OPTIMASI PENGUJIAN POMPA SERI DAN PARALEL

Transkripsi

1 OPTIMASI PEGUJIA POMPA SERI DA PARALEL asirwan () () Staf Pengajar Teknik Mesin Politeknik egeri Padang ABSTRACT Centrifugal pup is the echanis that transfers fluid in upward directions. In operating this pup, there were variation installations that can be done, series, parallel and seriesparallel cobinations. In installation design, the pup work perforance should be known. Thus, we design and build the instruent for series and parallel pup study with variation in valve opened by /, ¾, /, and ¼. Fro series test, we ve got head, 8.9 x -- /s on ¼ valve opened with of efficiency. On / valve opened, the debit is 8. x - /s with 66.6 watt force. By joining the series and parallel installation, its show that series pup head are greater than parallel pup. It show s that st pup head was forwarded to nd pup and then pressured to the collector. Highest force was on parallel pup with 7.8. It shows that the higher force been used the saller efficiency we ve got and vice versa. I.PEDAHULUA Keywords: syste pup, valve, head Suatu alat yang enyebabkan perubahan energi antara suatu siste ekanik dan edia fluida disebut esin fluida. Sedangkan esin yang digerakkan secara ekanik untuk elakukan kerja pada siste fluida dan keudian erubah energi ekanik enjadi energi fluida disebut popa. Dala pengoperasian popa, susunan peopaan bervariasi ada yang dipasang secara parallel dan seri, dan ada secara seri parallel. Dala erencanakan instalasi yang deikian perlu diketahui keapuan kerja popa agar dapat bekerja secara optial. Salah satu etoda untuk enentukan keapuan popa dengan bentuk instalasi seri parallel ialah dengan enguji pada sebuah instalasi pengujian. Untuk itu dilakukanlah suatu penelitian berupa perancangan dan pebuatan alat siulasi pengujian popa seri dan paralel. Diana penelitian ini lebih efokuskan pada asalah rancang bangun instalasi pengujian popa seri parallel. Tujuan Penelitian adalah erancang dan ebuat instalasi pengujian popa seri parallel yang dapat digunakan untuk elakukan pengujian terhadap prestasi kerja popa seri parallel sehingga diketahui karakteristiknya enganalisis untuk dapat enentukan daerah kerja optial dari popa seri paralel secara teoritis dan pengujian. Manfaat Penelitian adalah Rancang bangun instalasi pengujian popa seri paralel akan dapat digunakan oleh ahasiswa Jurusan Teknik Mesin progra kosentrasi aintenance dala elakukan pengujian terhadap prestasi kerja popa. Sebelu popa seri paralel dioperasikan perlu diketahui terlebih dahulu prestasi kerja dari popa tersebut yaitu tekanannya, kapasitas aliran, daya dan efisiensi, keudian bagaiana kondisi dan peasangan instalasi yang baik, sehingga dala pengoperasiannya didapatkan popa yang bekerja secara optial. Perasalahan yang akan dibahas dala penelitian adalah : engetahui prestasi kerja popa yaitu kondisi head, kapasitas, daya dan efisiensi serta enentukan kerja optial dari popa secara teoritis dan pengujian.. TIJAUA PUSTAKA.. Sifat sifat Fluida Ada beberapa aca sifat fluida berhubungan dengan variable yang dibutuhkan. Adapun sifat sifat fluida tersebut adalah :. Rapat assa ( ) Rapat assa didefinisikan sebagai perbandingan assa fluida persatuan volue pada tekanan dan teperatur tertentu. Rapat assa pada suatu titik ditulis dala bentuk ateatis, = li V V kg/ Dengan adalah assa yang enepati volue (V) apabila assa diberikan dala kilogra aka rapat assa adalah dala kilogra per eter kubik.. Berat jenis ( ) Berat jenis adalah perbandingan antara berat benda terhadap volue benda. Berat suatu benda adalah hasil kali assa dan percepatan grafitasi. Jadi berat jenis adalah :

