Laporan Praktikum Pompa Sentrifugal 1j Fix.docx

MODUL POMPA SENTRIFUGAL Praktikum Unit Operasi 1

Oleh : Kelompok 1J

Dwiputra M. Zairin

1406531706

Ghina Marsya Naziha

1406608025

Manggala Pasca

1306409375

Melody Gita Mahardhika Oratmangun

1406531593

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2016

KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat karunia-Nya lah kami dapat menyelesaikan Laporan Praktikum UOP Modul Pompa Sentrifugal ini. Dalam penulisan laporan ini, pertama – tama kami ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada Dosen Penanggungjawab Modul Sirkuit Fluida, Prof Dr. Heri Hermansyah, ST., M.Eng, dan Asisten Laboratorium Praktikum Sirkuit Fluida, Rionelli Gaudeson, yang telah membimbing kami dalam melaksanakan praktikum. Di akhir kata, tim penulis memohon maaf jika dalam laporan ini terdapat kesalahan ataupun kata – kata yang tidak sesuai dengan hati dan pikiran pembaca. Tidak ada gading yang tak retak, begitu juga dengan laporan kami yang belum sempurna. Maka dari itu, kami mengharapkan adanya masukan dan kritik dari pembaca yang dapat memperbaiki makalah ini di kemudian hari. Semoga laporan kami bermanfaat, sehingga ilmu pengetahuan dan wawasan para pembaca menjadi bertambah setelah membaca makalah ini.

Jakarta, 4 November 2016

Praktikan

2|Page

DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 4 1.1 Tujuan Percobaan .................................................................................... 4 1.2 Teori Dasar ............................................................................................... 4 1.2.1 Klasifikasi Pompa ............................................................................... 4 1.2.2 Definisi Pompa Sentrifugal ................................................................. 5 1.2.3 Prinsip Kerja dan Penyusun Pompa Sentrifugal ................................. 6 1.2.4 Konversi Energi Kinetik ke Energi Tekanan .................................... 12 1.2.5 Parameter-parameter Pompa Sentrifugal .......................................... 13 BAB II PERCOBAAN ........................................................................................ 16 2.1 Peralatan dan Bahan.............................................................................. 16 2.1.1 Peralatan ............................................................................................ 16 2.1.2 Bahan ................................................................................................. 16 2.2 Variabel Praktikum .............................................................................. 16 2.3 Prosedur ................................................................................................. 16 BAB III DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN .............................. 18 3.1 Data Percobaan ...................................................................................... 18 3.1.1 Percobaan 1 Variasi Q pada RPM tetap ............................................ 18 3.1.2 Percobaan 2. Variasi RPM pada Q tetap ........................................... 19 3.2 Pengolahan Data ..................................... Error! Bookmark not defined.20 3.2.1 Percobaan 1. Variasi Q pada RPM tetap ........................................... 20 3.2.2 Percobaan 2. Variasi RPM pada Q tetap ........................................... 21 3.3 Grafik Hubungan Parameter ................. Error! Bookmark not defined.22 3.3.1 Percobaan 1 ....................................................................................... 22 3.3.2 Percobaan 2 ....................................................................................... 23 BAB IV ANALISA DATA .................................................................................. 25 4.1 Analisis Peralatan dan Bahan ............................................................... 25 4.2 Analisis Prosedur .................................................................................. 25 4.3 Analisis Data dan Grafik ....................................................................... 26 4.4 Analisis Kesalahan ................................................................................. 27 KESIMPULAN .................................................................................................... 28 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 29

3|Page

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Tujuan Percobaan Tujuan percobaan ini ialah: 1. Mengetahui apa saja parameter kinerja pompa sentrifugal 2. Mengetahui hubungan-hubungan parameter yaitu energi pompa (BHP), enegi fluida (FHP), efisiensi, head, dan kecepatan spesifik, agar dapat mengoperasikan pompa pada kondisi optimum, baik dari segi penggunaan energi maupun segi keamanan. 1.2 Teori Dasar Ada banyak macam – macam pompa salah satu contoh tipe pompa yang banyak dipakai baik di industri maupun di rumah tangga adalah pompa sentrifugal (centrifugal pump), yang merupakan jenis pompa dinamik. Pompa sentrifugal adalah pompa yang menaikkan air atau cairan dari permukaan yang rendah ke permukaan yang lebih tinggi dengan gaya sentrifugal. Pompa ini banyak dipergunakan untuk memompa bermacam-macam fluida cair, misalnya: air, minyak, baha bakar cair dan sebagainya. Kinerja (performance) pompa

ini

bergantung

pada

parameter

perancangan

dan

parameter

pengoperasiannya. Beberapa parameter tersebut adalah energi pompa (BHP), energi fluida (FHP), efisiensi, head, dan kecepatan spesifik. 1.2.1 Klasifikasi Pompa Pompa dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori besar (sesuai bagan berikut), yaitu: 1. Pompa perpindahan positif (positive displacement pump) 2. Pompa kinetis 3. Pompa open screw

