Page 1

POMPA DAN KOMPRESOR Bagian 2: Pompa Sentrifugal


Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal


Jenis-jenis pompa sentrifugal Pompa volut Radial flow Pompa difuser Pompa Sentrifugal

Mixed flow

Pompa (mixed flow) volut

Pompa (mixed flow) difuser Axial Flow


Putaran Spesifik (Specific Speed) • Jika ada dua buah pompa sentrifugal (pompa 1 dan pompa 2) yang geometris sebangun satu dengan yang lain, maka untuk kondisi aliran yang sebangun pula, berlaku hubungan sebagai berikut: 3

• Dengan:

Q1 n1 D1  Q2 n1 D23

(1)

H1 n12 D12  2 2 H 2 n1 D2

(2)

 D : Diameter impeller, m  Q : Kapasitas aliran, (m3/s)  H :Head total pompa, m  n : Kecepatan putaran (=kecepatan putaran motor), rpm


Dari persamaan (2) 3 1 3 2

3 2 3 1

3

D n H1 2  3 D n H22

(3)

Substitusi persamaan (3) ke persamaan (1) 1

1

Q1 Q2 2 n1 3  n2 3 H1 4 H24 2

Jika pompa 1 adalah pompa standar yang memiliki kecepatan putaran spesifik dan pompa 2 adalah pompa lain yang ditinjau, maka: 1 1

Qs 2 Q2 ns 3  n 3 Hs 4 H 4


Terdapat dua jenis definisi untuk menyatakan putaran spesifik, tergantung pada sistem satuan yang digunakan: 1. Putaran spesifik dengan satuan British 2. Putaran spesifik dengan satuan Metrik 1. Putaran spesifik dengan satuan British adalah perputaran (rpm) pompa standar yang menghasilkan kapasitas sebesar 1 gpm dengan head sebesar 1 ft, dimana pompa standar tersebut geometris sebangun dengan pompa lain yang ditinjau. 1

1

Qs Q2 ns 3  n 3 Hs 4 H 4 2

1

Q2 Dengan Qs=1 gpm dan Hs=1 ft, maka ns  n 3 H 4


2. Putaran spesifik dengan satuan Metrik adalah perputaran (rpm) pompa standar yang menghasilkan head sebesar 1 meter dengan power sebesar 1 hp, untuk memompa fluida yang berat jenisnya 1 g/cm3.

H s . .Qs Power  75

1 m. 1000 kg m3 .Qs m 1 hp  75 1

 0,075 ns 1 3

4

1

2

detik

3 m Qs  0,075

1

Qs Q2 ns 3  n 3 Hs 4 H 4 2

3

1

Q2 n 3 H 4

1

Q2 ns  3,65.n. 3 H 4

detik


Spesific speed/putaran spesifik (ns) dapat digunakan sebagai parameter untuk menyatakan jenis pompa. Jadi jika ns suatu pompa sudah ditentukan, maka bentuk impeler dari pompa tersebut sudah tertentu pula. Berikut adalah tabel untuk menentukan jenis pompa berdasarkan putaran spesifik dengan satuan British (Q dalam gpm, H dalam ft, n dalam rpm) ďƒźRadial flow : ns = 500 - 4500 ďƒźMixed flow : ns = 4500 - 9000 ďƒźAxial flow : ns = 9000 ke atas Catatan: dalam perhitungan yang melibatkan pompa sentrifugal, terdapat hubungan antara debit (Q) dan head (H), sehingga keduanya tidak bisa ditentukan langsung, namun harus melalui perhitungan.


