MARKAS BESAR ANGKATAN LAUT SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI
BAHAN AJAR
POMPA
SURABAYA,
JUNI 2017
2
DAFTAR ISI
Halaman 1.
LEMBAR JUDUL .....................................................................................
1
2.
DAFTAR ISI
...........................................................................................
2
3.
BAB I
PENDAHULUAN .......................................................................
4
a.
Definisi ..........................................................................................
4
b.
Klasifikasi Pompa ............................................................................
4
c.
Jenis dan Perinsip Kerja ...............................................................
7
4.
BAB II
BASIC EQUATION & PUMP PERFORMANCE .................................
19
a.
Basic Equation ..............................................................................
19
b.
Pump Performance
......................................................................
20
c.
NPSH
.......................................................................
27
3
RENCANA PEMBELAJARAN
1.
Judul
: Pompa
2. Tujuan Pengajaran : Membekali para Mahasiswa dengan mata pelajaran Pompa dan Kompressor agar memiliki dasar-dasar pengetahuan dan keterampilan serta prosedur dalam disiplin ilmu teknik.
3.
4.
5.
Sasaran Pengajaran : Selesai pelajaran ini para Mahasiswa diharapkan dapat:
a.
Mengetahui klasifikasi pompa
b.
Memahami basic equation & pump performance
Lama Pengajaran
: 48 Jam Pelajaran
a.
Teori
: 48 Jam Pelajaran.
b.
Praktek
: 0 Jam Pelajaran.
Kepustakaan
:
4
BAB I PENDAHULUAN 1.
Difinisi
Pompa adalah suatu alat/ pesawat yang digunakan untuk memindahkan fluida cair (liquid) dari suatu tempat yang rendah ke tempat lain yang lebih tingi melalui suatu sistem perpipaan, atau dari suatu tempat yang bertekanan rendah ke tempat yang bertekanan tinggi, atau dari satu tempat ke tempat lain yang jauh serta untuk mengatasi tahanan hidrolisnya. Prinsip operasinya pompa adalah memberikan perbedaan tekanan antara bagian suction (hisap) dan bagian discharge (tekan) dengan mentransfer energi mekanis dari suatu sumber energi luar (motor listrik, motor bensin/diesel ataupun turbin dll.) untuk dipindahkan ke fluida kerja yang dilayani. Dengan demikian pompa menaikan energi cairan yang dilayani sehingga cairan tersebut dapat mengalir dari suatu tempat yang bertekanan rendah ke tempat yang bertekanan tinggi. Pada suatu industri, pompa merupakan peralatan penunjang yang sangat penting. Hal ini karena pompa digunakan sebagai peralatan sirkulasi air pendingin, sebagai penggerak fluida kerja pada sistem hidrolis, sirkulasi minyak pelumas pada mesin, dsb. Selain itu juga digunakan sebagai suply kebutuhan air bersih, pemadam kebakaran dan lain-lain.
2.
Klasifikasi Pompa
Pompa dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara yang berbeda, misalnya berdasarkan kondisi kerjanya, cairan yang dilayani / dipindahkan, bentuk elemen yang bergerak, jenis penggeraknya, serta berdasarkan cara mentransfer fluida dari dari pipa hisap ke pipa tekan. Namun secara general pompa dapat diklasifikasikan sbb :
5
Pompa
Positive Displacement Pump
Dynamic
Reciprocating Piston, Plunger
Steam-Double Acting
Power Single Acting Double Acting
- Simplex - Duplex
- Simplex - Duplex - Triplex - Multiplex
Diaphragm
- Simplex - Multiplex
- Fluid Operated - Mechanically Operated
Rotary
Single Rotor
Multiple Rotor
- Vane - Piston - Flexible - Member - Screw - Peristaltic
- Gear - Lobe - Piston - Circumferential piston - Screw
Gambar 1.1 Klasifikasi Pompa Positip
6
Pompa
Positive Displacement Pump
Dynamic
Centrifugal Axial Flow
Single Stage Multistage
Closed Impeller Open Impeller
Fixed Pitch Variable Pitch
Mixed Flow, Radial Flow
Single Suction Double Suction
Open Impeller Self Priming Non Priming Single Stage Multistage
Semi Open Impeller Closed Impeller
Peripheral
Single Stage Multistage
Special Effect
Self Priming Non Priming
- Jet (Ejector) - Gas Lift - Hydraulic Ram - Electromagnetic
Gambar 1.2 Klasifikasi Pompa Dynamic
7
3. Jenis dan Prinsip Kerja 1.3.1 Positive Displacement Pumps Pada pompa positive displacement, perpindahan zat cair dari suatu tempat ke tempat lain disebabkan perubahan volume ruang kerja pompa yang diakibatkan oleh gerakan elemen pompa yaitu maju-mundur (bolak-balik) atau berputar (rotary). Dengan perubahan volume tersebut maka zat cair pada bagian keluar (discharge) mempunyai tekanan yang lebih besar dibanding pada bagian masuk (suction) dan konsekuensinya kapasitas yang dihasilkan sesuai volume yang dipindahkan.