4|Page

Gambar 1.1 Klasifikasi Pompa 1.2.2 Definisi Pompa Sentrifugal Pompa ini digerakkan oleh motor. Daya dari motor diberikan pada poros pompa untuk memutar impeler yang dipasangkan pada poros tersebut. Akibat dari putaran impeler yang menimbulkan gaya sentrifugal, maka zat cair akan mengalir dari tengah impeler keluar lewat saluran di antara sudu-sudu dan meninggalkan impeler dengan kecepatan yang tinggi. Zat cair yang keluar dari impeler dengan kecepatan tinggi kemudian melalui saluran yang penampangnya semakin membesar yang disebut volute, sehingga akan terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan. Jadi zat cair yang keluar dari flens keluar pompa head totalnya bertambah besar. Sedangkan proses pengisapan terjadi karena setelah zat cair dilemparkan oleh impeller, ruang diantara sudu-sudu menjadi vakum, sehingga zat cair akan terisap masuk. Selisih energi persatuan berat atau head total dari zat cair pada flens keluar dan flens masuk disebut sebagai head total pompa. Sehingga dapat dikatakan bahwa pompa sentrifugal berfungsi mengubah energi mekanik motor menjadi energi aliran

5|Page

fluida. Energi inilah yang mengakibatkan pertambahan head kecepatan, head tekanan dan head potensial secara kontinu. Sekarang ini pemakaian pompa sentrifugal sangat banyak digunakan dan telah berkembang sedemikian maju sehingga banyak menggantikan pemakaian pompa-pompa lain. Keterangan: A = Shaft B = Impeller/ Blades C = Stationary casing E = Discharge Nozzles

Gambar 1.2 Pompa Sentrifugal Tampak Depan

Gambar 1.3 Pompa Sentrifugal Tampak Samping 1.2.3 Prinsip Kerja dan Penyusun Pompa Sentrifugal Pompa sentrifugal terdiri dari komponen rotasi, bagian penutup pompa atau sering disebut sebagai casing yang digunakan untuk memberi energi ke fluida dengan gaya sentrifugal. Suatu pompa memiliki dua bagian penting yaitu, rotating element (komponen rotasi) yang terdiri dari impeller dan shaft, dan stationary element (komponen utama) yang terdiri dari casing (volute atau solid), stuffing box, dan bearings. Pompa sentrifugal beroperasi menggunakan energi kinetik untuk memindahkan fluida menggunakan impeller dan casing pompa yang circular. Impeller akan memproduksi kecepatan pada fluida dan casing memberi gaya pada

6|Page

liquid keluar melalui discharge dari pompa untuk mengubah energi kecepatan ke energi tekanan. Perubahan energi ini terjadi pada dua bagian penting yaitu impeller dan volute atau ”diffuser” yang merupakan ”casing pump”. Fluida memasuki pompa melalui bagian tengah impeller dan fluida mengalir ke outside diameter dengan gerakan rotasi dari impeller. Baling-baling pada impeller semakin besar dari tengah impeller yang menunjukkan bahwa kecepatan akan semakin menurun dan akan meningkatkan tekanan. Hal ini menyebabkan pompa sentrifugal menghasilkan aliran yang kontinu pada tekanan tinggi.

Gambar 1.4 Arah Aliran dalam Pompa Sentrifugal

7|Page

Berikut ini adalah penampang pompa sentrifugal :

Gambar 1.5 Komponen Pompa Sentrifugal Komponen-komponen

penyusun

sebuah

pompa

sentrifugal

dapat

digolongkan menjadi dua jenis komponen, yaitu: 1. Komponen statis Komponen statis pada pompa sentrifugal antara lain adalah: 

Casing pompa

Casing merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffuser (guide vane), inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage). Tekanan pada ujung penghisapan dapat sekecil sepersepuluh tekanan atmosfir dan pada ujung pengiriman dapat dua puluh kali tekanan atmosfir pada pompa satu

8|Page

tahap. Untuk pompa multi- tahap perbedaan tekanannya jauh lebih tinggi. Jenis casing pompa antara lain : a. Volute Casing

Gambar 1.6 Volute Casing Volute casing, dapat menghasilkan head yang cukup besar; adapun circular casings umumnya digunakan untuk aliran denganhead yang rendah akan tetapi memiliki kapasitas yang cukup besar. Bentukan volute dilukiskan sebagai corong yang berliku seperti thrombone dengan luasan area yang semakin besar pada ujung discharge-nya seperti terlihat pada gambar di atas. Dengan makin besarnya luas permukaan penampang volute, maka volute berfungsi sebagai difuser yang mengubah kecepatan fluida yang mengalir menjadi tekanan. 

