laporan lengkap pompa sentrifugal
DESCRIPTION
ini laporan bukan sembarangan laporan, tapi ini laporan yang di dapat dari membaca dari setiap buku perpustakaan di setiap negara.TRANSCRIPT
1
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan
karunia-Nya sehingga saya dapat menyelesaikan laporan ini sebagai salah satu persyaratan
dalam menyelesaikan mata kuliah Praktikum Rekayasa Dasar Mesin 1.
Proses penyelesaian laporan ini, tidak terlepas dari tenaga dan pikiran serta bantuan
dan bimbingan yang sangat berharga dari berbagai pihak.
Namun demikian, penulis menyadari sebagai manusia biasa yang tak pernah luput dari
kesalahan serta dalam segala keterbatasannya hingga laporan ini masih jauh dari
kesempurnaan. Untuk itu dengan segala kerendahan hati penyusun mengharapkan saran dan
kritikan yang positif demi kesempurnaan laporan ini.
Akhirnya penyusun memohon kepada Allah SWT semoga apa yang kita dapatkan
bernilai ibadah di sisi-Nya. Amin.
Jakarta, Oktober 2013
Penyusun
i
2
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari
suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan
energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus.
Pompa secara sederhana didefinisikan sebagai alat transportasi fluida cair. Jadi, jika
fluida-nya tidak cair, maka belum tentu pompa bisa melakukannya. Misalnya fluida gas, maka
pompa tidak dapat melakukan operasi pemindahan tersebut. Namun, teknologi sekarang
sudah jauh berkembang di mana mulai diperkenalkan pompa yang multi-fasa, yang dapat
memompakan fluida cair dan gas. Namun dalam tulisan ini, hanya dibahas tentang pompa
yang mengalirkan fluida cair, dan topiknya dipersempit untuk yang berjenis sentrifugal.
Pompa jenis sentrifugal ini mungkin agak asing di telinga kita, padahal dia banyak memberi
manfaat bagi kita, terutama untuk dunia industri.
Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk
(suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah
tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga menjadi tenaga kinetis, dimana tenaga ini berguna
untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran.
Dengan banyaknya kebutuhan akan mengalirkan fluida, maka pompa dapat di
klasifikasikan kedalam banyak aspek yaitu:
Pompa torak
Pompa putar
Pompa diafragma
Pompa Sentrifugal
Pompa Efek Khusus
Pompa jet
Pompa gas lift
Pompa hidraulik ram
2
3
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian pompa
Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari
suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan
energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus.
Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk
dengan bagian keluar. Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari
suatu sumber tenaga menjadi tenaga kinetis , dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan
cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran.
Salah satu jenis pompa pemindah non positip adalah pompa sentrifugal yang prinsip
kerjanya mengubah energi kinetis cairan menjadi energi potensial melalui suatu impeller yang
berputar dalam casing. Pompa Sentrifugal digunakan untuk memberikan atau menambah
kecepatan pada cairan dan merubahnya menjadi tinggi tekan.
Gambar 2.1 Pompa Sentrifugal
2.2 Klasifikasi pompa
Menurut Sunarno ada berbagai macam pompa. Pembagian ini dapat berdasarkan
pada:
1) Tekanan keluaran (rendah, sedang dan tinggi)
2) Kapasitas yang dihasilkan (rendah, sedang dan tinggi)
4
3) Fluida yang dipindahkan (air, minyak, susu dan sebagainya)
4) Posisi atau kedudukannya (mendatar, tegak dan sebagainya).
