tugas elemen mesin_full
DESCRIPTION
Boleh DownloadTRANSCRIPT
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 1
TUGAS ELEMEN MESIN
JUDUL BAHASAN
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA” ( SINGLE STAGE CENTRIFUGAL PUMPS )
DISUSUN OLEH
DWI HARYANTO
41307110005
Disusun Untuk Memenuhi Persyaratan Meraih Gelar Sarjana
Program Studi Teknik Mesin Jenjang Pendidikan S1
Univesitas Mercu Buana
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
TAHUN 2010
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 2
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Elemen Mesin
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA” ( SINGLE STAGE CENTRIFUGAL PUMPS )
Tugas Elemen Mesin ini disusun oleh ;
Nama : Dwi Haryanto
NIM : 41307110005
Fakultas : Teknologi Industri
Jurusan : Teknik Mesin
Dengan ini menyatakan bahwa isi dan format dari penulisan Tugas Elemen Mesin ini telah
di setujui dan dinyatakan telah memenuhi persyaratan penulisan Tugas Elemen Mesin pada
Fakultas Teknologi Industri Program Studi Teknik Mesin
Telah diperiksa dan disetujui oleh :
Jakarta, Januari 2010
Dosen Pembimbing, Mengetahui,
Nanang Ruhyat, ST. MT Dr. Ir. H. Abdul Hamid, M. Sc
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 3
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum……………………
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas berkah dan rahmatNya sehingga
penulisan laporan Tugas Elemen Mesin yang berjudul “HEAD TOTAL PADA DAN NPSH
POMPA EBARA 50 X 40 FSHA” dapat diselesaikan. Menurut jenis dan fungsinya
penggunaan pompa ini sangat beragam diantaranya : Irigasi pertanian, industri, dan yang
sangat umum di gunakan pada pompa air rumah tangga.
Sedikit analisa dan informasi yang disampaikan oleh penulis kiranya dapat bermanfaat
bagi pembaca untuk pemilihan spesifikasi pompa sesuai kegunaan dan fungsinya, penulis
menyadari akan kekurangan dan keterbatasan kemampuan ilmu yang dimiliki. Sehingga
dalam penyusunan dan penulisan Tugas Elemen Mesin ini masih banyak kekurangan dan
kekeliruan, oleh karena itu saran dan kritik untuk melengkapi kekurangan tersebut sangat
diharapkan oleh penulis.
Terimakasih atas segala kesempatan dan perhatian yang diberikan oleh pembimbing
dalam menyelesaikan penulisan dan penyusunan Tugas Elemen Mesin, kepada semua pihak
yang turut membantu.Terimakasih kepada Bapak Nanang Ruhyat, ST, MT sebagai
pembimbing saya dalam menyelesaikan Tugas elemen Mesin ini. Dan penulis berharap
penulisan Tugas elemen Mesin ini dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan semua yang
membaca pada umumnya
Akhir kata dari penulis, Wassalamu’alaikum……………………
Jakarta, January 2010
Penulis
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 4
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL…………………… ……………………………………….. i
LEMBAR PENGESAHAN……………………………………………………….. ii
KATA PENGHANTAR……………………………………………...…………… iii
DAFTAR ISI………………………………………………………………………. iv
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………………. v
BAB I. PENDAHULUAN
1. 1. Latar Belakang…………………………………………………………
1. 2. Permasalahan dan Pembatasan Masalah……………………………….
1. 3. Tujuan………………………………………………………………….
1. 4. Metode Penulisan………………………………………………………
1. 5. Sistematika Penulisan………………………………………………….
BAB II. TEORI DASAR POMPA SENTRIFUGAL
2. 1. Deskripsi Pompa………………………………………………………..
2. 2. Klasifikasi Pompa………………………………………………………
2. 3. Karakteristik Pemompaan………………………………………………
2. 4. Grafik Hubungan Head dan Kapasitas…………………………………
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 5
BAB III. PERHITUNGAN POMPA SENTRIFUGAL
3. 1. Pompa Sentrifugal……………………………………………………
3. 2. Komponen Pompa Sentrifugal……………………………………….
3. 3. Spesifikasi Pompa EBARA 50 x 40 FSHA…………………………
3. 4. Perhitungan Head Total dan NPSH Pompa EBARA 50 x 40 FSHA.