2 Jurnal Teknik Mesin Vol. 5,., Juni 8 ISS = g Perubahan rapat assa dan berat jenis fluida terhadap tekanan adalah sangat kecil sehingga dala prakteknya perubahan tersebut diabaikan... Kekentalan Fluida Kekentalan fluida adalah sifat fluida untuk elwan tegangan geser pada waktu bergerak atau engalir. Kekentalan ini disebabkan oleh gaya kohesi antara partikel fluida. Fluida ideal tidak epunyai kekentalan, sedangkan fluida encer seperti sirup dan oli epunyai kekentalan kecil... Tekanan Pada prinsipnya tekanan terdiri dari, tekanan atosfir, tekanan terukur dan tekanan absolute. Tekanan atosfir disebabkan oleh berat grafitasi udara diatas perukaan bui dan tekanan ini sulit dihitung. Tekanan terukur atau tekanan relatif adalah tekanan yang diperoleh dari hasil pengukuran berdasarkan tekanan atosfir. Jika tekanan yang terukur bernilai negatif, aka tekanan terukur tersebut disebut tekanan vaku. Tekanan absolut adalah penjulahan atau pengurangan tekanan atosfir terhadap tekanan terukur... Klasifikasi Popa Sentrifugal Popa sentrifugal dapat digolongkan atas popa volut dan popa diffuser. Adapun popa diffuser epunyai diffuser yang dipasang engelilingi ipeller. Guna dari diffuser ini adalah untuk enurunkan kecepatan aliran yang keluar dari ipeller, sehingga energi kinetik aliran dapat diubah enjadi energi tekanan secara efisien. Popa diffuser yang diapkai untuk eperoleh head total yantg tinggi. Harga s popa ini berkisar antara..5. Kecepatan spesifik Kecepatan spesifik didefinisikan sebagai kecepatan dala putaran perenit pada kondisi diana suatu ipeller akan beroperasi apabila secara proporsional ukurannya diperkecil agar dapat eberikan kapasitas /s dan head. Harga kecepatan specifik dapat diperoleh dengan ruus : diana : n. Q n s H / / ns = kecepatan spesifik H = head total popa = putaran Q = kapasitas aliran Berdasarkan kecepatan spesifik ipeller dapat dibagi atas epat yaitu, : radial, prancis, aliran capur dan propeller..6. Popa popa adalah keapuan suatu popa untuk eindahkan fluida dari suatu tepat ketepat lain yang berbeda ketinggian atau keapuan popa untuk eindahkan fluida antara dua tepat yang berbeda jaraknya. Secara ekanis head popa dapat ditulis sebagai berikut : Hp = Ha + H losses.7. Popa Besarnya daya popa yant dibutuhkan untuk engalirkan fluida dapat dihitung dengan ruus sebagai berikut : diana : P = QH.8. Putaran popa = Berat oli persatuan volue Q = Kapasitas H = total popa Po = oli. Untuk entransisikan putaran otor ke popa digunakan syste transisi sabuk, diana type sabuk yang digunakan adalah type A, untuk enentukan putaran yang ditransisikan digunakan persaaan : diana : d i d = putaran otor = putaran popa D= Diaeter puli penggerak D = diaeter puli yang digerakkan.. KOTRIBUSI PEELITIA Kontribusi dari pada penelitian ini adalah :. Penabahan ilu pengetahuan praktis/terapan pada bidang teknik esin dala enentukan keapuan kerja dari esin esin konversi energi khususnya popa sentrifugal dengan enggunakan teori teori terapan ekanika fluida.. Adanya inforasi yang pasti dala endapatkan bentuk dan kondisi instalasi popa sentrifugal yang sesuai dengan keapuan kerja popa sentrifugal yang optial berdasarkan standard. 6

