TUGAS SARJANA MESIN-MESIN FLUIDA

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "TUGAS SARJANA MESIN-MESIN FLUIDA"

Liana Cahyadi
6 tahun lalu
Tontonan:

1 TUGAS SARJANA MESIN-MESIN FLUIDA POMPA SENTRIFUGAL UNTUK MEMOMPAKAN CAIRAN LATEKS DARI TANGKI MOBIL KE TANGKI PENAMPUNGAN DENGAN KAPASITAS 56 TON/HARI PADA SUATU PABRIK KARET Oleh : BOBY AZWARDINATA NIM : PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas karunia dan izin- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas sarjana ini. Tugas sarjana ini merupakan salah satu syarat bagi setiap mahasiswa untuk menyelesaikan Pendidikan Sarjana Ekstension pada Fakultas Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara. Adapun tugas sarjana yang diberikan adalah Pompa Sentrifugal untuk Memompakan Cairan Lateks dari Tangki Mobil ke Tangki Penampungan dengan Kapasitas 56 Ton/hari pada suatu Pabrik Karet. Penulis menyadari bahwa tugas ini tidak luput dari kekurangan dan kesilapan, untuk ini penulis mengharapkan adanya saran dan kritik yang bersifat membangun demi kesempurnaan tugas ini. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Dr. Ing. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik ; 2. Bapak Ir. Isril Amir, selaku dosen pembimbing tugas sarjana ini yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan sepenuhnya dari awal hingga akhir selesainya tugas sarjana ini; 3. Bapak Ir. Mulfi Hazwi,MSc. sebagai Dosen Pembanding I; 4. Bapak Tulus Burhanuddin S.,ST.MT sebagai Dosen Pembanding II;. 5. Para dosen dan staf pengajar pada Departemen Teknik Mesin FT-USU yang telah memberikan ilmu dan membantu selama perkuliahan; 6. Bapak pimpinan beserta staf dan karyawan General Pabrik Industri Karet PTP Nusantara III yang telah memberikan waktu dan tempat bagi penulis untuk melaksanakan survey dan memberikan pengarahan bagi penulis; 7. Yang penulis kasihi dan sayangi kepada kedua orangtua penulis, yang telah banyak memberikan bantuan materi dan moril kepada penulis selama ini. 8. Yang penulis sayangi istriku tercinta, Dwi Rafika Lestari, yang telah banyak memberikan bantuan moril dan materi kepada penulis selama pengerjaan laporan ini.

3 9. Teman-temanku di Teknik Mesin Ekstension, terimakasih atas bantuannya semua. Akhir kata semoga tugas sarjana ini bermanfaat bagi kita semua dan semoga kita tetap dilindungi oleh Allah SWT. Medan, Desember 2008 Penulis, Boby Azwardinata NIM

4 DAFTAR ISI Halaman LEMBARAN SPESIFIKASI LEMBARAN ASISTENSI EVALUASI SEMINAR TUGAS SARJANA ABSENSI PEMBANDING BEBAS KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR NOTASI i iii viii x xi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Bahan Baku Rubber Thread Proses Pengolahan Lateks Menjadi Benang Karet Chemical Laboratory Section Compounding Section Ekstrusion Section Physical Laboratory Section Pembatasan Masalah 16

5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Mesin Fluida Pompa Klasifikasi Pompa Pompa Tekanan Statis (Positive Displacement Pump) Pompa Tekanan Dinamis (Dynamic Pressure Pump) Pompa-pompa jenis Khusus Dasar Perencanaan Pompa Dasar Pertimbangan Pemilihan Pompa Putaran Spesifik Pompa Daya Pompa 33 BAB III PENENTUAN SPESIFIKASI TEKNIK Penentuan Kapasitas Pompa Pemilihan Jumlah Pompa Penentuan Heada Pompa Perbedaaan Head Tekanan Head Statis Perbedaan Head Kecepatan Kerugian Head Pada Pipa Isap Kerugian Head Pada Pipa Isap Kerugian Head Pada Pipa Tekanan Alat Penggerak Pompa 49