3. 5. Metode Perawatan Pompa EBARA 50 x 40 FSHA…………………
BAB IV. KESIMPULAN DAN SARAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
1. Copy Kartu Asistensi…………………………………………………………
2. Gambar Pompa Sentrifugal…………………………………………….
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 6
DAFTAR GAMBAR
BAB II
2. 1. Sifat fuida mengalir
2. 2. Klasifikasi pompa
2. 3. Pompa sentrifugal dan positive displacement
2. 4. Liquid ( vapour pressure )
BAB III
3. 1. Benda melingkar
3. 2. Perubahan energy zat cair pada pompa
3. 3. Konstruksi pompa sentrifugal
3. 4. Semi open impeller
3. 5. Impeller jenis tertutup dan terbuka
3. 6. Casing pompa
3. 7. Fleksibelity 360°
3. 8. Back plate / Yoke
3. 10. Pump shaft
3. 11. Adaptor pompa
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 7
BAB I
PENDAHULUAN
1. 1. Latar Belakang
Pada umunya pompa digunakan pada perumahan sebagai alat yang mensuplai
kebutuhan air untuk keperluan sehari – hari, pompa digunakan pada sebagian besar
industry di Indonesia untuk mensuplai air dan mensirkulasikan air di dalam system pada
suatu alat / equipment untuk mendukung proses produksi, penggunaannya pun terdapat
berbagai type sesuai dengan kebutuhan. Untuk dapat memilih kapasitas pompa yang
sesuai dengan kebutuhan masih jarang yang mempertimbangkan dari spesifikasi pompa,
sehingga masih sering terjadi masalah – masalah yang mendasar yang sering terjadi
bahkan kerusakan pada komponen pompa.
Langkah awal untuk meminimalisasi kerusakan yang sering terjadi pada pompa
sentrifugal adalah pada saat pemilihan spesifikasi pompa yang disesuaikan dengan
kebutuhan sehingga kapasitas yang diperlukan tidak kurang ataupun berlebihan. Tetapi
perlu diperhatikan juga tipe instalasi pipa pada system pompa karena jika terjadi
kesalahan pemasangan instalasi pipa seperti terlalu banyak belokan / elbow dapat
menyebabkan kerugian gesekan / friction loss sehingga kapasitas maksimal head yang
tertulis pada nameplate pompa ridak sesuai dengan pemasangan / aplikasi
Berdasarkan pengalaman dan bukti ilmiah penulis ingin menganalisa NPSH dan total
HEAD suatu pompa sentrifugal satu tahap dengan system instalasi belokan pipa yang
terpasang sehingga pompa tidak mengalami kavitasi yang dapat menyebabkan
kerusakan komponen pompa seperti pada impeller dan difusser pompa. Dan penulis
berharap agar selanjutnya setelah pembaca mengerti tentang system perhitungan dapat
memilih spesifikasi pompa sesuai penggunaan dan instalasi pipa yang benar agar
performa pompa tetap maksimal walaupun dalam konidisi pemakaian yang lama.
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 8
1. 2. Permasalahan dan Pembatasan Masalah
Dalam pemakaian pompa sentrifugal sering terjadi permasalahan, permasalahan
mekanik pompa ataupun dari penggerak pompa (electric motor / motor bakar), terjadi
kebocoran pada pompa, tidak dapat memompakan air saat pompa di start dan masih
banyak masalah – masalah yang didapat user / pengguna pompa. Dalam penulisan ini
akan dibahas tentang kapasitas maksimal head pada pompa dan NPSH yang tersedia
pada pompa merk EBARA 50 x 40 FSHA agar tidak terjadi kavitasi pada pompa.
1. 3. Tujuan
Tujuan penulisan ini adalah untuk menganalisa kapasitas maksimal pompa dan
pencegahan agar tidak terjadi kavitasi dan untuk memaksimalkan fungsi pompa
sentrifugal
1. 4. Metode Penulisan
Metode penulisan yang digunakan pada tugas elemen mesin ini adalah :
- Metode Deskritif, metode ini dilakukan dengan cara menganalisa data yang telah
ada, mengubah data berdasarkan urutan dan prosedur pengerjaannya sehingga
hasilnya standar.
- Metode pustaka / Literatur, metode ini dilakukan dengan cara membaca dan
mencari beberapa sumber bacaan antara lain ; buku pompa dan compressor (
sularso dan haruo tahara), work instruksion, prosedur, part list, service magazine
dan service later.
1. 5. Sistematika Penulisan
Untuk memperoleh gambaran yang jelas tentang isi dalam penulisan ini, maka dibuat
sistematika penulisan sebagai berikut :
- BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisikan latar belakang, permasalahan, tujuan penulisan, pembatasan
masalah, dan sistamatika penulisan, sehingga dapat memberikan gambaran
tentang penulisan.