Ciri-Ciri Umum Pompa Positip :
Head yang dihasilkan relatif tinggi dibanding dengan kapasitas.
Mampu beroperasi pada suction yang kering, sehingga tidak memerlukan proses priming.
Kapasitas atau aliran zat cair tidak kontinyu.
a. Pompa Reciprocating Adalah pompa yang merubah energi mekanis penggeraknya menjadi energi aliran fluida yang dilayani dengan menggunakan bagian pompa yang bergerak bolakbalik di dalam silinder. Bagian atau elemen pompa yang bergerak tersebut bisa disebut piston ataupun plunger tergantung dari konstruksinya.
Gambar 1.3 Cara kerja Single Acting Reciprocating Pump
8
Gambar 1.4 Cara kerja Double Acting Reciprocating Pump
Bebarapa contoh pompa reciprocating yang digerakan dengan mesin uap diperlihatkan pada gambar di bawah 1.5a dan 1.5b.
a
b
Gambar 1.5 a. Single Acting Reciprocating Pump 1.5 b. Double Acting Reciprocating Pump
9
b. Pompa Rotary Pompa rotary adalah pompa-pompa positip (positive displacement pumps) dimana energi ditransmisikan dari motor penggerak ke cairan oleh suatu bagian (elemen) yang mempunyai gerakan berputar di dalam rumah pompa. Berdasarkan desainnya, pompa rotary dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Screw Pump 2. Gear Pump 3. Lobe Pump 4. Sliding Vane 5. Rotary piston
b.1. Screw Pump Kebutuhan untuk memperbaiki kelemahan pompa reciprocating dalam menghasilkan kapasitas rendah serta aliran lebih uniform dapat dikurangi oleh penggunaan pompa screw. Tekanan, kapasitas serta putaran dari pompa ini dapat mencapai 200 kg/cm2, 300 m3/jam serta 10.000 rpm.
Gambar 1.6 Pompa Multiple Screw
Pompa – pompa diatas dapat mempunyai dua atau tiga rotor. Pada air tight pump (pompa kedap udara), ruang suction dan discharge dipisahkan satu sama lain oleh rangkaian air tight dari pada rotor. Kelebihan lain dari pompa screw antara lain : -
Efisiensinya totalnya tinggi (70 % – 80%)
-
Ukuran pompa relatif kecil, ringan karena rotor dapat bekerja pada putaran tinggi.
-
Aliran hampir benar-benar uniform.
-
Getarannya relatif kecil
-
Kapasitas isapnya baik sekali
-
Dapat beroperasi dalam berbagai posisi, horizontal, vertikal, miring dsb.
10
b.2. Gear Pump Pompa roda gigi mampu digunakan untuk memompa cairan yang mempunyai viskositas rendah hingga tinggi. Pompa ini umumnya dipakai sebagi pompa minyak pelumas. Pompa roda gigi terdiri dari roda gigi penggerak dan roda gigi yang digerakkan. Konstruksinya bisa external ataupun juga internal. Gambar dibawah diperlihatkan kedua konstruksi pompa roda gigi.
Gambar 1.7 Pompa Roda Gigi
Kebaikan pompa roda gigi adalah : -
Aliran uniform
-
Konstruksi sederhana
-
Kapasitasnya relatih besar dibanding ukuran pompa yang kecil
-
Instalasi sederhana.
b.3. Lobe Pump Pompa lobe mempunyai dua rotor setiap lobe, baik untuk lobe dua, tiga maupun empat masing-masing lobenya tetap mempunyai dua rotor. Pompa tiga lobe mempunyai efisiensi lebih baik dibanding dengan dua lobe, begitu seterusnya. Namun dari segi pembuatannya lebih sulit.