6 3.5 Pemilihan Jenis Impeler Putaran Spesifik Pompa Efisiensi Pompa Daya Pompa Daya Motor Penggerak Kavitasi Net Positive Section Head (NPSH) NPSH Yang Tersedia NPSH Yang Diperlukan spesifikasi Pompa 57 BAB IV UKURAN UTAMA POMPA Putaran Pompa Dimensi Impeler Diameter hub Impeler Diameter Mata Impeler Diameter Sisi Masuk Impeler Diameter Sisi Keluar Impeler lebar Impeler Sisi Masuk Lebar Impeler Pada Sisi Keluar Kecepatan dan Sudut Aliran Fluida Masuk Impeler Kecepatan Absolut Aliran Masuk Impeler Kecepatan Tangensial Aliran Sudut Tangensial Aliran 66

7 Kecepatan Relatif Aliran Kecepatan dan Sudut Aliran Fluida Keluar Impeler Kecepatan Radial aliran Kecepatan Tangensial Sudut Tangensial Sudut Absolut Keluar Impeler Kecepatan Absolut Aliran Kecepatan Relatif Keluar Kecepatan Sudut Keluar Akibat Adanya aliran Sirkulasi Kecepatan Radial Kecepatan Absolut Sudut Tangensial Sisi Keluar Sudut Absolut Kecepatan Relatif Perencanaan Sudu Impeler Jumlah Sudu Tebal Sudu Tebal Sudu Pada Sisi Masuk Tebal Sudu Pada Sisi Keluar Jarak Antar Sudu Impeler Melukis Bentuk Sudu Impeler Panjang Sudu Rumah Pompa Luas Penampang Leher Volute 81

8 Jari-Jari Volute Sudut lidah Volute Tebal Dinding Rumah Pompa 85 BAB V ANALISA GAYA PADA POROS Berat Impeler Berat Roda Impeler Berat Sudu Impeler Berat Poros Gaya Radial Gaya Aksial Gaya Akibat Perbedaan Tekanan Gaya Aksial Akibat Momen Fluida Putaran Krisis Perhitungan Bantalan Bantalan Pada Tumpuan A dan B Perencanaan Pasak Pemeriksaan Terhadap Tegangan Geser Pemeriksaan Terhadap Tegangan Tumbuk 101 BAB VI KESIMPULAN Spesifikasi Pompa Spesifikasi Penggerak Pompa Ukuran-Ukuran Impeler 104

9 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

10 DAFTAR GAMBAR Gambar Nama Gambar Halaman 1.1 Flow Chart Rubber Thread Screw pump Gear Pump Vane Pump Pompa torak Impeler Jenis Radial Impeler Jenis Francis Impeler Jenis Aliran aksial Impeler Jenis Aksial Pompa Volut Pompa Difuser Pompa Vorteks Pompa Bertingkat Banyak Pompa Sentrifugal Pompa Aliran Campur Pompa Aliran Aksial Pompa Aliran Campur Poros Tegak Pompa Isapan Ganda Instalasi Pemipaan Diagram Isometris Jenis (model) Impeler 3.4 Grafik Hubungan Bentuk Impeler Dengan 52 Putaran Spesifik Pompa 3.5 Grafik Hubungan Efisiensi dengan Putaran 53 Spesifik 4.1 Diagram Kecepatan Fluida Masuk dan 61 Keluar Impeler 4.2 Bentuk Penampang Impeler Segitiga Kecepatan Fluida Masuk Pada 67

11 Sisi Masuk 4.4 Diagram Segitiga Kecepatan Pada Sisi 71 Keluar impeler 4.5 Menggambar Sudu Impeler Rumah pompa Keong Grafik Harga C thr /u 2 Sebagai Fungsi ns Bentuk dan Ukuran Impeler Bentuk dan Ukuran Poros Pembebanan Pada poros Bantalan Bola Pasak 99

12 DAFTAR TABEL Tabel Nama Tabel Halaman 2.1 Perbandingan sifat pompa sentrifugal dan torak Pemilihan jumlah pompa Koefisien kerugian kelengkapan pipa isap Koefisien kerugian head pada kelengkapan pipa Jari-jari busur sudu impeler Panjang busur Penampang dan jari-jari volute Berat bagian tiap impeler Berat poros 90