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 9
- BAB II TEORI DASAR POMPA SENTRIFUGAL
Dalam bab ini membahas tentang teori dasar pompa sentrifugal dan jenis – jenis
pompa, klasifikasi pompa, karateristik pemompaan dan grafik hubungan pompa
sentrifugal.
- BAB III PERHITUNGAN POMPA SENTRIFUGAL
Bab ini membahas tentang komponen pompa sentrifugal dan descripsi dari
bagian – bagian pompa sentrifugal. Dan perhitungan kapasitas head pompa,
NPSH pompa dan metode – metode pemeliharaan pompa.
- BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
Bab penutup menyimpulkan semua isi dalam penulisan elemen mesin dengan
susunan bab : Kesimpulan dan Saran
- DAFTAR PUSTAKA
Berisi tentang referensi penulis saat mengerjakan tugas kuliah TEM dari berbagai
sumber.
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 10
BAB II
TEORI DASAR POMPA SENTRIFUGAL
2. 1. Deskripsi Pompa
Gaya gravitasi menyebabkan fluida cair mengalir dari suatu tempat yang relative
tinggi menuju ke tempat yang lebih rendah. Energi potensial merupakan energi yang
tergantung dalam suatu zat. Fluida cair pada tekanan tinggi memiliki energi potensial
yang relative lebih besar jika dibandingkan dengan fluida cair pada tekanan rendah.
Oleh karena itu fluida cair akan mengalir dari suatu tempat yang bertekanan tinggi ke
tempat yang bertekanan rendah. Berikut adalah ilustrasi gambar dari sifat fluida
mengalir.
Gambar 2.1. Sifat fluida mengalir
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
Sehingga pompa dapat di definisikan sebagai “suatu mesin yang digunakan untuk
tujuan memindahkan sejumlah fluida atau gas ke tempat yang lain”, pompa juga mampu
menambahkan energi kepada fluida cair. Dengan memasang pompa fluida cair akan
mampu di alirkan dari tempat yang rendah ke tempat yang relative lebih tinggi, selain
memindahkan fluida dari tempat yang rendah ke tempat yang relative tinggi pompa juga
bisa di pakai sebagai alat yang mensirkulasikan fluida pada suatu sistem ( misalnya
30 kg/cm2
10 kg/cm2
A
A B
B
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 11
fluida pendingin, pelumas, sistem pembangkit listrik tenaga uap yang bekeja kontinyu
pada suatu sistem.
2. 2. Klasifikasi Pompa
Type pompa memiliki dua katagori yaitu pompa Dinamik ( rotodinamik ) dan pompa
Positive displacement ( perpindahan positive ) berikut adalah diagram klasifikasi
pompa.
Gambar 2.2. Klasifikasi Pompa
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
Perputaran impeller pompa dinamik merubah energi kinetic menjadi kecepatan (
velocity ) dan tekanan untuk memompa fluida, terdapat dua jenis pompa dinamik
o Pompa Sentrifugal merupakan pompa yang sangat umum digunakan untuk
pemompaan air dalam berbagai penggunaan industri. Biasanya lebih dari 75% pompa
yang dipasang disebuah industri adalah pompa sentrifugal. Untuk alasan ini di bawah
akan dijelaskan lebih lanjut tentang pompa sentrifugal satu tahap ( single stage
centrifugal pump ).
o Pompa Dengan Efek Khusus terutama digunakan untuk kondisi khusus
dilokasi industri. Pompa yang memindahkan sejumlah fluida secara konstan di sebut
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 12
pompa positive displacement, pompa positive displacement pertama kali akan menarik
sejumlah volume fluida kedalam silinder dan kemudian memindahkan volume volume
fluida tersebut keluar silinder. Pompa positive displacement digunakan secara luas untuk
pemompaan fluida selain air, biasanya fluida kental. Pompa positive displacement
selanjutnya digolongkan berdasarkan cara perpindahanya.
o Pompa Reciprocating jika perpindahan dilakukan oleh maju
mundurnya jarum piston. Pompa Reciprocating hanya digunakan untuk cairan kental
dan pada sumur minyak
o Pompa Rotary jika perpindahan dilakukan oleh gaya putaran sebuah
gaer, cam atau baling – baling dalam sebuah ruangan bersekat pada casing yang tetap.