3 Optiasi Pengujian Popa Seri dan Paralel (asirwan). METODE PEELITIA Dala Bab ini akan dijelaskan etode penelitian yang terkait dengan a) perancangan dan Pebuatan Alat siulasi Pengujian popa seri paralell, b) etode pengujian, c) data pengujian, d) pengolahan data e) grafik grafik prestasi.. Total H = H d H. g s V ( ). g.. Data Pengujian Data pengaatan didapat dengan 6 kali percobaan dengan 6 aca kecepatan putaran otor. Masing asing percobaan, data yang didapatkan disusun pada tabel dibawah ini : Kuat Arus ( I ) =.. Ap Tegangan Bukaan Katup / / / Penuh diana : Pv ( HO).. Pengolahan Data =.V Pv (Pa) Ps ( HO) Ps (Pa) Pv = Tekanan dinaik Ps = Tekanan statik Pt = Tekanan total Pt ( HO Pt (pa) Data yang didapatkan keudian diolah dengan enggunakan beberapa ruus yang tujuannya untuk enentukan debit aliran fluida (Q), Total, Hidraulik ( h ) dan daya popa ( p ) dan efissiensi popa. Ruus ruus tersebut adalah sebagai berikut :. aliran (Q) Untuk enghitung kapasitas popa (Q) ada dua cara yaitu dengan enggunakan Hweir dan orifice. a. Menggunakan Hweir Q = diana :Ce =,5765 H = Tinggi air weireter () He = k h + h weir () K h =,6 b. Menggunakan Orifice q= A. Cd. diana : 8 5/. g. C. h ( e e. 5. g. hair A A do = 9,5 d = 5, ,99 / s). Hidraulik ( h ). Popa ( p ) 5. popa h =.g.q.h ( watt ) p = T. ( watt ) Diana :T= Torsi Dinaoeter () = Kecepatan sudut ( rad/det) h p x diana : = Massa jenis air ( kg/ ) g = Grafitasi L = Lengan Torsi =,5 n = Putaran poros ( rp ) = Massa beban dinaoeter (kg) Untuk seri : htotal = ha = hb ptot = pa = pb Untuk Paralel : htot = ha hb pa pb ptot = Hasil pengolahan data pengujian dengan 6 kali percobaan dapat diasukkan kedala tabel dibawah ini : Kuat arus ( I) = Ap Tegangan (V) =.. Volt o Bukaan Katup / / / Penuh Ptot ( HO) Vu (/dt) M (kg/dt ).. Grafik Grafik Prestasi Qu ( /dt) () tr () () Dari pengolahan data pengujian, selain ditapilkan dala bentuk tabel dan dapat juga ditapilkan dala bentuk grafik. Grafik grafik yang dapat diperoleh dari hasil pengujian adalah :. Q vs Pt. Q vs 7

4 Jurnal Teknik Mesin Vol. 5,., Juni 8 ISS Q vs 5. HASIL DA PEMBAHASA 5. Susunan Popa secara Seri a. Data Hasil Pengujian Sebelu kita engabil data pengujian terlebih dahulu kita harus tahu spesifikasi dari popa yang akan diuji adalah sebagai berikut : popa hisap tekan total Pipa hisap Pipa tekan Kapasitas debit air : 5 watt : 9 : : : ¾ inci = : ¾ inci = : 5 liter/enit Pengabilan data pengujian harus sesuai dengan prosedur pengujian popa seri, pengujian dilakukan secara berulang-ulang. Berdasarkan pebukaan katup yang bervariasi seperti pada table di bawah ini. b. Hasil Analisa Pengujian Popa Seri selanjutnya dapat dilihat pada table di bawah ini : Tabel. Bukaan Katup /dt.,5 59,, ,7.,5 59,, ,7.,5 6,, ,5 6,, ,7 5.,5 55,79,8. - 7,5 59,8, ,87 Tabel. Bukaan Katup /dt. 9,9, ,. 9 5,6, , ,6, , ,5, , ,5, ,9 9 5,6, ,6 Tabel. Bukaan Katup /dt. 96,58, ,5, ,5, ,58, , ,75, Tabel. Bukaan Katup /dt. 9,58 5,9. - 9,55. 9,58, ,5. 9,58,86,. - 9,7. 9,58,86,. - 9,7 5. 