Klasifikasi seperti di atas sangat terbatas dan cenderung saling melingkupi atau
tumpang tindih. Sistem klasifikasi pompa yang lebih kuat adalah yang didasarkan pada
bagaimana energi ditambahkan pada fluida yang dipompa. Dalam sistem klasifikasi ini, secara
garis besar pompa dapat dibagi menjadi:
1. Pompa perpindahan positif (positive displacement pump).
Pompa yang bekerja menghisap zat cair, kemudian menekan zat cair tersebut,
selanjutnya zat cair dikeluarkan melalui katup atau lubang keluar. Pada pompa ini
fluida yang dihisap sama dengan fluida yang dikeluarkan. Pompa langkah positif
terbagi atas pompa reciprocating, pompa diafragma dan pompa rotari. Penjelasan
dari masing-masing pompa adalah sebagai berikut:
gambar 2.2 klasifikasi pompa perpindahan positip
a) Pompa reciprocating
Pompa reciprocating adalah sebuah pompa dimana energi mekanis penggerak
pompa diubah menjadi energi aliran dari zat cair yang dipindahkan dengan
menggunakan elemen yang bergerak bolak-balik di dalam sebuah silinder.
Elemen yang bergerak bolak-balik itu dapat berupa piston atau plunyer. Pompa
reciprocating biasanya digunakan untuk memindahkan fluida kental dan
digunakan pada sumur minyak. Contoh dari pompa reciprocating adalah pompa
piston, pompa plunyer dan pompa diapraghma.
3
5
b) Pompa rotary
Pompa rotary adalah pompa perpindahan positif dimana energi ditransmisikan
dari mesin penggerak ke cairan dengan menggunakan elemen yang berputar di
dalam rumah (casing). Pada waktu elemen berputar, di dalam rumah pompa
berbentuk ruangan yang mula-mula volumenya berkurang pada sisi tekan.
Karena putaran elemen tersebut konstan maka aliran zat cair yang dihasilkan
hampir merata. Pompa rotari banyak digunakan pada pemompaan cairan yang
viskositasnya lebih tinggi dari air. Contoh dari pompa rotary adalah pompa
gear, pompa lube, pompa screw dan pompa baling-baling. Disebut juga dengan
pompa aksi positif. Energi mekanik dari putaran poros pompa dirubah menjadi
energi tekanan untuk memompakan fluida. Pada pompa jenis ini dihasilkan
head yang tinggi tetapi kapasitas yang dihasilkan rendah.
b.1) Pompa rotari
Sebagai ganti pelewatan cairan pompa sentrifugal, pompa rotari akan
merangkap cairan, mendorongnya melalui rumah pompa yang tertutup.
Hampir sama dengan piston pompa torak akan tetapi tidak seperti pompa
torak (piston), pompa rotari mengeluarkan cairan dengan aliran yang lancar
(smooth). Macam-macam pompa rotari :
Pompa roda gigi luar
Pompa ini merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana.
Apabila gerigi roda gigi berpisah pada sisi hisap, cairan akan
mengisi ruangan yang ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan
ini akan dibawa berkeliling dan ditekan keluar apabila giginya
bersatu.
6
gambar 2.3 pompa rotari gigi luar
Pompa roda gigi dalam
Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam yang
berpasangan dengan roda gigi kecil dengan penggigian luar yang
bebas (idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat
digunakan untuk mencegah cairan kembali ke sisi hisap pompa.
gambar 2.4 Lobe pump
Pompa cuping (lobe pump)
Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal
aksinya dan mempunyai 2 rotor atau lebih dengan 2,3,4 cuping atau
lebih pada masing-masing rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan
oleh roda gigi luarnya
7
gambar 2.5 Lobe pump
Pompa sekrup (screw pump)
Pompa ini mempunyai 1,2 atau 3 sekrup yang berputar di dalam rumah
pompa yang diam. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang
berputar di dalam sebuah stator atau lapisan heliks dalam (internal
helix stator). Pompa 2 sekrup atau 3 sekrup masing-masing mempunyai
satu atau dua sekrup bebas (idler).
gambar 2.6 Three-scrow pump
Pompa baling geser (vane Pump)
Pompa ini menggunakan baling-baling yang dipertahankan tetap
menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor diputar.
Cairan yang terjebak diantara 2 baling dibawa berputar dan dipaksa
keluar dari sisi buang.
8
.
gambar 2.7 Vane pump
Pompa Torak (Piston)
Pompa torak mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas
selama pergerakan piston sepanjang langkahnya. Volume cairan
yang dipindahkan selama 1 langkah piston akan sama dengan
perkalian luas piston dengan panjang langkah.
Menurut cara kerja
- Pompa torak kerja tunggal
gambar 2.8 Pompa kerja tunggal
- Pompa torak kerja ganda
gambar 2.9 Pompa kerja ganda
2. Pompa rotodinamik (rotodynamic pump atau non positive displacement pump)
Dimana energi yang ditambahkan pada fluida kerja di dalam pompa secara
kontinyu dinaikkan kecepatannya, kemudian dilakukan penurunan kecepatan
9
fluida di bagian lain dalam pompa untuk mendapatkan energi tekan. Pompa
Rotodinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompa tersebut beroperasi yaitu
impeler yang berputar mengubah energi kinetik menjadi tekanan atau kecepatan
yang diperlukan untuk memompa fluida.
gambar 2.10 klasifikasi pompa rotodinamik
Merupakan suatu pompa yang memiliki elemen utama sebuah motor dengan
sudut impeler berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida masuk dipercepat oleh
impeler yang menaikkan kecepatan fluida maupun tekanannya dan melemparkan
keluar volut. Prosesnya yaitu :
- Antara sudut impeller dan fluida
Energi mekanis alat penggerak diubah menjadi energi kinetik fluida
- Pada Volut
Fluida diarahkan kepipa tekan (buang), sebagian energi kinetik fluida
diubah menjadi energi tekan.
a. Pompa radial.
Fluida diisap pompa melalui sisi isap adalah akibat berputarnya impeler yang
menghasilkan tekanan vakum pada sisi isap. Selanjutnya fluida yang telah terisap
terlempar keluar impeler akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida itu
sendiri. Dan selanjutnya ditampung oleh casing (rumah pompa) sebelum dibuang
ke sisi buang. Dalam hal ini ditinjau dari perubahan energi yang terjadi, yaitu :
10
energi mekanis poros pompa diteruskan kesudu-sudut impeler, kemudian sudut
tersebut memberikan gaya kinetik pada fluida.
Akibat gaya sentrifugal yang besar, fluida terlempar keluar mengisi rumah
pompa dan didalam rumah pompa inilah energi kinetik fluida sebagian besar
diubah menjadi energi tekan. Arah fluida masuk kedalam pompa sentrifugal
dalam arah aksial dan keluar pompa dalam arah radial. Pompa sentrifugal
biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head medium sampai tinggi
dengan kapasitas aliran yang medium. Dalam aplikasinya pompa sentrifugal
banyak digunakan untuk kebutuhan proses pengisian ketel dan pompa-pompa
rumah tangga.
gambar 2.11 Pompa Sentrifugal
b. Pompa Sentrifugal
Fluida Masuk melalui bagian suction yang dihubungkan secara cocentric
dengan suatu poros yang mempunyai element yang berputar secara cepat yang
disebut impeller. Impeller ini mempunyai baling-baling radial. Liquid mengalir
masuk dan keluar ruangan antara dua vane dan meninggalkan impeller dengan
kecepatan yang tinggi, kemudian ditampung dalam casing yang berbentuk spiral
yang disebut volute, dan meninggalkannya secara tangensial melalui discharge.
Di dalam volute ini velocity head dari liquid dirubah menjadi pressure head.
Tenaga untuk memutar impeller diperoleh dari luar, yaitu dari direct connected
motor pada kecepatan konstan biasanya sekitar 3500 rpm.
Pompa Sentrifugal dapat diklasifikasikan, berdasarkan :
11
1. Kapasitas :
Kapasitas rendah < 20 m3 / jam
Kapasitas menengah 20 -:- 60 m3 / jam
Kapasitas tinggi > 60 m3 / jam
2. Tekanan Discharge :
Tekanan Rendah < 5 Kg / cm2
Tekanan menengah 5 -:- 50 Kg / cm2
Tekanan tinggi > 50 Kg / cm2
3. Jumlah / Susunan Impeller dan Tingkat :
Single stage : Terdiri dari satu impeller dan satu casing
Multi stage : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun seri dalam
satu casing.
Multi Impeller : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun paralel
dalam satu casing.
Multi Impeller atau Multi stage : Kombinasi multi impeller dan multi stage.
4. Posisi Poros :
Poros tegak
Poros mendatar
5. Jumlah Suction :
Single Suction
Double Suction
6. Arah aliran keluar impeller :
Radial flow
Axial flow
Mixed fllow
Secara umum bagian-bagian utama pompa sentrifugal dapat dilihat sepert gambar
berikut
12
A. Stuffing Box
Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana
poros pompa menembus casing.
B. Packing
Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing
pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.
gambar 2.12 packing
C. Shaft (poros).
Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama
beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar
lainnya.
D. Shaft sleeve
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
Sudut dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.
13
F. Casing
Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai
pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane),
inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan
mengubah energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).
gambar 2.13 rumah pompa
G. Eye of Impeller
Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.
H. Impeller
Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi
energi 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.
gambar 2.14 macam macam impeler
I. Wearing Ring
Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang
melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan
cara memperkecil celah antara casing dengan impeller.
14
J. Bearing
Beraing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari
poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial.
Bearing juga memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan
tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil.
gambar 2.15 bearing
15
Pengaruh kavitasi dan klasifikasi kavitasi berdasarkan penyebab
utamanya. Kali ini kita kembali memperdalam pengaruh kavitasi ini secara
lebih detil. Sebelumnya kita telah tahu pengaruh kavitasi secara umum
adalah sebagai berikut :
• Berkurangnya kapasitas pompa
• Berkurangnya head (pressure)
•Terbentuknya gelembung-gelembung udara pada area bertekanan rendah
di dalam selubung pompa (volute)
• Suara bising saat pompa berjalan.
• Kerusakan pada impell er atau selubung pompa (volute).
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)
Head Pompa
Head pompa adalah energi per satuan berat yang harus disediakan untuk
mengalirkan sejumlah zat cair yang direncanakan sesuai dengan kondisi instalasi
pompa, atau tekanan untuk mengalirkan sejumlah zat cair,yang umumnya dinyatakan
dalam satuan panjang. Menurut persamaan Bernauli, ada tiga macam head (energi)
fluida dari sistem instalasi aliran, yaitu, energi tekanan, energi kinetik dan energi
potensial.
Karena energi itu kekal, maka bentuk head (tinggi tekan) dapat bervariasi pada
penampang yang berbeda. Namun pada kenyataannya selalu ada rugi energi (losses).
17
o Head Tekanan
Head tekanan adalah perbedaan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair
pada sisi tekan dengan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi
isap.
o Head Kecepatan
Head kecepatan adalah perbedaan antar head kecepatan zat cair pada saluran tekan
dengan head kecepatan zat cair pada saluran isap.
18
Head kecepatan dapat dinyatakan dengan rumus :
o Head Statis Total
Head statis total adalah perbedaan tinggi antara permukaan zat cair pada sisi tekan dengan
permukaan zat cair pada sisi isap.
19
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR...............................................................................................................i
DAFTAR ISI.............................................................................................................................ii
BAB II PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang..........................................................................................................................2
BAB II LANDASAN TEORI...................................................................................................3
2.1 Pengertian pompa.....................................................................................................................3
2.2 Klasifikasi pompa.....................................................................................................................3
a) Pompa reciprocating................................................................................................................4
b) Pompa rotary............................................................................................................................5
BAB III JURNAL PRAKTIKUM
3.1 Tujuan Praktikum..........................................................................................................................20
3.2 Alat – alat dan Bahan Praktikum..................................................................................................20
3.3 Cara Kerja.....................................................................................................................................20
3.4 Pergitungan Data...........................................................................................................................21
3.5 Kesimpulan ..................................................................................................................................22
BAB IV JAWABAN PERTANYAAN
4.1 Soal................................................................................................................................................23
4.2 Jawaban.........................................................................................................................................23
BAB V PENUTUP.............................................................................................................................33
DAFTAR PUSTAKA.........................................................................................................................iii
LAMPIRAN
ii