Pompa rotary selanjutnya digolongkan, gear dalam, gear luar, lobe, dan baling – baling
dorong dan lain – lain
Gambar 2.3. Pompa Sentrifugal dan Pompa Positive Displacement
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
Tidak seperti halnya pompa sentrifugal, pompa positive displacement merupakan
o Pompa Tekanan
o Mampu mempriming sendiri
o Beroprasi pada suction lift yang berkisar 6, 70 meter
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 13
2. 3. Karateristik Sistem Pemompaan
A. Tahanan Sistem ( Head )
Tekanan di definisikan sebagai gaya yang bekerja pada satuan luas unit, sementara
head merupakan ketinggian fluida. Tekanan diperlukan untuk memompa cairan
melewati system pada laju tertentu. Tekanan ini harus cukup tinggi untuk mengatasi
tekanan system, yang juga disebut “Head”. Head total merupakan jumlah dari head
statik dan head gesekan atau friksi
Head Static
Head statik merupakan perbedaan tinggi antara sumber dan tujuan dari cairan yang
dipompakan. Head statik merupakan aliran yang independen. Head statik pada tekanan
tertentu tergantung pada berat cairan dan dapat dihitung dengan persamaan berikut
Head statik terdiri dari :
o Head hisapan statis (hS) : dihasilkan dari pengangkatan fluida relative
terhadap garis pusat pompa. hS nilainya positive jika ketinggian fluida di atas garis
pusat pompa, dan negativ jika ketinggian fluida berada di bawah garis pusat pompa juga
di sebut “pengangkat hisapan”.
o Head pembuangan statis (hd) : jarak vertical antara garis pusat pompa dan
permukaan fluida dalam tanki tujuan.
o Head gesekan atau friksi (hf) : ini merupakan kehilangan untuk mengatasi
tahanan untuk mengalir dalam pipa dan sambungan – sambungan. Head ini tergantung
pada ukuran, kondisi dan jenis pipa, jumlah dan jenis sambungan, debit aliran dan sifat
dari cairan. Head gesekan atau friksi sebanding dengan kwadrant debit aliran. Loop
tertutup system sirkulasi hanya menampilkan head gesekan atau friksi bukan head statik.
B. Net Positive Suction Head ( NPSH )
NPSH mendefinisikan nilai suction head ( absolute ) dikurangi nilai head akibat
vapor pressure sebuah fluida cair. NPSH mendefinisikan nilai head minimum yang di
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 14
butuhkan pada suction pompa yang memungkinkan fluida cair masuk ke dalam pompa
tanpa mengalami penguapan. NPSH yang diperlukan (NPSHR) adalah hisapan pompa
yang diperlukan untuk menghindari kavitasi, dan merupakan karakteristik rancangan
pompa
NPSHR dapat diformulasikan sebagai berikut :
Sg fluida ; berat jenis fluida
C. Vapour Pressure
Ketika fluida cair menyerap panas yang cukup, gelembung uap akan terbentuk dan
terlepas dari permukaan fluida cair, phenomena ini disebut penguapan. Uap akan
mengeluarkan energi sebelum terlepas dari permukaan fluida cair. Vapour pressure
adalah tekanan yang dihasilkan uap yang terjebak didalam atau diatas fluida cair
tersebut.
Besar niali vapour sebuah fluida didapat dengan cara mengukur tekanan yang
dihasilkan oleh uap didalam container tertutup. Pada suhu kamar, gasoline memiliki
niali vapour pressure yang lebih tinggi dibandingkan dengan air. Oleh karenanya,
gasoline akan menguap terlebih dahulu sebelum air. Jika tekanan diterapkan diatas
fluida cair baik oleh sebuah gas atau uap, maka tekanan pada permukaan fluida cair
tersebut akan mampu mencegah terlepas atau terbentuknya uap air dari fluida tersebut.
Gambar 2.4. Liqiud ( Vapour Pressure )
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 15
Untuk menjaga agar fluida cair pada pompa tidak mengalami proses penguapan,
maka suction pressure absolute harus jauh lebih besar dibandingkan dengan nilai vapour
pressure dari fluida cair tersebut pada suhu itu.