Gambar 1.8 Pompa dua lobe
11
Prinsip kerja pompa lobe adalah : Kedua rotor berputar serempak dengan arah saling berlawanan di dalam sebuah casing. Sumbu gigi dari rotor selalu membentuk sudut 90o terhadap sumbu gigi rotor yang lain. Jika rotor diputar dalam arah panah, seperti ditunjukkan pada gambar dibawah, maka fluida yang terkurung antara casing dengan lobe akan dipindahkan dari sisi inlet menuju outlet. Pada gambar dibawah diperlihatkan pompa lobe dengan jumlah lobe yang berbeda
Gambar 1.9 Berbagai Pompa Lobe
b.4. Sliding Vanes (Pompa Sudu) Elemen-elemen pendorong Sliding vanes adalah sudu yang bergeser (sliding) secara bebas di dalam slot (alur) dari rotor. Rotor berputar di dalam casing secara eksentrik terhadap permukaan bagian dalam casing. Bentuk slinding vanes yang lain memiliki rotor yang bergerak sepusat dengan casing, namun permukaan bagian dalam casing berbentuk elips. Pada gambar dibawah diperlihatkan pompa sudu dengan 8 buah sudu. Ruang antara rotor dengan casing dibagi-bagi oleh sudu. Jika rotor berputar, volume ruangan yang dibatasi oleh dua sudu mula-mula membesar sehingga fluida cair akan terisap melalui lubang hisap, kemudian mengecil lagi sehingga fluida dikompresikan dan dikeluarkan melalui saluran keluar.
Gambar 1.10 Pompa Sliding Vanes (8Vane)
12
Macam-macam pompa positip yang lain : b.5. Flexible Pump
Gambar 1.11 Pompa Flexible
g. Pompa Diapraghma
Gambar 1.12 Pompa Diapraghma
b.6.. Rotary Piston
Gambar 1.13 Pompa Radial Piston
13
1.3.2 Non Positive (Dynamics) Pumps Pompa dynamics adalah suatu pompa yang mana dalam operasinya, volume ruang kerjanya tidak berubah. Dalam hal ini energi yang dipindahkan ke fluida kerja adalah energi kinetik, sehingga pemindahan fluida terjadi karena perubahan kecepatan. Menurut cara kerjanya nonpositive dapat dibedakan yaitu rotodynamic pumps dan special effect. a. Special effect Pump (Ejector)
Gambar 1.14 Pompa Ejector
Prinsip kerja pompa ejector adalah kemampuannya merubah energi statis cairan menjadi energi kinetis atau kebalikannya. Kondisi vacuum yang terjadi pada ruang inlet pompa jet diperlukan untuk menarik cairan yang dipompa kedalam ruang inlet tersebut. Kevacuuman dihasilkan oleh aliran searah dari fluida penggerak (actuating fluid).
Kebaikan Pompa Ejector : 1. Tidak ada bagian yang bergerak, sehingga pompa bisa berumur panjang. 2. Tidak menimbulkan suarua gaduh dan mudah dioperasikan. 3. Mampu memompa cairan yang mengandung kotoran. 4. Sulit tersumbat. 5. Mampu bekerja pada saluran hisap yang kering. 6. Kapasitasnya uniform. 7. Ukurannya kecil dan ringan.
Keburukannya : Effisiensinya rendah.
14
b. Pompa Rotodynamic
Gambar 1.15 Prinsip kerja Pompa Rotodynamic
Pada pompa rotodynamic, perpindahan zat cair dari suatu tempat ke tempat lain menggunakan suatu sudu atau impeller yang berputar pada porosnya. Partikel fluida yang berada pada saluran impeller akan digerakan dari sisi masuk (inlet) ke sisi keluar (outlet), sehingga tekanan pada inlet akan turun dan tekanan pada outlet akan naik. Selama fluida mengalir dari sisi inlet ke outlet, partikel-partikel fluida dipercepat, sehingga energi kinetiknya akan naik. Energi kinetik ini selanjutnya berangsur-angsur dirubah menjadi energi potensial (energi tekan) baik pada rumah keong (volute chamber) atau diffuser ring pada pompa centrifugal radial ataupun pada stator pada pompa aksial.