Pemasangan Pompa Suction lift

Suction system Pemasangan pompa

Suction head Submerged discharge

Discharge system

Free discharge Vorying discharge


1. Suction lift and submerged discharge

Static discharge head

Total static head Static suction lift


2. Suction lift and free discharge

Static discharge head

Total static head

Static suction lift


Static discharge head

Total static head

Static suction lift

3. Suction lift and vorying discharge


4. Suction head and submerged discharge

Total static head Static suction head

Static discharge head


5. Suction head and discharge head system due to elevation an pressure in tank

Total static head Static suction head

Static discharge + head due to pressure


6. Suction head and vorying discharge head level

Total static head

Static suction head

Static discharge head


Untuk suction lift system (1,2,3) Total static head = Static suction lift + Static discharge head Untuk suction head system (4,5,6) Total static head = Static discharge head - Static suction head Untuk head total sistem, maka kehilangan gesekan di dalam pipa atau fitting pipa harus diperhitungkan berdasarkan persamaan Bernoulli

P1 v12 P2 v22  z1   F  Ws   z2  g 2g g 2g L.v 2 F  Friksi  f 2 gD Le= panjang total pipa dan sambungan

Head total sistem=kerja yang diberikan oleh pompa


P1 v12 P2 v22  z1   F  Ws   z2  g 2g g 2g P1 v12 L.v 2 P2 v22  z1  f  Ws   z2  g 2g 2 gD g 2g P2  P1 v22  v12 L.v 2  Ws   z2  z1   f g 2g 2 gD Jika P1≈P2 dan v1≈v2

L.v 2  Ws  z2  z1   f 2 gD total static head


HYDRAULIC HORSE POWER (HHP) Adalah power/tenaga yang diterima oleh fluida dalam satuan horse power (hp). Jika data tersedia dalam British unit

 Q P  Q sp.gr  Ws  HHP   1714

3960

Q dalam gpm, ΔP dalam psi, dan (-Ws) dalam ft

Jika data tersedia dalam SI unit

Qg  Ws 1,34102 HHP  1000 Q dalam m3/s, ρ dalam kg/m3, g dalam m/s2, dan (-Ws) dalam m


BRAKE HORSE POWER (HHP) Adalah power/tenaga yang harus disuplai oleh pompa dalam satuan horse power (hp).

BHP 

HHP

dengan η adalah efisiensi pompa •60-80% untuk pompa sentrifugal •65-95% untuk pompa reciprocating •50-90% untuk pompa rotary


KAVITASI Yaitu suatu kondisi pemompaan yang mengakibatkan terjadinya peristiwa pembentukan fasa uap dari cairan yang dipompa di dalam rumah pompa. Keadaan ini menyebabkan adanya dua fasa di rumah pompa, sehingga mengakibatkan penurunan efisiensi pemompaan dan terjadi getaran selama pemompaan. Kavitasi terjadi jika (NPSH)A(available) < (NPSH)R(required by the pump) NPSH = Nett Positive Suction Head


NPSH NPSH (Nett Positive Suction Head) adalah head netto pada bagian isap (suction) dari pompa yang harus melebihi suatu nilai tertentu agar tidak terjadi pembentukan uap di dalam rumah pompa (NPSH)R (Nett Positive Suction Head Required) atau NPSH yang diperlukan, adalah head tekanan yang besarnya sama dengan penurunan tekanan di dalam pompa. (NPSH)R merupakan performance bawaan dari pompa yang dibuat oleh pabrik pembuatnya. (NPSH)A (Nett Positive Suction Head Available) atau NPSH yang tersedia, adalah head yang dimiliki zat cair pada sisi isap (suction) dari pompa dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair di tempat tersebut. (NPSH)A sangat tergantung dari instalasi pemompaan dan kapasitas pemompaan.


(NPSH)A Sebagai contoh, untuk sistem pemasangan pompa sebagai berikut: z1

maka (NPSH)A didefinisikan sebagai : o 2 2 P P1 v1 L.v uap jenuh NPSH A   z1   f  g 2g 2 gD g catatan: untuk contoh ini z1 bertanda negatif (-) karena pompa terletak di bawah permukaan zat cair yang diisap, z1 dapat pula bertanda positif jika pompa terletak di atas permukaan zat cair yang diisap


Contoh soal Diketahui sistem pemipaan sebagai berikut:

Static discharge head

Data:

Total static head Static suction lift

 Fluida : air  debit (Q) = 200 m3/jam  total static head = 10 m  panjang pipa =25 m  di sepanjang pipa terdapat:  6 elbow standar  4 gate valve (1/4 tutup)  efisiensi pompa 65 %