9,58,6,7. - 9,57 9,58 9,9,9. - 9,86 c. Kurva Karakteristik Pengujian Popa Seri Popa, Effisiensi () (, ) KURVA KARAKTERISTIK PEGUJIA POM PA SE R I 5 KURVAKARAKTERISTIKPEGUJIAPOMPA SERI Pada pengujian ini kita dapat elihat perbedaan antara spesifikasi popa yang diuji dengan data yang didapat dari alat uji popa yang ana yang didapat dari alat uji lebih kecil dibandingakan dengan yang seharusnya. total popa yang ada adalah sedangkan pada hasil pengujian dengan rangkaian alat uji popa adalah,5, jadi kerugian pada alat uji adalah total popa dikurang dengan total hasil pengujian yaitu,5 = 5.7. Hal ini disebabkan oleh 8 D aya E ffisiensi Gabar. 5. Kurva Karakteristik Pengujian Popa Seri Pada kurva karakteristik hasil pengujian popa seri, bahwa hubungan antara head total, daya popa, effisiensi dengan debit aliran pada pebukaan katup ¼ terlihat head yang tertinggi dala pengujian popa seri dibandingkan dengan pebukaan katup, ¾, dan akibat penyepitan yang terjadi pada pipa laluan. Pada kurva ini juga dapat dilihat seberapa jauh terjadi perubahan tekanan untuk setiap pebukaan katup yang dilakukan, jadi enurut effisiensi tertinggi terjadi pada pebukaan katup ¼ dari hasil pengujian pada popa seri yang dilakukan selaa 5 detik.

5 Optiasi Pengujian Popa Seri dan Paralel (asirwan) susunan instalansi pada alat uji seperti adanya belokan (Elbow) dan sipangan pada rangkaian pengujian popa. Dari kurva di atas dapat dijelaskan bahwa pada pengujian popa seri untuk bukaan katup yang berbeda terjadi perubahan terhadap dan debit alirannya, untuk endapatkan total popa bias dilakukan elalui penyepitan pada pipa laluan. 5. Susunan Popa Paralel a. Data Hasil Pengujian Sebelu kita engabil data pengujian terlebih dahulu kita harus tahu spesifikasi dari popa yang akan diuji adalah sebagai berikut : popa hisap tekan total Pipa hisap Pipa tekan Kapasitas debit air : 5 watt : 9 : : : ¾ inci = : ¾ inci = : 5 liter/enit Pengabilan data pengujian harus sesuai dengan prosedur pengujian popa seri, pengujian dilakukan secara berulang-ulang. Berdasarkan pebukaan katup yang bervariasi seperti pada table di bawah ini. b. Hasil Analisa Pengujian Popa paralel selanjutnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini : Tabel. Bukaan Katup /dt Efisi ensi. 9 6, , , , , Tabel. Bukaan Katup /dt. 9,6 56 6,. - 76,6. 9,6 65, ,6 65, , , ,6 65, Tabel. Bukaan Katup /dt Tabel. Bukaan Katup ,88, ,, ,88, , ,, ,9, /dt 6,, , 9,79,. - 9,9,6, ,58 5,, ,67 9,69, ,85, ,85 c. Kurva Karakteristik Pengujian Popa Paralel Popa, Effisiensi (, ) () KURVA KARAKTERISTIK PEGUJIA POMPA PARALEL 6 8 KURVA KARAKTERISTIK PEGUJIA POMPA PARALEL Effisiensi Gabar. 5.. Kurva Karakteristik Pengujian Popa Paralel Berdasarkan kurva di atas paraeter popa sentrifugal syste parallel di dapat bahwa debit aliran terkecil yaitu /dt terdapat pada pebukaan katup ¼, sedangkan debit aliran tertinggi 9

6 Jurnal Teknik Mesin Vol. 5,., Juni 8 ISS terdapat pada pebukaan katup, yaitu. - /dt, dari data ini dapat diketahui bahwa pada popa sentrifugal syste parallel debit aliran yang di dapat besar karena eakai hisapan (Suction) dua popa, sedangkan head tekanan yang didapat tidak begitu tinggi. Untuk daya tertinggi terdapat pada pebukaan katup, yaitu 66,6 watt, sedangkan effisiensi tertinggi terdapat pada pebukaan katup ¼ yaitu 89,85. Dari pengertian popa parallel di atas kita dapatkan perbandingan debit aliran pada alat uji dengan debit popa yang ada. 5.. Kurva Karakteristik Gabungan Pengujian Popa Seri dan Popa Paralel Popa, Effisiensi (, ) () KURVA KARAKTERISTIK GABUGA PEGUJIA POMPA SERI DA POMPA PARALEL KURVA KARAKTERISTIK GABUGA PEGUJIA POMPA SERI DA POMPA PARALEL Effisiensi Gabar. 