ANALISIS EFISIENSI POMPA DAN HEAD LOSS PADA MESIN COOLING WATER SISTEM FAN
Nama NPM Jurusan Fakultas Pembimbing
: Zainal Abidin : 27411717 : Teknik Mesin : Teknologi Industri : Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT.
Latar Belakang Banyaknya industri pada zaman sekarang akibat dari banyaknya permintaan dan peluang yang dilihat dari permintaan konsumen. Sehingga membuat para ahli berlomba-lomba untuk membuat alat yang dapat membantu industri skala kecil hingga besar dalam prosesnya. Dalam pembuatan alatnya pasti bertujuan untuk membantu operator agar lebih mudah mengerjakan atau menjalankan mesin tersebut, mempersingkat proses, dan efisien waktu, tempat, dan biaya selain itu juga pastinya akan menjaga mutu dan kualitas dari hasil produksinya. Salah satunya pada industri minuman di Indonesia yang saat ini sangat banyak sekali macam dan jenis yang dihasilkanya seperti berbagai macam minuman jus dengan berbagai macam rasa buah yang ditawarkan. Dalam pembuatan jus dalam skala industri kecil mengalami kendala pada proses pendinginan jus ke temperatur suhu normal yaitu 30C untuk jus siap untuk di kemas.
Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Menghitung efisiensi pompa pada cooling water. 2. Menghitung Head Loss yang terjadi di cooling water.
Batasan Masalah Adapun batasan permasalahan dirancang adalah :
dari sistem yang
1. Hanya melakukan perhitungan efisiensi pompa yang ada pada cooling water. 2. Hanya melakukan perhitungan head loss yang ada pada cooling water.
POMPA Pompa merupakan suatu alat yang digunakan untuk memberikan energi kinetik atau energi potensial pada fluida. Pompa adalah suatu peralatan mekanik yang digerakkan oleh tenaga mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan (fluida) dari suatu tempat ke tempat lain, dimana cairan tersebut hanya mengalir apabila terdapat perbedaan tekanan.
JENIS ALIRAN FLUIDA
Tipe aliran dalam fluida dibedakan atas pergerakan partikel dalam fluida tersebut, yaitu aliran laminer dan turbulen. Pada aliran laminer partikel – partikel dalam fluida bergerak disepanjang lintasan – lintasan lurus dan sejajar dalam lapisan – lapisan. Sedangkan pada aliran turbulen partikel – partikel fluida bergerak secara acak kesegala arah.
PIPA Pipa adalah sebuah saluran tertutup yang digunakan sebagai sarana pengaliran atau transportasi fluida, sarana pengaliran atau transportasi energi dalam aliran. pipa biasanya digunakan untuk mengalirkan suatu fluida, baik fluida yang berbentuk cair maupun yang berbentuk gas.
Diagram Alir Perhitungan Efisiensi Pompa dan Head Loss Pada Cooling Water
Perhitungan dan Analisa Pompa Debit Pompa Q
=
Diketahui
:V t
= 50 L = 154,54 s
Ditanya : Q Jawab
? :
Q
= = 3,23x10-4
Perhitungan dan Analisa Pompa luas penampang pipa A Diketahui Ditanya Jawab A
:D :A ? : = = =
=
=
= 1,27cm =
Perhitungan dan Analisa Pompa Kecepatan Aliran v = Diketahui Ditanya Jawab
:Q A :v : v
= 3,23x10-4 = ? = =
2,56
Perhitungan dan Analisa Pompa Head total pompa (H)
Diketahui
:P v h g ρ
H = P / ρ.g + v2 / 2g + h = 78480 Pa = 78480 = 2,56 = 56x m = = 971,8 (Densitas air pada suhu sekitar 800)
Perhitungan dan Analisa Pompa
Ditanya : Jawab :
H
?
H
=
+
= 8,23 m + 0,33 m + 56 x 10-2 m = 9,12 m
+ 56x
m
Perhitungan dan Analisa Pompa Kecepatan Laju Cairan (WHP) Kecepatan laju cairan atau water horse power (WHP) adalah daya indikatif yang diberikan oleh fluida. WHP merupakan energi yang dimiliki oleh air yang akan diubah menjadi energi poros. Rumus untuk mencari kecepatan laju cairan (WHP) pada pompa :
Diketahui
Ditanya Jawab WHP
:ρ = 971,8 g = 9,81 m/s2 Q = 3,23x10-4 H = 9,12 m : WHP ? : 971,8 X 9,81 m/s2 X 3,23x10-4 =28,08 Watt
X 9,12 m
Perhitungan dan Analisa Pompa Kecepatan Putaran Pompa (BHP) Kecepatan putaran pompa atau blade horse power (BHP) adalah merupakan daya efektif yang diterima oleh pompa. BHP diukur dari tegangan yang di kalikan dengan ampere listrik. Rumus yang digunakan untuk mencari BHP adalah :
Diketahui Ditanya : BHP Jawab
: V I ? : BHP
= 220 Volt = 2,2 A
= 220V X 2,2A X 0,85 = 411,4 Watt
Perhitungan dan Analisa Pompa Daya Pompa (Ppump) Daya pompa adalah tenaga yang harus dibutuhkan untuk menaikkan air. Rumus daya pompa adalah : Ppump = P . Q Diketahui Ditanya Jawab :
: Q P : Ppump : Ppump
= 3,23x10-4 = 78480 Pa ? = 78480 Pa X 3,23x10-4 = 25,35 (Watt)
Perhitungan dan Analisa Pompa Efisiensi Pompa
Diketahui Ditanya Jawab
: WHP = 28,08Watt BHP = 411,4 Watt : ƞp ? : ƞp = X 100% = 6,82%
Perhitungan Dan Analisa Head Loss Pada Pipa BilanganReynolds
Diketahui
:
Ditanya : Jawab
Re
= 2,56 m/s = 1,27 cm = = 3,65x10-6m2/s (pada suhu sekitar 800) ?
:
= 9132,58 Karena Re>2300, maka aliran yang terjadi bersifat turbulen.
Perhitungan Dan Analisa Head Loss Pada Pipa Faktor Gesekan (F) F = 0.3164 Diketahui Ditanya
: Re : F? F
= 9132,58 = 0,3164. = 0,032
Perhitungan Dan Analisa Head Loss Pada Pipa kerugian gesek pada pipa (Head Loss)
Diketahui
: F L D g v
Ditanya : hf pipe ?
= 0,032 = 1,48 m = 1,27x m = 9,81 m/s2 = 2,56 m/s
Perhitungan Dan Analisa Head Loss Pada Pipa Jawab
:
= 1,24 m
Perhitungan Dan Analisa Head Loss Pada Pipa Head Loss pada Elbow/Belokan hf elbow = Dimana yaitu panjang ekivalen = 30 (standart elbow 900, (fox and Donald, 5th Ed, 1998). Diketahui : F = 0,032 = 30 g = 9,81 m/s2 v = 2,56 m/s n = 6 (jumlah elbow)
Perhitungan Dan Analisa Head Loss Pada Pipa Ditanya Jawab
: hf elbow ? : hf elbow = = 1,92 m
Jadi hf total
= hf pipe + hf elbow = 1,24 m + 1,92 m = 3,16 m
KESIMPULAN 1. Hasil perhitungan efisiensi pompa adalah 6,82%, efisiensi pompa sangatlah kecil karena panjang lintasan yang sangat pendek dan pengecilan bentuk pipa yang mengakibatkan kinerja pompa kurang maksimal. 2. Head loss yang terjadi pada alat tersebut alirannya bersifat turbulen dengan kerugian gesek total sebesar 3,16 m. Itu terjadi di karenakan banyakknya belokkan dan pengecilan pipa secara mendadak.
SARAN Sebaiknya pada alat ini menggunakan pompa yang memiliki kapasitas kecil untuk mengurangi adanya gesekan pada pipa yang mengakibatkan turbulen pada alirannya. Akibat yang di timbulkan aliran turbulen adalah meningkatnya suhu pada fluida.
