Tugas Akhir. PERANCANGAN POMPA AXIAL SUBMERSIBLE (Studi kasus instalasi pengendali banjir Mulyosari Surabaya)

Transkripsi

1 Tugas Akhir PERANCANGAN POMPA AXIAL SUBMERSIBLE (Studi kasus instalasi pengendali banjir Mulyosari Surabaya) Disusun oleh Nama : NUR FATAH RAHMAN NRP : DOSEN PEMBIMBING Dr. Ir. HERU MIRMANTO, MT.

2 Latar Belakang Setiap musim penghujan banjir melanda kota Surabaya Jenis banjir yang ditemukan disurabaya timur adalah banjir mikro bukan banjir makro

3 Latar Belakang Penanganan Banjir : Rehabilitasi saluran Pembangunan rumah pompa Pengalihan arus banjir ke saluran lintas dan sebagainya

4 Perumusan Masalah Pembangunan kota yang semakin meluas di Mulyosari Surabaya menyebabkan daerah terbuka semakin berkurang Koefisien limpasan air hujan dari tahun ketahun semakin besar Jangka 5-10 tahun kedepan diperlukan penambahan kapasitas pompa pengendali banjir

5 Perumusan Masalah

6 Perumusan Masalah Untuk mengatasi kekurangan kapasitas pompa pengendali banjir maka pada tugas akhir ini dilakukan perancangan pompa axial submersible.

7 Perumusan Masalah Adapun permasalahan utama yang dihadapi dalam perancangan pompa aksial submersible adalah sebagai berikut: 1. Mengetahui kapasitas pompa yang diperlukan, dalam hal ini menyangkut curah hujan, dan luas wilayah yang tergenang banjir.. Mengatahui head total instalasi yang diperlukan untuk dapat mengalirkan air genangan menuju saluran primer atau sungai 3. Bagaimana menentukan jenis pompa berdasarkan kecepatan spesifik. 4. Bagaimana merancang dimensi utama pompa.

8 Batasan Masalah 1. Pompa yang dirancang adalah pompa axial submersible dan komponen-komponennya meliputi impeller pompa,poros pompa, bantalan dan pasak.. Fluida kerja dari pompa adalah air 3. Data-data yang diperlukan dalam perancangan pompa axial submersible di dapat dari Dinas Pekerjaan Umum Pemprov Jatim dan Badan Meteorologi dan Geofisika. 4. Pipa yang digunakan adalah Galvanize iron

9 Tujuan Perancangan 1. Menentukan debit atau kapasitas maksimum. Melakukan perhitungan head effektif instalasi 3. Melakukan perancangan pompa axial submersible yang sesuai untuk mengatasi banjir yang terjadi di kawasan Surabaya Timur. 4. Gambar susunan pompa axial submersible.

10 Manfaat Perancangan 1. Mendapatkan solusi untuk mengatasi banjir di daerah perumahan.. Menambah pengetahuan bagi penulis dan pengguna makalah ini mengenai pompa aliran aksial dengan sudu impeller berbentuk airfoil. 3. Menambah perbendaharaan makalah perancangan pompa di Indonesia.

11 Flow chart perancangan pompa Start Data : Luas wilayah Curah hujan max Menentukan kapasitas pompa Q C. i. A Hitung head loss pompa : H L V V f. + K LT D g. g Menentukan Head Pompa P P V V 1 H g 1 γ Menentukan daya air (WHP) WHP γ Q H ( z z ) H LT Menentukan daya pompa (BHP) γ Q H BHP η A op

12 Flow chart perancangan pompa A Menentukan kecepatan spesifik Q n s 3,65 n 4 3 H Menentukan tinggi hisap pompa Pa Pv hsv σh h ls γ γ Menentukan dimensi impeller pompa Menentukan profil sudu impeller pompa Menentukan kekuatan sudu impeller pompa Perancangan poros, bearing, pasak Selesai

13 Flow chart perancangan impeller Mulai Data: -luas wilayah -curah hujan Menentukan kapasitas pompa Q C. i. A Menentukan head pompa P P V V 1 H z z + H g 1 γ ( ) LT Menentukan daya air (WHP) WHP γ Q H Menentukan daya pompa (BHP) γ Q H BHP η op Menentukan kecepatan spesifik pompa n s 3,65n H Q 3 4 A

14 Flow chart perancangan impeller A Menentukan tinggi hisap pompa Pa Pv zs σh h ls γ γ Menentukan diameter impeller Q d n d Menentukan diameter hub. h d 4Q 3600 η C π v a Menentukan jumlah sudu impeller Menentukan kecepatan aksial C a kc gh Menentukan kecepatan keliling π u. d. n 60 B

15 Flow chart perancangan impeller B Menentukan sudut relative masuk sudu c tan β a 1 u 1 Menentukan C U g Hth Cu u Menentukan sudut relative keluar sudu ca tan β u c u Selesai

16 Flow chart perancangan profil impeller

17 Flow chart perancangan profil impeller Tebal Maksimum Sudu Grafik Ymax Fungsi Diameter Potongan 0,05 0,045 0,04 0,035 0,03 0,05 y -0,03x + 0,057 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 Diameter Potongan Panjang chord 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0, 0,1 0 Grafik Panjang Chord Fungsi Diameter Potongan y 0,571x + 0,136 0, 0,50,3 0,350,4 0,450,5 0,550,6 0,650,7 0,750,8 0,85 Diameter potongan

18 Gambar profil impeller Penampang hub impeller Penampang tip impeller Impeller pompa

19 Perhitungan sudut relatif masuk dn keluar sudu

20 Perhitungan sudu pengarah

21 Flow chart perhitungan kekuatan sudu Mulai Data: -Dimensi sudu -Coeficient Lift -Coeficient Drag -Sudut α -Sudut β Menghitung gaya lift & gaya drag F L ½. ρ air. V. A. C L F D ½. ρ air. V. A. C D Menghitung Momen bending M b F.R Menghitung: -Tegangan tarik : Fs σ t A profil M b. C σ t I x M σ t I by. C M bx. C σ t I y -Tegangan geser Fx + Fy + Ws τ s A x A

22 Flow chart perhitungan kekuatan sudu A Pemilihan bahan sudu : -Jenis bahan -Yield strength Tidak σ total + σ total + τ s S y N Ya Selesai

23 Flow chart perhitungan kekuatan sudu Mulai Data: -Dimensi sudu -Coeficient Lift -Coeficient Drag -Sudut α -Sudut β Menghitung gaya lift & gaya drag F L ½. ρ air. V. A. C L F D ½. ρ air. V. A. C D Menghitung Momen bending M b F.R Menghitung: -Tegangan tarik : Fs σ t A profil M b. C σ t I x M σ t I by. C M bx. C σ t I y -Tegangan geser Fx + Fy + Ws τ s A x A

24 perhitungan kekuatan sudu

25 Flow chart perhitungan diameter poros Mulai Data: -Berat impeller (W) -Torsi (T) -Gaya vertikal (Fy) -Gaya horisontal (Fx) Menghitung resultan gaya-gaya pada bidang horisontal dan vertikal Fx 0 Fy 0 M 0 Pemilihan material poros: -jenis bahan -yield strength Tidak Menghitung diameter poros: 1 3M 3 πd 4F + πd 1 3M 3 πd 4F πd 16T + πd + 3 S y N Diameter poros sesuai Ya Selesai

26 Flow chart perhitungan pasak Mulai Data: -Diameter poros (D) -Torsi (T) -Jenis Pasak Tidak Pemilihan material pasak -jenis bahan -yield strength (Sy) -Tinjaun Tegangan Geser T Ssyp LWD N -Tinjauan TeganganKompresi 4T syp LWD N Ya Selesai

27 Flow chart perhitungan bantalan Mulai Data: -Diameter poros -Putaran -Gaya gaya pada poros Analisa gaya gaya pada bantalan Menentukan dimensi bantalan P X. V. Fr + Y. Fa Menentukan umur bantalan L b 10 C P n Selesai

28 Gambar Autocad Hasil Perancangan Video Pompa Axial Submersible

29

30 Peta Saluaran Drainase Mulyosari surabaya Panjang saluran drainase ditunjukkan dengan nomor H Luas wilayah yang dilayani saluran ini 70 Ha

31 Data curah hujan dan luas wilayah

32 KAPASITAS POMPA s m s jam jam m jam m hm m hm jam m A I C Q banjir ,3 s m s jam jam m jam m hm m hm jam m A I C Q banjir , ,5 Kapasitas BanjirTahun 009 Perkiraan Kapasitas Banjir 016

33 KAPASITAS POMPA Maka besarnya kapasitas pompa pengendali untuk 5 tahun ke depan sebesar 5 m 3 /s. Ada 3 buah pompa yang sudah dipasang pada instalasi pengendali banjir Mulyosari ITS dengan kapasitas per unit sebesar 1 m 3 /s sehingga kapasitas total pompa yang ter pasang 3 m 3 /s. Maka untuk mengatasi kekurangan kapasitas tersebut dirancang 1 buah pompa dengan kapasitas m 3 /s.

34 GAMBAR INSTALASI POMPA

35 ) HEAD LOSS POMPA Head Loss Mayor Panjang pipa discharge (L discharge) (m) mm 1 m Bahan pipa Commercial steel (e 0,15 mm 0, m ( 1,518m s) f L V 0,013 1m hl 0, 01415m D g 1,954m 9,81m s Head Loss Minor hl ( K + K + K ) Lbow Lbow street (0,88 + 0,17 + 0,78) m hl 9,81m s entrance V g ( 1,518m s) 0,15 m

36 HEAD POMPA ( ) LT H z z g V V P P H γ s m m s m / 1,518 1, / V 3 π m s m s m H 67 4, 0,9 3,90 9,8 0 ) (1, P P 1 Hst mm 3,9 m V 1 0