Bearing

Bearing (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. 

Packing

Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing pompa melalui poros, biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

9|Page



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. 

Mechanical Seal

Gambar 1.7 Mechanical Seal Mechanical Seal adalah koneksi antara batang motor shaft/pompa dan selubung pompa dilindungi oleh suatu segel mekanik. 

Back Plate

Gambar 1.8 Back plate Back plate terbuat dari logam dimana dengan kasing pompa membentuk kamar cairan untuk fluida untuk dijadikan tekanan.

10 | P a g e



Adaptor

Gambar 1.9 Adaptor Kebanyakan pompa dilengkapi dengan suatu standar IEC motor elektrik. Koneksi antara motor dan back plate dihubungkan oleh suatu adaptor dimana sesuai dengan standar IEC atau C-frame motor elektronik. 2. Komponen berputar 

Eye of Impeller

Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

Gambar 1.10 Eye of impeller dan impeller blade 

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.

11 | P a g e

Gambar 1.11 Jenis impeller 

Vane

Sudut dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller. 

Shaft (poros)

Shaft poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya. 

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.

Gambar 1.12 Shaft sleeve 1.2.4 Konversi Energi Kinetik ke Energi Tekanan Energi yang dihasilkan oleh gaya sentrifugal adalah energi kinetik. Jumlah energi yang diberikan ke liquid adalah sebanding dengan kecepatan yang dihasilkan impeller. Kecepatan tinggi impeller yang berputar hingga menghasilkan kecepatan yang tinggi pada fluida dan energi yang besar pula pada fluida. energi kinetik yang dihasilkan impeller adalah karena adanya Resistance pada aliran. Resistance pertama, yaitu pada volute (casing) yang menahan liquid sehingga mengalirnya

12 | P a g e

lambat. Pada discharge nozzle, kecepatan liquid menurun dan kecepatannya diubah ke tekanan sesuai dengan prinsip Bernoulli. 𝑃 𝑉2 −𝑑𝑊𝑎0 ∆ ( + 𝑔𝑧 + ) = −𝐹 𝜌 2 𝑑𝑚 1.2.5 Parameter-parameter Pompa Sentrifugal Parameter-paramater dalam pompa sentrifugal antara lain : kapasitas, BHP, FHP, efisiensi head, dan kecepatan spesifik. 

Kapasitas 3.1 Kapasitas berarti laju alir diamna cairan digerakkan atau didorong

oleh pompa hingga mencapai titik yang diinginkan pada proses. Biasanya diukur dalam satuan gallons per menit (gpm) atau meter kubik per jam (m3/hr). Kapasitas bergantung pada beberapa faktor seperti: 𝑄 = 449 × 𝑉 × 𝐴 Q = kapasitas dalam gpm V = kecepatan lairan dalam ft/sec A = luas pipa dalam ft2 

Head

Istilah head yang sama juga digunakan untuk mengukur energi kinetic yang dihasilkan oleh pompa. Dengan kata lain, head merupakan pengukuran tinggi dari kolom cairan yang dapat dihasilkan pompa dari energi kinetik yang diberikan pada cairan. Misalnya suatu pipa ‘menembakkan’ air tegak lurus ke atas, maka tinggi air yang naik ke atas merupakan head-nya. Pengukuran head bergantung pada berat dari cairan dengan hubungan sebagai berikut: 𝐻𝑒𝑎𝑑(𝑓𝑡) =

13 | P a g e

𝑃(𝑝𝑠𝑖) × 2.31 𝑠𝑔



Brake Horse Power (BHP)

Kerja yang dihasilkan oleh pompa merupakan fungsi dari total head dan berat dari cairan yang dipompa pada periode tertentu. 𝑊𝐻𝑃 =

𝑄 × 𝐻𝑇 × 𝑠𝑔 3960

𝐵𝐻𝑃 =

𝑄 × 𝐻𝑇 × 𝑠𝑔 3960 × 𝐸𝑓𝑓

Q

= Kapasitas dalam gpm

HT

= Diferensial Head total dalam fee

Sp.Gr = Specific Gravity dari cairan Eff.

= Efisiensi pompa

BHP atau input ke pompa lebih besar dari WHP atau output karena hydraulic dan mechanical losses yang terjadi pada pompa. Efisiensi pompa merupakan rasio dari kedua nilai ini : 𝜂= 

𝑊𝐻𝑃 𝐵𝐻𝑃

Net Positive Suction Head (NPSH)

NPSH yang tersedia (NPSH available, NPSHa) merupakan tekanan berlebih dari cairan dalam feet absolute diatas tekanan uapnya saat tiba di suction pompa, untuk meyakinkan bahwa pompa yang dipilih tidak terkavitasi. NPSH a harus selalu lebih besar dari NPSHr agar pompa dapat beroperasi dengan benar, biasanya setidaknya 2 atau 3 feet NPSH ekstra yang tersedia. 

Kurva Perfomansi Pompa

Kurva performansi bermanfaat untuk menggambarkan beberapa parameter unjuk kerja dari pompa yang antara lain: 1. Besarnya head terhadap flow rate 2. Besarnya efisiensi terhadap flow rate 3. Besarnya daya yang dibutuhkan terhadap flow rate

14 | P a g e

4. Besarnya NPSHr terhadap flow rate 5. Besarnya minimum stable continuous flow

Gambar 1.13 Kurva perfomansi yang menunjukkan pengaluran data-data head, flow rate, efisiensi

15 | P a g e

BAB II PERCOBAAN 2.1 Peralatan dan Bahan Dari percobaan ini maka digunakan alat dan bahan sebagai berikut 2.1.1 Peralatan  Satu set Pompa Sentrifugal 

Satu Motor Penggerak



Satu Stroboscope

2.1.2 Bahan  Air 2.2

Variabel Praktikum Pada praktikum ini dikenal variabel tetap dan variabel bebas. Pada

percobaan pertama variabel tetapnya adalah putaran (rpm) dan variabel bebasnya debit aliran sedangkan pada percobaan kedua variabel tetapnya debit aliran dan variabel bebasnya putaran (rpm) 2.3 Prosedur Adapun prosedur percobaan dalam praktikum kami dibagi menjadi dua yaitu: Menentukan hubungan rpm, flowrate dan P dengan variasi putaran kecepatan motor a. Menvariasikan putaran dari 1100, 1200, 1300 ,1400, 1500 pada masingmasing tiap putaran dengan laju alir sebagai berikut 4,6,8,10,12,16 L/s b. Membaca P1 dan P2 yang terukur pada manometer c. Membaca nilai torsi dengan menggunakan stroboscope d. Mentabelkan data-datanya dan plot dalam satu grafik P terhadap flowrate pada beberapa rpm. Menentukan hubungan rpm, flowrate dan P dengan variasi debit aliran a. Menvariasikan debit aliran dari 4, 10, 16 pada masing- masing tiap putaran dengan laju alir sebagai berikut 1100, 1200, 1300, 1400, 1500 b. Membaca P1 dan P2 yang terukur pada manometer c. Membaca nilai torsi dengan menggunakan stroboscope 16 | P a g e

d. Mentabelkan data-datanya dan plot dalam satu grafik P terhadap flowrate pada beberapa rpm.

17 | P a g e

BAB III DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN 3.1 Data Percobaan Data yang didapat dari percobaan sebagai berikut: 3.1.1 Percobaan 1: Variasi Q pada RPM Tetap Q

Torsi (lbf-

P1 (in

P2

in)

H2O)

(oz/in2)

4

11

1

2,6

6

11,3

0,5

2,6

8

12

0

2,5

12,3

-1

1,5

12

11,8

-2

1,5

16

12,9

-5

0,9

4

10,1

1

2,9

6

10,8

0,5

2,5

8

10,2

0

2,3

10,7

-0,5

2,1

12

10,9

-2

1,9

16

11,1

-4,5

1,4

4

8,6

1

3,4

6

8,2

0,5

3

9,3

0

2,9

10,2

-1

2,6

12

7,9

-2

2,4

16

9,8

-5

2,1

4

6,4

0,5

3,9

7,5

0

3,7

7,4

0

3,6

8,3

-1

3,4

(gpm)

10

10

RPM

1100

1200

8 10

1300

6 8 10

18 | P a g e

1400

12

7,5

-2

3,1

16

8,7

-5

2,5

4

4,3

1

4,5

6

4,6

0

4,3

5,2

0

4,1

5,4

-1

3,9

12

5,6

-2

3,8

16

6

-5

3,1

8 10

1500

3.1.2 Percobaan 2: Variasi RPM pada Q Tetap Q

4

10

16

19 | P a g e

ΔP

RPM

Torsi

P1

P2

1100

7,3

0,5

2,1

0,13125

1200

6,5

0,5

2,8

0,175

1300

6,9

1

2,9

0,18125

1400

5,3

1

3,6

0,225

1500

5,2

1

4,6

0,2875

1100

9,7

-1,5

1,8

0,1125

1200

8,8

-1

2,4

0,15

1300

8,2

-1

2,8

0,175

1400

8,5

-1

3,4

0,2125

1500

7,7

-1

4,5

0,28125

1100

12

-5

1

0,0625

1200

11,7

-5

1,7

0,10625

1300

11,4

-5

2,1

0,13125

1400

11

-5

2,5

0,15625

1500

10,2

-5

2,9

0,18125

(psia)

3.2 Pengolahan Data Pengolahan data dilakukan dengan menghitung nilai – nilai BHP dan η. 3.2.1 RPM

P1 (in

P1

P2

P2

ΔP

torsi

BHP

ΔHead

Efisiensi

H2O)

(psia)

(oz/in2)

(psia)

(psia)

(lbf.in)

(hp)

(ft)

(η)

4

1

1

0,0361

0,1625

0,1263

11

0,2943

0,1918

0,2913

0,15337

6

1

0,5

0,0180

0,1625

0,1444

11,3

0,5045

0,1971

0,3330

0,25596

8

0

0

0,000

0,1562

0,1562

12

0,7277

0,2093

0,3602

0,34766

10

-1

-1

-0,0361

0,0937

0,1298

12,3

0,7561

0,2145

0,2994

0,35241

12

-1,5

-2

-0,0722

0,0937

0,1660

11,8

1,1598

0,2058

0,3827

0,56344

16

-2

-5

-0,1806

0,0562

0,2368

12,9

2,2067

0,2250

0,5461

0,98061

4

1

1

0,0361

0,1812

0,1451

10,1

0,3379

0,1922

0,3344

0,17584

6

1

0,5

0,0180

0,1562

0,1381

10,8

0,4827

0,2055

0,3186

0,23487

8

1

0

0,000

0,1437

0,1435

10,2

0,6695

0,1941

0,3314

0,34493

10

-0,5

-0,5

-0,0180

0,1312

0,1493

10,7

0,8693

0,2036

0,3442

0,42693

12

-1

-2

-0,0722

0,1187

0,1910

10,9

1,3344

0,2074

0,4403

0,64333

16

-1

-4,5

-0,1625

0,0875

0,2500

11,1

2,3295

0,2112

0,5765

1,10281

4

0

1

0,0361

0,2125

0,1763

8,6

0,4107

0,1772

0,4066

0,23167

6

1

0,5

0,0180

0,1875

0,1694

8,2

0,5918

0,1690

0,3906

0,35012

8

0

0

0,000

0,1812

0,1812

9,3

0,8442

0,1917

0,4178

0,44031

10

-0,8

-1

-0,0361

0,1625

0,1986

10,2

1,1564

0,2102

0,4579

0,54994

12

-2

-2

-0,0722

0,15

0,2222

7,9

1,5528

0,1628

0,5124

0,95342

16

-6

-5

-0,1806

0,1312

0,3118

9,8

2,9053

0,2020

0,7190

1,43803

4

1

0,5

0,0180

0,2437

0,2256

6,4

0,5255

0,1420

0,5203

0,36989

6

1

0

0,000

0,2312

0,2312

7,5

0,8078

0,1665

0,5331

0,48514

8

0

0

0,000

0,225

0,225

7,4

1,048

0,1642

0,5187

0,63787

10

-1

-1

-0,0361

0,2125

0,2486

8,3

1,4475

0,1842

0,5732

0,78553

12

-2

-2

-0,0722

0,1937

0,2660

7,5

1,8584

0,1665

0,6132

1,11610

16

-2

-5

-0,1806

0,1562

0,3368

8,7

3,1382

0,1931

0,7767

1,62472

4

1

1

0,0361

0,2812

0,2451

4,3

0,5708

0,1022

0,5651

0,55809

Q

1100

1200

1300

1400

1500

Percobaan 1. Variasi Q pada RPM tetap WHP

̅̅̅̅̅̅ 𝐵𝐻𝑃

0,2073

0,2023

0,1855

0,1694

20 | P a g e

0,1233

6

0

0

0,000

0,2687

0,2687

4,6

0,9388

0,1094

0,6196

0,85797

8

0

0

0,000

0,2562

0,2562

5,2

1,1935

0,1236

0,5908

0,96490

10

-1

-1

-0,0361

0,2437

0,2798

5,4

1,6295

0,1284

0,6452

1,26854

12

-2

-2

-0,0722

0,2375

0,3097

5,6

2,1641

0,1332

0,7141

1,62458

16

-4

-5

-0,1806

0,1937

0,3745

6

3,4876

0,1427

0,8631

2,44354

WHP

BHP

̅̅̅̅̅̅ 𝐵𝐻𝑃

3.2.2. Percobaan 2 Variasi RPM pada Q tetap Q

4

10

16

torsi

P1 (in

P1

P2

P2

ΔP

Δhead

Efisien

(lbf.in)