13 DAFTAR NOTASI Simbol Latin Arti Satuan A Luas penampang m 2 B Lebar bantalan m b Lebar pasak m b 1 Lebar sisi masuk impeler m b 2 Lebar sisi keluar impeler m Q Kapasitas nominal dinamis spesifik N C 0 Kapasitas nominal statis spesifik N D Diameter luar bantalan m D Diameter dalam bantalan m Di Diameter dalam pipa m Ds Diameter poros pompa m C o Kecepatan absolut fluida saat memasuki impeler m/det D 0 Diameter mata impeler m D 1 Diameter sisi masuk impeler m D 2 Diameter sisi keluar impeler m D h Diameter hub impeler m E Modulus elastisitas bahan N/m 2 F A Gaya aksial pada poros N F am Gaya aksial akibat momentum fluida N F ai Gaya aksial akibat perbedaan tekanan fluida N F r Gaya radial N F Koefisien gesek fc Faktor koreksi daya fs Faktor slip transmisi f h f n Faktor umur Faktor kecepatan g Percepatan gravitasi m/det 2 H a Head aktual m Hp Head pompa m

14 Htr Head teoritis pompa m H p Perbedaan tekanan m Hv Perbedaan head tekanan m h r Head loses akibat kekarasan permukaan pipa m h m Head loses sepanjang instalasi pemipaan pompa m h L Head loses sepanjang insdtalasi pemipaan pompa m h k Tinggi pasak m I Momen inersia m 4 Jumlah pembagian lingkaran sudu K t Faktor koreksi pembebanan m k Koefisien kerugian head m L Panjang pipa m L d Panjang pipa tekan m L s Panjang pipa isap m L n Panjang sudu m l Panjang pasak m M Massa kg M t Momen torsi Nm N d Daya rencana yang ditransmisikan poros Hp N m Daya motor listrik Hp Np Daya poros pompa Hp n p Putaran poros rpm n s Putaran spesifik pompa rpm Pi Tekanan dibelakang impeler Pa P Tekanan didepan impeler Pa P v Jarak antar sudu m Qp Kapasitas pompa m 3 /s Q ts Kapasitas teoritis pompa m 3 /s Re Bilangan reynold R v Jari-jari volute m R 1 Jari-jari lingkaran sudu masuk keluar impeler m R 2 Jari-jari lingkaran sudu keluar keluar impeler m m

15 R3 Jari-jari dalam volute m Sn Faktor batas kelelahan puntir m S f2 Faktor keamanan untuk konsentrasi tegangan poros m t si 1 Tebal sudu masuk impeler m t si 2 Tebal sudu keluar impeler m t d Tebal dinding rumah pompa m u 1 Kecepatan tangensial masuk impeler m/det u 2 Kecepatan tangensial keluar impeler m/det vd Kecepatan aliran fluida dalam pipa tekan m/det vs Kecepatan aliran fluida dalam Pipa Isap m/det V 0 Kecepatan absolut fluida saat akan memasuki impeler m/det vr 1 Kecepatan radial pada sisi masuk m/det vr 2 Kecepatan radial pada sisi keluar m/det v u Komponen tangensial kecepatan absolut fluida m/det v 1 Kecepatan absolut fluida pada sisi masuk impeler m/det v 2 Kecepatan absolut fluida pada sisi keluar impeler m/det V Viskositas kinematik m/det W i Berat impeler N W p Berat poros pompa N W id Berat piringan impeler N W s Berat sudu N w 1 Kecepatan relative pada sisi masuk impeler m/det w 2 Kecepatan relative pada sisi keluar impeler m/det X Y Faktor pembebanan radial Faktor pembebanan aksial Y maks Defleksi masksimum m Zi Jumlah sudu Z 1 Head hisap pompa m Z 2 Head statis pompa m

16 Symbol yunani α Sudut antara v dan u β Sudut antara w dan u β Perubahan sudut impeler γ Berat jenis material N/m 3 ρ Rapat massa kg/m 3 φ Koefisien tinggi tekan σ B Kekuatan tarik bahan kg/mm 2 τ Tegangan geser yang timbul kg/mm 2 τ gi Tegangan geser izin kg/mm 2 τ ρ Tegangan tumbuk yang timbul kg/mm 2 ϖ Kecepatan sudut kritis rad/s Rk Jari-jari besar sudu m η p Efisiensi pompa η t Efisiensi transmisi

dokumen-dokumen yang mirip

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi. Syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik OLEH : ERICK EXAPERIUS SIHITE NIM :

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi. Syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik OLEH : ERICK EXAPERIUS SIHITE NIM : PERENCANAAN POMPA SENTRIFUGAL UNTUK MEMOMPAKAN CAIRAN LATEKS DARI TANGKI MOBIL KE TANGKI PENAMPUNGAN DENGAN KAPASITAS 56 TON/HARI PADA PT. INDUSTRI KARET NUSANTARA SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi