kita dalam
penggunaan air. Pompa pada saat ini
sangat berpengaruh pesat pada
kehidupan kita sehari-hari yang mempunyai kegunaan yang cukup luas , misalnya dapat digunakan di industri, rumah tangga, dan instalasi air. Pompa merupakan alat atau jenis mesin fluida berfungsi mengalirkan dari tempat yang rendah ketempat yang lebih tinggi, dimana pompa tersebut mempunyai jenis dan ukuran yang sesuai dengan kegunaannya. Dari segi konstruksi pompa dibuat secara khusus sesuai dengan kebutuhan pada kapasitas yang diperlukan, head dan jenis fluida yang akan dipompakan dan dimana pompa tersebut akan dipasang. Oleh karena itu, penulis tertarik untuk membahas tentang pompa sentrifugal yang digunakan di PTPN 4 Bah Jambi yang berfungsi sebagai mengalirkan air dari water tank ke dearator tank. Maka penulis mengangkatnya dalam sebuah tugas akhir dengan judul Analisa Pompa Sentrifugal Pendistribusian Air dari Water Tank ke Dearator Tank di PTPN 4 dengan Kapasitas 160 m3/hr. Selain itu banyak juga referensi dari buku-buku lain untuk hal ini, dan mudah mendapatkan data-data yang diperlukan. Oleh karena itu, penulis yakin dapat menyelesaikannya dengan baik. 1.2 Batasan Masalah Dalam mempelajari dan menangani pompa banyak hal yang harus diperhatikan, Maka penulis memberikan suatu batasan masalah tentang pompa ini. 1
Adapun batasan masalah yang akan dibahas pada laporan tugas akhir ini adalah : 1.
Instalasi pompa dan pemipaan dari water tank ke dearator tank
2.
Spesifikasi pompa
3.
Analisa performansi pompa dan efisiensi pompa
1.3 Tujuan Adapun tujuan dari penulisan laporan tugas akhir ini adalah: 1.
Untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan program diploma III Politeknik Negeri Medan, jurusan teknik mesin, program studi teknik konversi energi
2.
Dapat mengetahui performansi dan spesifikasi pompa
3.
Dapat mengetahui cara kerja pompa
1.4 Manfaat Penulisan Laporan tugas akhir ini diharapkan bermanfaat bagi: 1.
Penulis sendiri untuk menambah pengetahuan dan wawasan agar supaya pada saat terjun kelapangan dapat dijadikan suatu bahan referensi dan pedoman
2.
Dapat membandingkan antara teori yang diperoleh dari bangku perkuliahan
3.
Sebagai bahan perbandingan bagi mahasiswa dalam pembahasan yang sama.
2
1.5 Metode Pengumpulan Data Ada beberapa metode pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam penyusunan tugas akhir ini, diantaranya : 1.
Observasi langsung
2.
Mengadakan studi ke perpustakaan dan internet untuk mempelajari buku-buku dan referensi dalam melengkapi
teori-teori yang
berhubungan dengan pompa 3.
Melakukan konsultasi dengan pembimbing dilapangan dan dosen pembimbing Akademis diperkuliahan
3