H2O)

(psia)

(oz/in2)

(psia)

(psia)

(ft)

si (η)

1100

7,3

0,5

0,0180

2,4

2,1

0,1312 0,1131 0,2635

0,2609

2,0699

1200

6,5

0,5

0,0180

2,7

2,8

0,175 0,1569 0,3654

0,3618

2,9547

1300

6,9

1

0,0361

3,1

2,9

0,1812 0,1451 0,3379

0,3345

2,3759

1400

5,3

1

0,0361

4

3,6

0,225 0,1888 0,4398

0,4354

3,7380

1500

5,2

1

0,0361

4,8

4,6

0,2875 0,2513 0,5854

0,5795

4,7326

1100

9,7

-1,5

-0,054

1,6

1,8

0,1125 0,1666

0,970

0,3843

5,7354

1200

8,8

-1

-0,036

2,3

2,4

0,15 0,1861 1,0836

0,4291

6,4709

1300

8,2

-1

-0,036

2,9

2,8

0,175 0,2111 1,2292

0,4867

7,2712

1400

8,5

-1

-0,036

3,3

3,4

0,2125 0,2486 1,4475

0,5732

7,6705

1500

7,7

-1

-0,036

3,9

4,5

0,2812 0,3173 1,8478

0,7317

10,088

1100

12

-5

-0,180

1

1

0,0625 0,2431 2,2649

0,5605

10,819

1200

11,7

-5

-0,180

1,9

1,7

0,1062 0,2868 2,6724

0,6614

12,002

1300

11,4

-5

-0,180

1,5

2,1

0,1312 0,3118 2,9053

0,7190

12,362

1400

11

-5

-0,180

2,5

2,5

0,1562 0,3368 3,1382

0,7767

12,850

1500

10,2

-5

-0,180

3

2,9

0,1812 0,3618 3,3711

0,8343

13,888

RPM

21 | P a g e

0,12693

0,17552

0,23077

3.3 Grafik Hubungan Parameter 3.3.1 Percobaan 1 Hubungan antara Perubahan Laju Alir terhadap Torsi Pompa 14 12

Torsi Pompa

10 RPM = 1100

8

RPM = 1200 6

RPM = 1300 rpm = 1400

4

RPM = 1500

2 0 0

5

10

15

20

Laju Alir

Hubungan antara Peningkatan RPM terhadap Rata-rata BHP 0.25

BHP Rata-rata

0.2 0.15

y = -0.0002x + 0.4387 R² = 0.8825

BHP Terhadap RPM

0.1 Linear (BHP Terhadap RPM)

0.05 0 0

500

1000

RPM

22 | P a g e

1500

2000

Hubungan antara peningkatan Laju Alir terhadap Efisiensi Pompa 3 2.5

Efisiensi

2 RPM = 1100 RPM = 1200

1.5

RPM = 1300 1

RPM = 1400 RPM = 1500

0.5 0 0

5

10

15

20

Q (gpm)