Ciri-Ciri Pompa Rotodynamic (Turbo) :
Kontinuitas aliran sangat baik.
Realibilitas operasinya sangat tinggi, karena memiliki sedikit bagian yang bergerak dan tanpa adanya mekanisme katup.
Mampu bergerak dengan putaran tinggi, sehingga dapat dengan mudah dikopling langsung dengan motor listrik.
Dapat melumasi sendiri, oleh fluida yang dipompa.
Mudah pengaturan kapasitasnya.
Mempunyai Head relative lebih rendah dibanding dengan kapasitas yang dihasilkan.
Tidak mampu beroperasi pada suction yang kering, sehingga saluran suction hingga impeller pompa harus terisi cairan penuh.
15
Menurut bentuk impeller dan aliran fluida pompa rotodynamic dapat dibedakan menjadi :
Gambar 1.16 Berbagai Pompa Rotodynamic
b.1. Pompa Centrifugal (Radial) Prinsip kerja pompa centrifugal dapat dijelaskan melalui gambar 1.18 dibawah ini.
Gambar 1.17 Pompa centrifugal
Gambar 1.18 Bagian Utama Pompa centrifugal
Rumah pompa berbentuk volute chamber yang didalamnya berisi impeller. Poros digerakan oleh motor penggerak dan cairan masuk kedalam impeller melalui inlet. Dari impeller cairan dialirkan ke discharge melalui saluran berbentuk konis (volute chamber).
16
Fungsi volute ini merubah sebagian energi kinetik menjadi energi potential yang berupa kenaikan tekanan.
Gambar 1.19 Nomenklatur Pompa Centrifugal
Pompa centrifugal dapat bekerja dengan normal bila pada saat start ruang antar sudu maupun saluran isap terisi penuh dengan cairan. Begitu impeller berputar cairan yang berada diantara sudu-sudu juga ikut berputar karena menerima gaya mekanis dari sudu, sehingga partikel cairan mendapat kecepatan keliling yang menyinggung lingkaran impeller sebesar U. Selanjutnya kecepatan tersebut membangkitkan gaya centrifugal, dan akibatnya timbul tekanan yang sangat kuat pada diameter luar impeller. Apabila tekanan ini sanggup mengatasi tekanan lawan pada saluran discharge, maka cairan diantara sudu akan bergerak dari titik pusat ke arah diameter luar. Banyaknya energi yang diberikan ke cairan oleh motor penggerak dapat diketahui dari naiknya kecepatan cairan dari inlet ke outlet impeller. Untuk mendapatkan aliran yang masuk tepat menyinggung permukaan sudu kadang-kadang sebelum impeller dilengkapi dengan inlet guide vanes (IGV). Sesuai dengan fungsinya, bentuk impeller pompa dibedakan, antara lain :
Closed Type
Semi Open
Open Type
Gambar 1.20 Bentuk-Bentuk Impeller Pompa Centrifugal
17
b.2. Pompa Mixed Flow
Gambar 1.21 Mixed Flow Pump Volute Type dan bentuk-bentuk Impeller
Gambar 1.22 Pompa Mixed Flow Tipe Mendatar
b.3. Pompa Aksial Hal yang spesifik pada pompa aksial adalah arah aliran fluida melalui pompa betulbetul aksial (sejajar poros). Pompa ini memiliki kapasitas yang besar, namun head yang dihasilkan sangat rendah. Dalam operasinya, impeller pompa selalu terbenam dalam cairan yang dipompakan. Poros pompa bisa vertikal, horizontal maupun miring.
18
Keterangan Gambar : 1. Penutup hub 2. Impeller 3. Pipa suction 4. Mangkok pelumas 5. Sudu antar 6. Pressure tap 7. Pipa discharge 8. Flens 9. Rumah bantalan 10. Bantalan luncur 11. Pengikat rangka 12. Bantalan luncur 13. Pengikat sudu 14. Pemegang sudu 15. Kopling Gambar 1.22 Pompa Aksial Vertikal
Gambar 1.23 Pompa Aksial Mendatar
4. Tugas:
1. Apa pengertian dari pompa ? 2. Bagaimana prinsip operasi pompa ? 3. Sebutkan dan jelaskan klasifikasi pompa?
19
BAB II BASIC EQUATION AND PUMP PERFORMANCE
1.
