laporan praktek pompa sentrifugal

Tujuan Praktikum :Menentukan karakteriistik pompa sentrifugal dengan : Kurva hubungan antara head pompa (H pompa) Vs laju alir Q Kurva hubungan antara daya dynamo pompa No Vs laju alir Q Kurva hubungan antara efisien pompa Vs laju alir Q

Dasar TeoriPompa sentrifugal merupakan alat pemindah fluida dengan menggunakan gaya sentrifugal yang diakibatkan gerak putar impeler. Seluruh impeler berputar dalam rumah pompa (chasing) dengan kecepatan tinggi, sehingga memberikan percepatan pada fluida yang dialirkan. Energi yang ditransfer dari motor penggerak ke impeler melalui percepatan sentrifugal. Fluida yang dialirkan dikonversikan menjadi energi kinetik dan energi tekan. Tinggi tekan (head) yang dicapai suatu pompa tergantung pada putarannya, diameter, dan bentuk lengkungan impeler. Karena tinggi tekan pompa terbatas, maka dengan menghubungkan beberapa impeler saling berurutan pada suatu poros akan didapatkan tinggi tekan yang lebih besar.Pompa sentrifugal tidak dapat menghisap sendiri, hal ini disebabkan oleh konstruksinya. Pompa ini tidak memiliki chek valve dalam keadaan diam, cairan mengalir ke tangki yang besar. Bila pompa dioperasikan dalam keadaan kosong, vakum yang dihasilkan tidak cukup untuk mengisap fluida yang dialirkan masuk ke rumah pompa.Pompa sentrifugal pada saat mulai dipakai harus dipenuhi cairan, hal ini dilakukan dengan jalan membuka valve tekan. Dengan cara ini cairan bisa mengalir kembali ke saluran tekan (discharge) dengan :Vd = Kecepatan linier fluida pada pipa discharge (m/s)Vs = Kecepatan linier pada pipa suction (m/s)g = Percepatan gravitasi bumi (m/s2)Z = Perbedaan tinggi pengukuran suction dan discharge (m) = 0,3 mMenurut hukum Kontinuitas untuk fluida inkompressibel (tak dapat dimanfaatkan dan densitas tetap) berlaku := H = dimana :Ds = diameter pipa suction (0,049 m)Dd = diameter pipa discharge (0,039 m)= 2,49As = = 3,14 = 1,19 x 10-3dimana :As = luas lubang pipa suction (cross section area suction)Vs = Q/As = Q/1,9 x 10-3 = Q x 8,3 x 102= x (2,49 1) = Q2 x 2,13 x 104 H = Hd Hs + Q2 x 2,13 x 104 + Zdimana :Q2 x 2,13 x 104 = Velocity Head Correction (VHC)Daya hidrolik/Hydraulik Power (Nh)Nh = Uw.g.H.Q (W)dimana :Uw = densitas air (1000 kg/m3)Daya dinamometer/Dynamometer Output Point (No)No = W . L . g . ndimana :W = Beban kesetimbangan dinamometer (kg)L = Panjang lengan torsi (200 mm = 0,2 m)n = Kecepatan putar dinamometer (rad/sec) n = N.2/60N = Kecepatan putar dinamometer (RPM)

Daya yang dibutuhkan pompa (Np) sama dengan daya yang hilang karena transmisi (Nt).Nt = antara 100 150 WEfisiensi Pompa ()= Nh/Np x 100%Keterangan :Hm = H1 H2 (perbedaan tinggi manimeter suction-discharge) (m)Hd = head pada discharge (m)Hs = head pada suction (m)W = Berat beban kesetimbangan dinamometer (kg)VHC = Q2 x 2,13 x 104 (Velocity Head Correction)H = Head Pompa (mwg)Penyimpangan manometer yang besar menunjukkan bahwa terdapat bantalan udara dalam pompa, sehingga pompa bekerja tak beraturan. Untuk menghentikan pompa sentrifugal, khusus untuk percobaan ini perlu dilakukan urutan sebagai berikut :1. Valve pengisap ditutup2. Valve tekanan ditutup3. Motor dihentikanRumus perhitungan untuk mencari Q :Q [] = = = 1,0417.10-3 Rumus perhitungan head pompa secara tidak langsung :H = (H1-H2)+ VHC + Z(mwg) dimana :VHC = Velocity Head Correction = Q2 x 2,13 x 104Ug = densitas air raksa (13,600 kg/m3)H1 = tinggi permukaan air raksa manometer pipa suction (m)H2 = tinggi permukaan air raksa manometer pipa discharge (m)Z = perbedaan tinggi pengukuran suction dan discharge (m) Z = 0,3 mQ = laju alir (m3/det)Untuk mencari VHC, perlu diketahui nilai Q yaitu dengan cara memasukkan nilai H orifice ke persamaan garis kurva kalibrasi sebagai x-nya, maka akan diperoleh nilai y-nya sebagai Q.Rumus perhitungan Daya Dinamometer Pompa (No)No = W . L . g . n (W)n = N x 2/60 (rad/s)dimana :W = beban untuk kesetimbangan dinamometer (kg)L = panjang lengan torsi (200 mm=0,200 m)n = kecepatan putaran dinamometer (rad/s)N = kecepatan putaran dinamometer (rpm)Daya yang dibutuhkan pompa (Np) sama dengan daya yang dibutuhkan dinamometer dikurangi daya yg hilang karena transmisi diantara 100-150 W.