D. Cavitations ( Kavitasi )
Kavitasi adalah phenomena terbentuknya dan pecahnya gelembung – gelembung uap
pada fluida cair. Kavitasi terjadi ketika pompa beroprasi mendekati nilai minimum
NPSH nya. Ketika kavitasi terjadi, beberapa bagian dari fluida cair akan berubah phasa
menjadi uap, jika ini terjadi pada suction line, gelembung uap tersebut akan terbawa
masuk kedalam impeller. Didaerah yang bertekanan tinggi disekitar rumah pompa,
gelembung – gelembung tersebut akan pecah kembali karena tekanan didaerah tersebut
dari nilai vapour pressurenya. Pecahnya gelembung uap ini akan menimbulkan
ketidakberaturan pada pergerakan fluida cair sehingga menghasilkan gaya yang mampu
melepaskan partikel – partikel metal pada permukaan yang dilaluinya. Pecahnya
gelembung uap dengan gaya yang begitu besar ini menghasilkan suara keras didalam
pompa, yang bisa menjadi indicator terjadinya kavitasi. Untuk meghindari terjadinya
kavitasi, NPSH yang tersedia harus ditingkatkan.
E. Grafik Hubungan Head dan Kapasitas
o Grafik hubungan antara head kapasitas dan pompa tunggal
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 16
o Grafik perbandingan Head dengan Kapasitas antara pompa tunggal dan pompa
parallel
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
o Grafik perbandingan hubungan Head dan Kapasitas antara pompa tunggal dengan
pompa seri
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 17
BAB III
PERHITUNGAN POMPA SENTRIFUGAL
3. 1. Pompa Sentrifugal
Ketika sebuah object benda diputar dalam gerak melingkar, benda tersebut akan
cenderung terlempar keluar pusat lingkaran.
Gambar 3. 1. Benda Melingkar
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
Satu cara untuk menembah energi cair cair adalah dengan memutar fluida tersebut
dalam arah melingkar. Gaya yang mengalibatkan sebuah object terlempar keluar dalam
gerak melingkar disebut gaya Sentrifugal
Bagian pompa yang memutar fluida cair disebut impeller, fliuda cair tersebut
mengalir melalui inlet pompa dan menuju titik pusat impeller, selanjutnya impeller
akan menggerakan fluida tersebut dalam gerak melingkar, fluida cair akan didorong dari
titik pusat menuju bagian terluar bibir impeller. Semakin cepat impeller berputar, akan
semakin cepat fluida cair bergerak. Impeller disusun dari rangkaian vanes atau blade,
yang berfungsi untuk mengarahkan fluida.
Jadi fungsi impeller pompa adalah mengubah energi mekanik yaitu putaran impeller
menjadi energi fluida ( zat cair ). Zat cair yang masuk pompa akan mengalami
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 18
pertambahan energi. Pertambahan energi zat cair mengakibatkan pertambahan head
tekan, head kecepatan, dan head potensial. Jumlah dari ketiga head tersebut dinamakan
head total. Head total pompa juga dapat didefinisikan sebagai selisih head total ( energi
persatuan berat ) pada sisi hisap pompa dengan sisi keluar pompa
Gambar 3. 2. Perubahan energi zat cair pada pompa
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
3. 2. Komponen Pompa Sentrifugal
Komponen – komponen pompa penting pada pompa sentrifugal adalah komponen
yang berputar dan komponen yang tetap. Komponen yang berputar terdiri dari poros dan
impeller, sedangkan komponen yang tetap adalah rumah pompa ( casing ), bantalan (
bearing ), dan komponen – komponen lain dapat dilihat pada ( Gambar 2. 3. Komponen
– komponen pompa ).
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 19
Gambar 3. 3. Konstruksi Pompa Sentrifugal
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
No Nama Bagian No Nama Bagian No Nama Bagian
011 Casing 101 Impeller 201 Rumah Bearing
009 Yoke 105 Impeller Lock 202 Tutup Bearing
020 Cincin Penyekat 111 Shaft / Poros 221 Ball Bearing
023 Cincin Perapat 112-1 Shaft Sleeve 229 Penopang
031 Packing Lock 121-1 Pasak 719 Penyangga
033 Packing 121-2 Pasak
122 Cincin Pelempar
131 Coupling
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 20
A. Impeller
Impeller merupakan cakram bulat dengan lintasan untuk aliran fluida yang sudah
terpasang, impeller biasanya terbuat dari perunggu, besi tuang ( cast iron ),
polycarbonate, stainless steel dan lain – lain. Sebagaimana kinerja pompa tergantung
pada jenis impellernya maka penting untuk memilih rancangan yang cocok dan
mendapatkan impeller dalam kondisi yang baik. Jumlah impeller menentukan jumlah
tahapan pompa. Pompa satu tahap ( single stage ) memiliki satu impeller dan sangat
cocok untuk layanan head ( tekanan ) rendah, pompa dua tahap memiliki dua impeller
yang terpasang secara seri untuk layanan head yang sedang, pompa multi tahap
memiliki impeller tiga atau lebih terpasang secara seri untuk melayani haed yang tinggi
impeller dapat digolongkan atas dasar ;
o Arah aliran utama dari sumbu putaran : aliran radial,aliran aksial dan aliran
campuran
o Jenis hisapan : hisapan tunggal dan hisapan ganda
o Bentuk atau konstruksi mekanis
Macam – macam jenis impeller adalah sebagai berikut :
o Impeller tertutup memiliki baling – baling yang ditutupi oleh mantel
(penutup) pada kedua sisinya. Biasanya digunakan untuk pompa air dimana
baling – baling seluruhnya mengurung air. Hal ini mencegah air dari sisi
pengiriman ke sisi penghisapan, yang akan mengurangi effisiensi pompa.
Dalam rangka untuk memisahkan ruang pembuangan dari ruang penghisapan
diperlukan sebuah sambungan yang bergerak diantara impeller dan wadah
pompa. Penyambungan ini dilakukan oleh cincin yang dipasang diatas bagian
penutup impeller arau bagiandalam permukaan silinder wadah pompa.
Kerugian pada jenis impeller tertutup ini adalah resiko yang tinggi terhadap
rintangan. Sebagai antisipasiperlu dipasang sebuah strainer pada suction
pompa.
o Impeller terbuka dan semi terbuka, memudahkan dalam pemeriksaan
impeller. Kemungkinan tersumbatnya kecil. Akan tetapi untuk menghindari
terjadinya penyumbatan melelui resirkulasi internal, volute dan back plate
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 21
pompa harus diatur secara manual untuk mendapatkan setelan impeller yang
benar.
o Impeller pompa berpusar / vortek cocok untuk bahan – bahan padat dan
berserabut, akan tetapi pompa ini 50% kurang effisien dari rancangan yang
konvensional.
Gambar 3. 4. Gambar 3. 5.
Semi open impeller. Impeller jenis tertutup dan terbuka
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
B. Casing / Rumah Pompa
Fungsi utama casing / rumah pompa adalah pada penghisapan dan pengiriman pada
ujung dan sehingga terbentuk tanki tekanan. Tekanan pada ujung penghisapan dapat
sekecil sepersepuluh tekanan atmosfer dan pada ujung pengiriman dapat duapuluh kali
tekenan atmosfer pada pompa satu tahap / single stage. Untuk pompa multi tahap / multi
stage perbedaan tekanannya jauh lebih tinggi. Casing dirancang untuk tahan paling
sedikit dua kali dari tekanan ini untuk menjamin batas keamanan yang cukup. Fungsi
casing yang kedua adalah memberikan media pendukung dan bantalan poros untuk
batang torak dan impeller. Oleh karena itu kasing pompa harus dirancang untuk
1. Memberikan kemudahan mengakses keseluruh bagian pompa untuk
pemeriksaan, perawatan, dan perbaikan
2. Membuat wadah anti bocor dengan memberikan kotak penjejal
3. Menghubungkan pipa – pipa hisapan dan pengiriman kef lens secara langsung
4. Mudah dipasang dengan mudah ke mesin penggerak ( motor listrik ) tanpa
kehilangan daya.
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 22
Gambar 3. 6. Casing Pompa Gambar 3. 7. Flexibility 360°
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
C. Back Plate ( Yoke )
Back plate terbuat dari logam dimana dengan casing membentuk kamar cairan untuk
fluida yang dijadikan tekanan
Gambar 3. 8. Back Plate ( Yoke )
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
D. Mechanical Seal
Koneksi antara batang motor shaft / pompa dan selubung pompa dilindungi oleh
suatu segel mekanik
E. Shroud and Legs
Kebanyakan jenis pompa dicoba dengan shroud and legs yang dapat disetel. Shroud
dibatasi dibatasi untuk meredam suara gaduh dan melindungi motor dari kerusakan
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 23
Gambar 3. 9. Shroud and Legs Pompa
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
F. Pump Shaft
Kebanyakan pompa mempunyai batang potongan yang ditempatkan dibatang motor
untuk menggabungkan tekanan, menghapuskan penggunaan keyways. Perakitan batang
potongan dapat di desain secara sederhana, sekalipun begitu masih menjamin
pengarahan metode untuk megurangi suara gaduh dan getaran. Untuk pompa sentrifugal
multi stage panjang batang pompa akan berbeda tergantung dari banyknya pendorong
yang digunakan.
Gambar 3. 10. Pump Shaft
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 24
G. Adaptor
Kebanyakan pompa dengan standart IEC motor elektrik. Koneksi antara motor dan
back plate dihubungkan dengan suatu adaptor dimana dengan standart IEC atau C –
frame motor elektronik.
Gambar 3. 11. Adaptor
Sumber : http://www.pdf-search-engine.com
Pompa sentrifugal di desain multi – stage digunakan agar tekanan tinggi masuk.
Pompa sentrifugal merupakan solusi efektif dalam masalah biaya. Pertama cairan
dipaksa menuju sebuah impeller oleh tekanan atmosfer, atau dalam hal jet pump oleh
tekanan buatan. Lalu diteruskan oleh baling – baling impeller meneruskan energi kinetik
ke cairan, sehingga menyebabkan cairan berputar. Cairan meninggalkan impeller pada
kecepatan yang tinggi. Impeller di kelilingi oleh volute casing atau dalam hal disebut
pompa turbin digunakan cincin diffuser stationer . prinsip kerja untuk pompa sentrifugal
multi – stage sama dengan pompa sentrifugal konvensional. Pompa sentrifugal multi –
stage konstan, walaupun beberapa impeller menaikan tekanan dari satu stage ke stage
lainya. Operasi pompa sentrifugal multi - stage sama dengan pompa sentrifugal
konvensional yang disusun secara seri.
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 25
3. 3. Spesifikasi Pompa Ebara 50 x 40 FSHA
Pada pompa jenis Ebara 50 x 40 FSHA spesifikasi yang tertera pada name plate
pompa sebagai berikut :
POMPA
Merek : EBARA
Type : 50 x 40 FSHA
Standart Suction Pipe : Ø 100 mm
Standart Discharge Pipe : Ø 100 mm
Cap flowrate : 0,7 m3 / minutes
Head Total : 28 Meter
Fluida Type : Water Base
ELECTRO MOTOR
Merek : Elektrim ( Class F )
Daya : 11 kW
Voltage : 380 Volt
Frekuensi : 50 – 60 Hz
Rpm : 2910 Rpm
3. 4. Perhitungan NPSH dan Head Total Pompa Ebara 50 x 40 FSHA
Instalasi pompa Ebara untuk menaikan air bersih dengan selisih permukaan antara
sisi isap dan sisi keluar pompa sepanjang 25 meter. Tekanan yang bekerja pada kedua
permukaan tersebut adalah tekanan atmosfir. Air dipompakan dengan kapasitas
0,7m3/menit melalui pipa baja dengan diameter dalam ( ID ) 100mm. panjang pipa
seluruhnya 40 meter dimana terdapat 5 buah belokan 90° ( R/D = 1 ). Pada ujung isap
katup pompa dipasang katup isap dengan saringan. HN = 28 m, n = 2910 untuk NPSH
kapasitas 100% dan 120% pada kapasitas efisiensi terbaik.
Mampukah pompa Ebara tersebut menaikan air bersih kedalam tendon air dengan
system instalasi pipa tanpa terjadi kavitasi
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 26
Pembuktian
Persamaan rumus dan grafik hubungan diambil dari teori “POMPA DAN
KOMPRESSOR” karangan “SULARSO dan HARUO TAHARA”
TOTAL HEAD PADA SISTEM PIPING
(1) Kerugian gesek untuk pipa lurus menurut pers 2.17 adalah :
Dengan : Q = 0,7 m3 / min = 0,01162 m3 / s
C diambil = 100 ( untuk pipa berumur / tua ) / bukan baru
D = 100 mm = 0,1 m
L = 40 m
Maka
Hasil ini juga dapat diperoleh dari persamaan gambar 2. 5 dimana untuk Q =
0,01167 m3/s dan D 100 mm, didapat hf = 40 m per 1000 m panjang pipa, atau hf
= 1,6 m untuk L= 40 m
(2) Kerugian pada satu belokan 90° menurut persamaan 2. 19
Dengan D/R = 1
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 27
Maka
Dan
(3) Kerugian pada katup isap dangan saringan
Dari table 2. 20, untuk diameter 100 mm diperoleh
(4) Head kecepatan keluar
(5) Head total system piping
Dari persamaan 2.6
Kesimpulan :
Spesifikasi pompa pada name plate masih bisa menaikan air dari bawah sampai
ke atas tendon air dan tidak mengalami kerugian flow / flow minimal masih
mampu dialirkan.