Basic equation : 2.1.1 Energy equation for ideal fluid:
A stream of liquid under steady pipe flow conditions possesses definite amounts of potential and kinetic energy. In the total flow of liquid let us consider a unit volume that mass 1 kg and passes through the cross section I. This volume of liquid, located at a height of z 1 m above the datum, is subjected to a pressure p1 kg per sq m and moves at velocity of V1 m per sec. The total specific energy of the kilogram of liquid considered at section I, as expressed by Bernoulli’s equation, will be :
v Z1
H Z
p v2 γ 2.g
kg m / kg
Where: Z
= elevation head, mH2O (meter of water column)
p γ
= pressure head, mH2O
v2 2.g
= velocity head, mH2O
= . g = specific weigh
g
= gravity
(2.1)
20
For perfect fluid under steady flow condition in homogeneous field gravity, total of potential head, pressure head and velocity head are constant at a stream line. Suggest any where 2 points (1) and (2) located at a same streamline, Bernoulli equation can write as: 2 1
Z2 Z1
2
Z1
2
p1 C1 p C Z2 2 2 γ 2.g γ 2.g
(2.2)
2.1.2 Energy Equations for Real Fluid : Persamaan energi pada dua titik yang berada dalam suatu aliran dapat ditulis :
p1 C12 p2 C22 Z1 Z2 ΣΔH12 γ 2.g γ 2.g
(2.3)
where : H1-2
= Head losses from point 1 to 2
Persamaan (2.3) menyatakan bahwa perbedaan total head dari tititk (1) ke (2) dalam suatu garis arus yang sama adalah sama dengan kerugian head yang terjadi dari titik (1) ke titik (2).
2.2 Pump Performance Unjuk kerja setiap pompa ditentukan oleh ukuran-ukuran dasar antara lain : 1. Head. 2. Kapasitas. 3. Daya. 4. Efisiensi
21
2.2.1. Head Adalah energi persatuan berat yang dikandung oleh zat cair yang mengalir. Energi ini berupa energi tekan, energi kinetik dan energi potential. Satuan energi persatuan berat adalah ekuivalen dengan satuan panjang atau (tinggi).
Head Geometris Instalasi Pompa dan Geometris Pompa
Gambar 2.1 Instalasi Suction Lift
Gambar 2.2 Instalasi Suction Head
a. Head Suction Geometries Instalasi Pompa (Hs) Adalah perbedaan ketinggian antara permukaan cairan yang diisap dengan ketinggian sisi masuk (sumbu) pompa. Hs bertanda positip bila permukaan cairan yang diisap lebih rendah dari pada pompa. Keadaan sebaliknya bertanda negatip.
b. Head Suction Geometris Pompa (Hs) Apabila diukur dari pompa maka head geometris pompa (HS) dapat ditentukan berdasarkan persamaan di bawah ini :
HS
2 Psr Ps Cs2 Csr ΣΔHs γ 2.g
(2.4)
dimana : Hs = Head suction geometris pompa. Psr = Tekanan permukaan cairan pada suction reservoir. Ps = Tekanan aliran pada bagian isap (inlet) pompa. Csr = Kecepatan aliran turunnya permukaan cairan pada reservoir. Cs = Kecepatan aliran pada pipa suction (isap).
= .g = berat jenis cairan.
22
∆HS = Seluruh kerugian energi pada pipa isap. c. Head Discharge Geometris Instalasi Pompa (Hd) Adalah perbedaan ketinggian antara permukaan cairan teratas setelah keluar dari pipa discharge dengan ketinggian sumbu (poros) pompa. d. Head Discharge Geometris Pompa (Hd) Apabila diukur dari pompa maka head geometris pompa Hd dapat ditentukan berdasarkan persamaan di bawah ini :
Hd
Pd Pdr C 2 Cd2 dr ΣΔHd γ 2.g
(2.5)
dimana : Hd
= Head discharge geometris pompa.
Pdr
= Tekanan permukaan cairan pada discharge reservoir.
Pd
= Tekanan aliran pada bagian discharge (outlet) pompa.
Cdr
= Kecepatan aliran naiknya permukaan cairan pada reservoir.
Cd
= Kecepatan aliran pada pipa discharge (tekan).