Alat dan Bahan Alat1. Pompa sentrifugal2. Manometer air raksa 1000 mm dan 500 mm3. Manometer pressure gauge 4. Orifice5. Sumptank6. Storage tank7. Selang dan ember8. Beban9. Stopwatch10. Anak timbangan11. Air kran 12. Tachometer

Bahan :1. airLangkah Kerja Pompa sentifugal cara langsung 1. Mengisi storage tank dengan air 2/3 bagian2. Menutup valve pipa suction3. Mengisi chasing dengan air sampai penuh dengan cara membuka valve tekan4. Menghubungkan motor pompa dengan arus listrik5. Menghidupkan switch motor pompa, bersamaan dengan itu membuka valve pada pipa suction dan mengatur putaran pompa (N) 800 rpm < N < 3000 rpm6. Mengeluarkan semua udara yang terdapat pada pipa-pipa yang menghubungkan manometer, dengan cara membuka valve yang menghubungkannya kemudian menutup kembali7. Sebelum melakukan pengukuran aliran fluida harus dalam kondisi steady state (aliran dalam pipa penuh) dan semua permukaan air raksa dalam manometer sama8. Sebelum melakukan percobaan, membuat kurva kalibrasi orifice pada kecepatan putar yang telah ditentukan dengan cara mengubah debit (kapasitas pompa) dan membaca perbedaan tinggi air raksa pada manometer orifice. Untuk mengukur kapasitas pompa adalah dengan membaca pada level kontrol sumptank, mencatat waktu dengan stopwatch9. Pada kecepatan putar 1300 rpm dan kapasitas yang telah ditentukan, membaca perbedaan tinggi permukaan air raksa pada manometer 1000 mm (H1 & H2), Hd dan Hs pada pressure gauge dan mencatat W (beban) untuk menyeimbangkan dinamometer10. Mengulangi percobaan no.9 dengan kecepatan putar 1700 rpm

Pompa sentrifugal cara tidak langsung Langkah kerja awal :1. Ubah debit pompa dengan mengatur valve discharge pada kecepatan putaran yang telah ditentukan (=1000 rpm)2. Baca perbedaan tinggi raksa pada manometer venturimeter3. Kapasitas pompa terlihat dengan membaca skala pada level kontrol pada sumptank4. Waktu dicatat dengan menggunakkan stopwatch5. Lakukan hingga diperoleh delapan data Langkah kerja utama :1. Motor digunakan dengan kecepatan putaran 1300 rpm2. Pada kecepatan putaran dan kapasitas yang telah ditentukan, perbedaan tinggi permukaan (H1, H2) dapt terlihat pada manometer, dan head discharge (Hd) maupun head suction (Hs) terlihat pada manometer pressure gauge3. Untuk menyeimbangkan dinamometer ditambahkan beban (W)4. Lakukan langlah 1-3 hingga diperoleh delapan data kapasitas yang berbeda5. Percobaan dilakukan dengan kecepatan putaran yang berbeda untuk 1700 rpm

Data Percobaan dan Pengolahan Tabel data Untuk kalibrasi Head terhadap laju alir

N Volume WaktuWaktuH VenturiW

(rpm)(liter)Naik (detik)Turun (detik)(mmHg)(gram)

1000502625,515375

11005022,52318425

120050191923475

1300501717,530575

1400501616,538650

15005014,51440725

160050131350825

17005012,51260950

N H1 H2HQ = V/t

(rpm)(mm)(mm)(10-3m)(10-3m3/s)

1000520440801,92

11005304301002,22

12005354201152,63

13005454101352,94

14005554001553,13

15005703901803,45

16005753801953,85

17005853652204

Kurva Kalibrasi

Data Karekteristik Pompa (N : 1300 rmp)n = 1300x 2/60 = 136,067 rad/s ; L = 0,2 m ; g = 9,8 m/s2; No= W.L.g.n H = (Hd-Hs)+ VHC + Z (mwg); Ug = 13600 kg/m3 ; Uw 1000 kg/m3NoH1H2 HdHsH VenturiW H (H1-H2)

(mm)(mm)(m.wg)(m.wg)(mmHg)(gram)(10 -3m)

15454101,11,130575135

25504051,251,0527550145

35603951,81,0524550165

457039021,0521550180

55753802,11,0518500195

65803752,21,0515500205

75853702,51,0512475215

85903652,81,059450225

QVHCNoNp (No-100)Nh (%)

(10-3.m3/s)(Q2x2,13x104)(watt)(watt)(Uw.g..H.Q) (w)(Nh/Np x 100%)

3,870,31153,3553,3523,1343,35

4,370,40146,6846,68137,90295,42

5,380,62146,6846,68546,751171,27

6,130,80146,6846,68785,171682,03

6,891,01133,3533,35981,772943,84

7,391,16133,3533,351155,133463,66

7,901,33126,6826,681540,675774,63

8,401,50120,0120,011963,339811,74

Data Karekteristik Pompa (N : 1700 rmp)n = 1700x 2/60 = 177,93 rad/s ; L = 0,2 m ; g = 9,8 m/s2; No= W.L.g.n H = (Hd-Hs)+ VHC + Z (mwg); Ug = 13600 kg/m3 ; Uw 1000 kg/m3NoH1H2 HdHsH VenturiW H (H1-H2)

(mm)(mm)(m.wg)(m.wg)(mmHg)(gram)(10 -3m)

1

2

3

4

5

6

7

8

QVHCNoNp (No-100)Nh (%)

(10-3.m3/s)(Q2x2,13x104)(watt)(watt)(Uw.g..H.Q) (w)(Nh/Np x 100%)

Pembahasan

Pompa sentrifugal merupakan alat pemindah fluida dengan menggunakan gaya sentrifugal yang diakibatkan gerak putar impeller. Perpindahan fluida diakibatkan oleh adanya gaya yang diberikan impeller kepada fluida, yaitu energi kinetik dari impeller akan menyebabkan tekenan dari fluida membesar dan dengan adanya perbedaan tekanan tersebut fluida akan mengalir. Fluida mengalir dari tekanan yang tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Oleh karena itu pompa sering disebut alat transportasi fluida. Prinsip kerja alat pompa sentrifugal adalah fluida cair yang masuk ke dalam rumah pompa akan diputar oleh impeller sehingga fluida mengalami gaya sentrifugal. Oleh sebab itu rumah pompa tidak boleh sampai kosong selain untuk memancing cairan yang akan diisap juga kekosongan dalam rumah pompa akan mengakibatkan ravitasi dan lama-kelamaan akan rusak. Kecepatan putar dinamometer N (rpm) sangat berpengaruh terhadap waktu laju, perbedaan tekanan pada manometer dan beban. Semakin besar N (rpm) semakin cepat waktu laju alir,semakin besar beban yang harus ditambahkan dan juga semakin besar selisih H1 H2, Hd, Hs, H orifice, karena putaran atau gaya sentrifugal yang diberikan semakin cepat, adanya peningkatan energi kinetik yang semakin besar. Pada alat pompa sentrifugal tersebut terdapat juga bagian yang berperan dalam kerja gaya sentrifugal dalam semakin cepatnya putaran impeller selain pompa sentrifugal itu sendiri, yakni timbangan atau beban. Timbangan atau beban sangat berpengaruh dalam kecepatan gaya sentrifugal dikarenakan oleh pada saat tekanan air kran diputar atau kecepatan putar dalam dinamometer secara berubah-ubah dan beban tidak diganti maka gaya sentrifugal tidak seimbang dalam kecepatan putaran impeller. Sedangkan apabila kita ingin mengetahui kapasitas aliran, kebutuhan daya, head dan efisiensi dalam pompa tersebut maka kita harus menyeimbangkan terlebih dahulu agar gaya sentrifugal dalam putaran impeller berjalan dengan baik. Karakteristik dalam pompa sentrifugal sangatlah banyak kegunaannya biasanya adalah kapasitas aliran, kebutuhan daya, head dan efisiensi. Kapasitas aliran biasanya diukur dalam aliran pneumatik persatuan waktu pada densitas tertentu. Kebutuhan daya dan efisiensi mekanik jelas sangat penting karena pada suatu peralatan yang relative kecil, kesederhanaan, dan operasi tanpa kesulitan merupakan hal yang lebih diutamakan pada setiap kinerja dari suatu operasi.

Kesimpulan 1. Pompa sentrifugal adalah alat guna pemindah fluida atau zat cair dengan menggunakan gaya sentrifugal yang diakibatkan oleh gerak putar impeller.2. Prinsip kerja alat pompa sentrifugal adalah berdasarkan gaya sentrifugal fluida cair yang masuk ke dalam rumah pompa sebagai umpan.3. Perubahan kecepatan putar dinamometer N (rpm) berpengaruh pada perubahan waktu, beban, tinggi manometer, Hd, Hs.4. Beban yang ditambahkan berfungsi untuk menyeimbangkan pompa dengan gaya sentrifugal yang diakibatkan oleh gerak putar impeller didalam rumah pompa.5. Pada percobaan ini dapat diperoleh hubungan antara laju alir (Q) dengan head pompa (H), daya dinamometer (No) dan efisiensi pompa () melalui grafik.

Daftar Pustaka

Jobsheet Praktikum Satuan Operasi. Pompa Sentrifugal. Bandung. PEDC. 2002Laporan Praktikum Satuan Operasi. Pompa Sentrifugal. Bandung. 2000Mc. Cabe, Warren L, Operasi Teknik Kimia. Jilid 1. Erlangga. Jakarta. 1999