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 28
NPSH UNTUK KAPASITAS 100% DAN 120%
Dari Pers 1.7, kecepatan spesifik ns pada efisiensi terbaik adalah
Dari Gb. 2. 20, σ = 0,092 untuk ns = 200. Maka menurut Pers. 2.32, NPSH yang
diperlukan Hsv pada titik efisiensi terbaik adalah
HsvN = σHN = 0,092 x 28 = 2,58 meter
Dalam Gb. 2.21 untuk Q/QN = 1,2 Hsv/HsvN = 1,5
Jadi NPSH yang diperlukan pada titk 120% QN adalah :
Hsv = 1,5HsvN = 1,5 x 2,58 = 3,87 meter
3. 5. Metode Pemeliharaan Pompa Ebara 50 x 40 FSHA
Menurut standart operasional prosedur agar pompa yang terpasang tetap dalam
performa yang baik maka langkah – langkah pemeliharaan harus di perhatikan.
a. Melakukan pemeriksaan sebelum menjalankan pompa antara lain
- Membersihkan tadah isap dan pipa hisap
- Pemeriksaan system kelistrikan
- Pemeriksaan kelurusan pompa / aligment
- Pemeriksaan minyak pelumas bantalan
- Pemeriksaan dengan memutar poros
- Pemeriksaan pipa alat bantu
- Pemeriksaan katup sorong pada pipa isap
- Memancing
- Pemanasan / pendinginan awal
- Pemeriksaan arah putaran
- Penanganan katup awal pada waktu start
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 29
b. Pemeriksaan kondisi operasi
- Pembacaan manometer dan amperemeter
- Temperatur dan kebocoran pada kotak packing / mechanical seal
- Pemeriksaan getaran dan bunyi
- Pemeriksaan cakram pengimbang
- Cara menangani instrument
c. Penanganan untuk penghentian pompa
d. Penanganana pompa cadangan
e. Penanganan pompa yang tidak dipakai dalam jangka waktu lama
f. Pengelolaan
g. Overhaul
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 30
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN 1. KESIMPULAN
Sebuah pompa merupakan peasawat angkut yang bertujuan antara lain memindahkan
zat cair / fluida. Zat cair hanya mengalir bila terdapat perbedaan tekanan tertentu. Jadi
fungsi pompa untuk membangkitkan perbedaan tekanan tersebut. Sesuai dengan prinsip
kerjanya, pompa dibedakan dalm kelompok utama sebagai berikut : pompa desak,
pompa sentrifugal, pompa ulir, pompa aliran pusat dan berbagai macam pompa yang
lain, namun dalam penyusunan tugas elemen mesin ini saya membahas tentang pompa
sentrifugal jenis satu tahap.
Pompa sentrifugal mempunyai impeller untuk mengangkat zat cair dari tempat yang
rendah ketempat yang relatif tinggi. Head akan menarik zat cair karena daya dari luar
diberikan kepada poros pompa untuk memutar impeller didalam zat cair. Karena gaya
sentrifugal maka zat cair berputar menjauhi pusat lingkaran dari impeller dengan saluran
keluar diantara sudu – sudu impeller.
2. SARAN
Dengan memperhatikan keperluan dan kapasitas penggunaan pompa dan pemilihan
spesifikasi pompa yang tepat, akan memperoleh rancangan instalasi pompa yang benar
dan dengan metode – metode pemeliharaan pompa yang dan maintenance terhadap
pompa. Maka umur dari pompa / life time akan bertambah tanpa mengurangi performa
dari pompa tersebut.
Kemampuan pompa sentrifugal / kapasitas dari spesifikasi pompa juga sangat
dipengaruhi dari system instalasi pipa, oleh karena itu sangat disarankan oleh penulis
agar pemasangan awal pada perpipaan agar menghindari belokan yang terlalu banyak
sehingga tidak terlalu banyak mengalami kerugian gesek ( fiction loss ), dan
memperhatikan NPSH ( net positive suction head ) yang tersedia pada pompa agar tidak
mengalami kavitasi.
“HEAD TOTAL DAN NPSH PADA POMPA EBARA 50 X 40 FSHA”
UNIVERSITAS MERCU BUANA Page 31
DAFTAR PUSTAKA
1. http://www.pdf-search-engine.com
2. Pdf-search-engine./”pengetahuan jenis-jenis pompa dan system perpipaan”
3. Sularso, Haruo Tahara.1983. Pompa dan Kompressor “Pemilihan, Pemakaian, dan
Pemeliharaan”
4. Sunyoto.2008. Teknik Mesin Industri jilid1