∆Hd = Seluruh kerugian energi pada pipa discharge.
e. Head Geometris Total Instalasi Pompa (HZ) Adalah perbedaan ketinggian antara permukaan cairan teratas setelah keluar dari pipa discharge dengan ketinggian permukaan cairan yang diisap oleh pompa (pada suction reservoir), dengan tanpa memperhatikan apakah tekanan pada kedua reservoir tersebut sama atau diatas atmosfer.
H z H s H d hg
(2.6)
f. Head Efektif (Total) Instalasi Pompa (Heff) Apabila ditinjau dari instalasi pompa maka head efektif / total adalah :
H eff H static H dyn
(2.7)
Head Statis pompa :
H st
Pdr Psr HZ γ
(2.8)
Head dynamis pompa :
Hdyn
2 2 Cdr Csr ΣΔHLT 2.g
(2.9)
23
Selanjutnya :
Pdr Psr C 2 Csr2 H Z dr ΣΔH lT γ 2.g
H eff
(2.10)
Atau :
H eff
2 Pdr Psr Cdr Csr2 HZ ΣΔH d ΣΔH s γ 2.g
(2.11)
f. Effective Head (Total) Pompa (Heff) Tinggi kenaikan efektif (He) dari pompa adalah sama dengan kenaikan energi cairan antara bagian masuk (inlet) pompa dengan outlet pompa per unit berat cairan yang dipompa. Kenaikan energi ini sama dengan penjumlahan kenaikan energi tekan (pressure head)
Pd Ps γ , kenaikan head geometris di dalam pompa sendiri [hg] dan kenaikan energi
C 2 Cs2 kinetis (velocity head) d sehingga : 2.g
Pd Ps Cd2 Cs2 He hg γ 2.g
(2.12)
g. Kerugian Hidrolis Sepanjang Saluran Pipa ( H LT ) :
ΔHLT H L mayor H L minor
(2.13)
dimana : ΔH L mayor
= Kerugian hidrolis aliran sepanjang pipa lurus = f
f
L V2 D 2 g
= friction factor , Untuk aliran laminar harga f
64 Re
Untuk aliran turbulent harga ini dapat dilihat pada Moody diagram f = f {Re; e/D} Re
= Reynold number =
= viskositas absolut
e/D
= Relative roughness
L
= panjang pipa
ρVD μ
N det m2
(m)
24
ΔH
D
= diameter pipa
(m)
V
= kecepatan aliran fluida
(m/dt)
g
= percepatan gravitasi = 32.174 ft/s2 = 9.8066 m/s2
L minor
= Kerugian hidrolis aliran melalui assesories pompa. = k
k
V2 2.g
= friction coeffisien pada masing-masing assesories.
Head Indikatif / internal (Hi): Head Indikatif (Tinggi kenaikan indikatif) adalah penjumlahan Head effektif dengan seluruh kerugian hidrolis di dalam pompa (hp) yang disebabkan oleh gesekan cairan dengan saluran di dalam pompa.
H i H eff H P H th
(2.14)
Head indikatif juga disebut head teoritis (Hth).
2.2.2 Kapasitas Pompa a. Kapasitas teoritis pompa (Qth) Kapasitas teoritis pompa adalah kapasitas ideal dari suatu pompa tanpa adanya kebocoran internal maupun external.
b. Kapasitas Optimum (Qopt) Kapasitas optimum pompa adalah kapasitas pompa yang didapat bila pompa bekerja pada efisiensi overall maksimum.
c. Kapasitas Aktual (Qr) Kapasitas aktual atau sesungguhnya yang dihasilkan oleh pompa adalah banyaknya cairan yang mengalir persatuan waktu melalui pipa discharge pada saat pompa bekerja. d. Kapasitas Indikatif (Qi) Banyaknya cairan yang mengalir melalui pompa, jadi ini sama dengan kapasitas aktual (Qr) ditambah kebocoran yang terjadi di dalam pompa (Ql).
Qi Qr Ql
(2.15)
25
2.2.3. Daya a. Daya Poros Daya poros adalah daya yang masuk pada poros pompa bila pompa tersebut dikopel langsung dengan motor listrik.