3.3.2 Percobaan 2  Hubungan antara Penurunan Tekanan terhadap RPM 0.4 0.35

0.3

ΔP

0.25 0.2

Q=4

0.15

Q = 10 Q = 16

0.1 0.05 0 0

500

1000

RPM

23 | P a g e

1500

2000



Hubungan antara Penurunan Tekanan terhadap BHP 0.4 0.35 0.3

ΔP

0.25 0.2

Q = 4 gpm

0.15

Q = 10 gpm

Q = 16 gpm

0.1 0.05 0 0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

RPM



Hubungan antara Efisiensi terhadap BHP 16 14

Efisiensi

12 10 8

Q = 4 gpm

6

Q = 10 gpm Q = 16 gpm

4 2 0 0

0.05

0.1

0.15

BHP

24 | P a g e

0.2

0.25

0.3

BAB IV ANALISIS 4.1 Analisis Peralatan dan Bahan Terdapat beberapa alat yang digunakan dalam percobaan ini, antara lain pompa sentrifugal, motor penggerak, torque meter, dan stroboscope. Pompa sentrifugal adalah alat yang diukur parameternya dan dicari hubungan antar parameter-parameter tersebut. Torque meter berfungsi untuk mengukur torsi. Prinsip kerjanya adalah stroboscope akan menembakkan lampu yang berkedip dengan frekuensi kedipan yang sama dengan frekuensi dari kecepatan putar sehingga seolah-olah mesin yang berputar terlihat diam. Pada mesin yang terlihat diam ini, akan ada skala torsi yang dapat dibaca dalam satuan lbf-inch. Motor penggerak adalah sumber daya untuk menggerakan impeller pompa. Stroboscope digunakan untuk memudahkan praktikan membaca torque meter dengan memperlambat kecepatannya. Adapun fluida yang digunakan dalam praktikum ini adalah air, karena memiliki tingkat pengotor yang rendah. 4.2 Analisis Prosedur Pada percobaan Pompa Sentrifugal dilakukan variasi Q (flowrate) sebanyak tiga variasi dna variasi RPM sebanyak lima variasi. Dari dua percobaan yang telah dilakukan, didapat data P1 dan P2 yang digunakan untuk menghitung ΔP. Dari percobaan tersebut didapat hubungan antara flowrate (Q) dan perbedaan tekanan untuk tiap nilai RPM berbeda. Selain itu, didapat juga hubungan RPM dan tekanan untuk nilai flowrate yang berbeda. Pada kedua percobaan, nilai torsi (τ) juga diukur untuk tiap variasi flowrate (Q) dan rpm. Dari percobaan ini, dapat diketahui hubungan antara torsi (τ) dan perbedaan tekanan (ΔP) untuk tiap nilai flowrate dan rpm yang berbeda. Dalam percobaan ini, flowrate dan RPM diatur agar BHP tetap. Untuk mendapatkan nilai BHP yang tetap, nilai RPM yang naik harus diikuti dengan nilai torsi yang turun. Namun, agar BHP tetap, nilai RPM dengan torsi tertentu sulit didapat. Pada percobaan, pompa harus dihidupkan setelah tangki terisi air yang cukup agar tidak tejadi kavitasi pada pompa. Laju alir (Q) dikendalikan dengan needle valve dengan satuan gallon per minute (gpm). Kecepatan putaran (rpm) dikendalikan dengan motor penggerak dan diukur menggunakan tachometer. Perbedaan tekanan yang terjadi akan terbaca pada pressure gauge. Dari data yang didapat, yaitu RPM, laju alir, torsi, dan perubahan tekanan, praktikan dapat menghitung

nilai parameter-parameter dan hubungan parameter tersebut dengan kinerja pompa. Parameter yang dimaksud meliputi BHP, FHP, dan efesiensi pompa.

4.3 Analisis Data dan Grafik Pada kedua percobaan didapatkan nilai P2 lebih besar dibandingkan P1. Hal ini disebabkan oleh fluida yang mendapat tambahan energy dari pompa, sehingga kecepatan dan tekanan fluida tersebut naik. Semakin tinggi laju alir, maka pressure drop yang didapat akan semakin kecil. hal ini disebabkan karena tekanan fluida pada discharge (P2) menjadi lebih kecil saat Q besar. Tekanan discharge yang kecil saat Q besar, disebabkan oleh energi dari impeller (tekanan) per waktu yang didapat fluida saat Q besar lebih kecil jika dibanding saat Q kecil. Selain itu, makin besar nilai RPM (semakin cepat putaran), pressure drop juga akan semakin meningkat. Hal tersebut dikarenakan semakin besar RPM, semakin banyak energi yang diberikan pompa kepada fluida, sehinga semakin besar tambahan tekanan yang didapat fluida, maka pressure drop juga akan meningkat. Pada data yang didapat, dapat juga terlihat bahwa semakin tinggi laju alir, efisiensi pompa akan semakin meningkat. Hal tersebut dikarenakan efisiensi berbanding lurus dengan FHP dan FHP juga berbanding lurus terhadap laju alir. Dari data yang didapat dari percobaan pula, dapat terlihat bahwa semakin tinggi laju alir, maka semakin besar pula torsi yang bekerja pada pompa. Adapun torsi ialah perkalian antara beban dan panjang lengan beban, Sehingga semakin tinggi alju alir, semakin besar pula beban yang harus diputar oleh impeller pompa. Oleh karena itu, pada laju alir dan BHP yang sama, RPM yang paling kecil akan memiliki nilai torsi terbesar. Setelah dilakukan pengolahan data, dapat dilihat bahwa pada percobaan 2, semakin besar nilai RPM, akan menghasilkan nilai BHP dan FHP yang besar pula. Sedangkan pada percobaan 1, nilai BHP hanya mengalami peningkatan seiring meningkatnya laju alir dan tidak mengalami peningkatan jika RPM ditingkatkan. Adapun BHP adalah energi per satuan waktu atau daya yang diberikan impeller pompa ke fluida, dan FHP adalah energi per satuan waktu atau daya yang diterima fluida dari pompa. Dari grafik Efisiensi vs BHP yang didapatkan, terlihat bahwa pada percobaan 2 efisiensi paling tinggi diperlihatkan oleh pompa ketika RPM bernilai 1100 dan BHP bernilai 0,25, serta pada laju alir yang tinggi. Hal ini disebabkan laju alir berbanding lurus dengan FHP dan FHP