Tentukan! a. Diameter pipa jika kecepatan yang diinginkan sekitar 2 m/s b. Head pompa dan daya pompa yang dibutuhkan


Penyelesaian: a. Menentukan diameter pipa diinginkan kecepatan aliran air dalam pipa sebesar 2 m/s, maka luas tampang pipa dapat dihitung sebagai berikut: m3 1 jam 200 Q jam 3600 s A   0,0278 m 2 m v 2 s Pipa berpenampang lingkaran, sehingga D

4A

4 0,0278 m 2

  0,188 m  7,4 inchi

  Dipilih pipa dengan schedule number 40, sehingga diameter pipa standar yang memenuhi adalah pipa dengan NPS 8 inchi dan ID 7,981 inchi. Catatan: Dengan dipilihnya pipa yang memiliki ID sebesar 7,981 inchi, maka kecepatan linier fluida berubah.


b. Menghitung head pompa (-Ws)

P2  P1 v22  v12 L.v 2  Ws   z2  z1   f g 2g 2 gD P1≈P2 dan v1≈v2

L.v 2  Ws  z2  z1   f 2 gD total static head

 v dalam persamaan tersebut adalah kecepatan linier yang telah terkoreksi. m 3 1 jam 200 Q Q m jam 3600 s v    1 , 72 2 A  D2    s  0,0254 m    7,981 inchi.   4  4  1 inchi    Sehingga yang belum diketahui adalah L dan f. L adalah panjang total yang meliputi panjang pipa dan panjang ekivalen sambungan , sedangkan f adalah friksi


Menghitung panjang total (L)

L  Lpipa  Le Lpipa = 25 m Le untuk elbow standar dan gate valve dapat ditentukan dari Fig. 127. Diperoleh; Le (elbow) = 20 ft Le (gate valve) = 26 ft Sehingga,

1m   1m   L  L pipa  Le  25 m  6  20 ft   4  26 ft   93,28 m 3,28 ft   3,28 ft  

 Menghitung friksi (f)

kg  m  0,0254 m  1000 3 1,72  7,981 inchi  vD m  s  1 inchi  Re    348674 kg  10 3 m.s


pipa terbuat dari commercial steel, dengan surface roughness 4,5 x -5 -5  4 , 5 . 10 m 10 m   0,000222 D

0,0254 m    7,981 inchi  1 inchi  

catatan: ε/D bisa juga dibaca dari fig. 126 Friksi (f) dibaca dari fig. 125 untuk Re = 395250 dan ε/D=0,000222, diperoleh friksi (f) = 0,016 Jadi, head pompa dapat dihitung

L.v 2  Ws  z2  z1   f 2 gD

data • (z2-z1) = 10 m • f = 0,016 • L = 93,28 m • v = 1,72 m/s • g = 10 m/s2 • D = 7,981 inchi


L.v 2  Ws  z2  z1   f 2 gD 2

m  93,28 m.1,72  s   Ws  10 m  0,016  11,09 m 0,0254 m   m  210 2  7,981 inchi  s 1inchi    Jadi head pompa sebesar 11,09 m c. Menghitung daya pompa daya pompa disebut juga BHP BHP 

HHP

Qg  Ws 1,34102 1000

m3 1 jam kg m 200 1000 3 10 2 11,09 m 1,34102 jam 3600 s m s   12,71 hp 10000,65


Tambahan: Menentukan jenis pompa dari contoh soal Q = 200 m3/jam = 880,5733 gpm H = (-Ws) =11,09 m = 36,38 ft misal dipakai pompa dengan kecepatan putar 2900 rpm 1 maka Q2

ns  n

H

3

4

 880,5733 ns  2900 36,38 3

1

2

 5809

4

(mixed flow)

pompa&kompressor2  

POMPA DAN KOMPRESOR Bagian 2: Pompa Sentrifugal Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal Pompa Sentrifugal Pompa (mixed flow) volut Pompa volut Pompa...

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you