Psh Pem Dimana :
Pem
(2.16)
= Daya output motor
Bila daya jala-jala yang masuk motor = Pm dan em adalah efisiensi motor itu sendiri maka:
Pem ηem Pm
(2.17)
Bila antara motor dan pompa masih ada sistem transmisi dengan efisiensi (t) maka daya yang masuk ke poros pompa
Psh ηt Pem
(2.18)
b. Daya Internal / Indikatif (Pi) Adalah daya total yang diberikan impeller atau plunger ke fluida kerja sehingga menghasilkan kapasitas Qi. Besarnya adalah :
Pi γ Qi Hi Phf
(2.19)
Pi γ Qr QL H e Δhp Phf
(2.20)
Phf = daya yang hilang karena gesekan antara cairan yang dipompa dengan impeller atau cairan dengan dinding-dinding silinder pada pompa reciprocating dalam bentuk energi panas. Daya indikatif sama dengan daya poros dikurangi dengan daya yang hilang karena gesekan mekanis (Pmf) misalnya gesekan antara poros dengan bantalan dsb.
Pi Psh Pmf
(2.21)
b. Daya Output Pompa / Daya Air (WHP) Daya output pompa atau daya effektif pompa Pe untuk kapasitas nyata Qr dan head effektif He adalah : Peff γ . Qr . H e
(2.22)
26
2.2.4. Effisiensi a. Effisiensi Hidrolis : Effisiensi Hidrolis (h) adalah perbandingan antara Head effektif dengan Head indikatif. He Hi Δ H p H e H i H e Δ H p H th
ηh
(2.23)
b. Effisiensi Volumetris : Effisiensi Volumetris (v) adalah perbandingan antara Kapasitas nyata (Qr) dengan Kapasitas indikatif (Qi).
Qr Qr Qi Qr Ql
ηv
(2.24)
c. Effisiensi Internal / Indikatif : Effisiensi internal / indikatif (i) adalah :
ηi
Pe .Q r .He ηh η v Pi .Q i .Hi
(2.25)
d. Effisiensi Mekanis : Effisiensi mekanis (m) adalah perbandingan antara daya indikatif Pi dengan daya yang masuk ke poros pompa Psh :
ηm
P Pmf Pi sh Psh Psh
(2.26)
e. Effisiensi Total (Effisiensi Over All) : Effisiensi overall atau effisiensi total pompa adalah perbandingan antara daya kuda air dengan daya yang masuk ke poros pompa :
ηop
Pe Psh
(2.27)
γ Qr H e γ Qr Ql H e Δhp Phf Pmf
Bila Qr dan He diketahui maka daya poros dapat dihitung sebagai berikut : Psh
γ Qr H e ηop
(2.28)
27
2.3 NPSH Net Positive Suction Head (NPSH) merupakan kondisi minimum suction yang dibutuhkan untuk mencegah kavitasi dalam pompa. NPSH minimum atau yang dibutuhkan (NPSHR) harus ditentukan melalui uji oleh pembuat pompa. Sedangkan NPSH ditempat pemasangan atau yang tersedia (NPSHA) harus lebih besar, paling tidak sama dengan NPSH yang dibutuhkan (NPSHR) untuk mencegah terjadinya kavitasi. Kavitasi adalah peristiwa terjadinya gelembung2 uap akibat tekanan suction lebih rendah dari tekanan uap jenuh pada temperatur pemompaan. Akibat yang ditimbulkan akan menurunkan performansi dan merusak dinding impeller akibat proses erosi.
Persamaan NPSHA untuk instalasi suction lift :
NPSH A
Pa Pv
H s H Ls
(3.2)
Persamaan NPSHA untuk instalasi suction head :
NPSH A
Pa Pv
H s H Ls
dimana : Pa
= Tekanan pada permukaan air hisap
Pv
= Tekanan uap jenuh pada temperatur pemompaan
Hs
= Tinggi hisap statis
HLs = kerugian hidrolis sepanjang saluran hisap
(3.3)
28
2.4.
Tugas 1. Suatu instalasi pompa air seperti gambar dibawah mempunyai kapasitas 40 lt/min dengan temperatur air 20 0C. Bila diameter pipa suction ¾”, berapa NPSH. Gate valve Elbow 900
8m Strainer & foot valve
2.
Apa yang di maksud dengan Head Suction Geometries Instalasi Pompa ?
3.
Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis head ?
4.
Sebut dan jelaskan jenis-jenis Kapasitas Pompa ?