26 | P a g e

berbanding lurus dengan efisiensi. Maka, jika FHP meningkat dibandingkan BHP, efisiensi akan maksimal. Dari grafik Efisiensi vs BHP, terlihat bahwa efisiensi tertinggi didapat saat operasi dilakukan dengan laju alir yang rendah (8 gpm). Hal ini disebabkan, pada laju alir rendah, beban kerja pompa pun rendah sehingga efisiensi pompa dapat lebih baik (lebih banyak energi yang dapat diberikan pompa ke fluida per satuan waktu). Efisiensi maksimal didapat saat BHP minimal dan FHP maksimal. Pada grafik ΔP vs BHP pula, terlihat bahwa ΔP terbesar didapat ketika operasi dilakukan dengan laju alir yang tinggi (16 gpm). Energi dari impeller per waktu yang di dapat fluida saat Q rendah akan lebih kecil dibandingkan jika Q bernilai besar. Oleh karena itu, pada Q besar, tekanan fluida di discharge pompa akan menjadi lebih besar, sehingga pressure drop juga akan meningkat. 4.4 Analisis Kesalahan Selama percobaan berlangsung, terdapat beberapa hal yang menyebabkan kurang presisi dan akuratnya data yang dapatakan oleh praktikan. Hal tersebut dapat dilihat dari nilai efektivitias pompa yang sangat kecil. Beberapa faktor yang menyebabkan hal tersebut antara lain, (1) Saat pembacaan torsi, praktikan kesulitan dalam melihat dan menentukan mana torsi yang sudah sesuai, (2) Kesalahan dalam pembacaan nilai tekanan juga dapat terjadi selama percobaan berlangsung. Selain itu, terdapat kesalahan-kesalahan lain yang terjadi akibat kurang telitinya praktikan dalam mengolah data sehingga data yang didapatkan dari perhitungan tidak sesuai dengan teori yang ada.

27 | P a g e

KESIMPULAN Dari kedua percobaan yang dilakukan, dapat ditarik beberapa kesimpulan, yaitu: 1. Terdapat beberapa parameter yang sangat berpengaruh terhadap kerja pompa sentrifugal, antara lain energy popma (BHP), energi fluida (FHP), efisiensi, dan head.

2. Pada saat N tetap : 

Semakin banyak putaran pada impeller dengan Q yang tetap, maka torsi yang dihasilkan besar sehingga energi pompa (BHP) yang dibutuhkan juga besar.



Meningkatnya laju alir akan menaikan efisiensi sampai titik maksimum lalu efisiensi akan cenderung turun, namun hasil yang praktikan dapatkan efisiensi terus naik hal ini dikarenakan kesalahan yang sudah dijelaskan pada analisis kesalahan.

3. Pada saat Q tetap : 

Jika energi kinetik fluida yang dihasilkan besar, maka hasil tekanan akibat konversi energi kinetik juga akan besar.



Semakin besar BHP maka ΔP yang dihasilkan juga akan besar, hal ini dikarenakan saat putaran impeller cepat energi kinetik yang terkonversi menjadi energi tekanan besar.

4. Karena adanya gesekan antara impeller dengan fluida ada sebagian energi yang terbuang. Namun, energi lain yang diterima fluida digunakan untuk menaikkan tekanan dan mengatasi tahanan-tahanan yang terdapat pada saluran yang dilalui.

28 | P a g e

DAFTAR PUSTAKA Buku Panduan Praktikum Operasi Teknik Kimia 1 Binder R.C : Advanced Fluid Dinamics and Fluid Mchinery, Practice Hall, Englewood Cliffs, New York, 1951 Church, Austin. Pompa dan blower sentrifugal. Jakarta : Erlangga,1990. De Nevers, Noel. 1991. Fluid Mechanics for Chemical Engineers, 2nd Edition. Singapore: McGraw-Hill Book Co. McCabe, Warraen L : Unit Operation of Chemical Engineering, McGraw Hill, NewYork, 1985 ASME Power Test Code, New York. Spanhake : Centrifugal Pumps, Turbin and Propellers, Technology Press, Cambridge, MA, 1934

29 | P a g e