5.. Kurva Karakteristik Gabunan Pengujian Popa Seri dan Popa Paralel. Dari penggabungan kedua grafik/kurva popa sentrifugal seri dan parallel kita dapat elihat bahwa popa seri lebih besar dari pada pengujian popa parallel ini disebabkan karena pada pengujian popa seri kita enggunakan dua lat uji popa dengan satu hisapan, jadi popa diteruskan oleh popa untuk ditekan dikeluarkan ke bak penapung seperti terlihat pada kurva untuk pengujian popa seri enghasilkan tertinggi 9,58 dengan debit aliran,9. - /dt sedangkan pada pengujian paralel hasi head tertingginya adalah 68 dengan debit aliran terbesar. - /dt. Di sini kita dapat ebandingkan antara head popa seri yang cenderung agak tinggi dengan head popa parallel dengan ebandingkan 9,58 68 =,9 sedangkan untuk debit aliran terjadi peningkatan pada popa parallel yaitu. - /dt,9. - /dt = 6,. - /dt. Sedangkan untuk peakaian daya tertinggi adalah pada popa paralel 66,6 watt dan dengan effisiensi 8. Hal ini bisa kita bandingkan dengan pengujian popa sentrifugal secara seri yang ana untuk peakaian daya tertinggi adalah : 5,6 watt dan effisiensi 85,. Pada kesipulannya seakin tinggi daya yang terpakai seakin kecil effisiensi yang didapat dan sebaliknya seakin kecil daya yang terpakai seakin tinggi effisiensi yang didapat. 6. PEUTUP 6.. Kesipulan Berdasarkan hasil analisa data pengujian pada alat uji popa sentrifugal dapat diabil kesipulan sebagai berikut :. Pada pengujian popa sentrifugal secara paralel, debit aliran terkecil terjadi pada pebukaan katup ¼ adalah,89. - /dt. Dan head berkisar antara Untuk popa siste seri, head terkecil terdapat pada pebukaan katup yaitu 6,8 sedangkan head terbesar terdapat pada pebukaan katup ¼ yaitu 9,58. Dari data kedua siste popa tersebut di atas dapat diketahui perbedaan paraeter yang di dapat yaitu untuk popa siste paralel perbedaan data paraeter yang di dapat antara debit aliran dan head begitu besar, diana pada siste instalasi paralel ini debit aliran yang di dapat besar dari head dikarenakan pada instalasi paralel ini popa yang dipakai yaitu dua popa dan dua hisapan (section) juga dala pebacaan alat ukur yang dibaca adalah dua alat ukur, tapi yang diabil cua satu pebacaan saja. Untuk seri perbedaan data yang di dapat juga besar diana pada popa siste instalasi popa seri ini head tekanan yang besar dari pada debit aliran dikarenakan siste instalasi seri ini eakai dua popa dengan satu hisapan, oleh karena itu pada instalasi seri ini tekanan head besar sekali. Akibat tekanan head yang begitu besar pada siste instalasi pipa pada popa seri ini, aka pebacaan alat ukur yang dibaca bervariasi. 6.. Saran Untuk engetahui tingkat effisiensi pada saat elakukan pengujian perlu dilakukan secara berulang-ulang dengan waktu yang relatif laa agar data yang di dapat lebih akurat. Alat uji hendaknya dapat digunakan sebagai alat praktiku pada ahasiswa jurusan teknik esin dan ahasiswa teknik lainnya, untuk elihat

7 Optiasi Pengujian Popa Seri dan Paralel (asirwan) karakteristik popa sentrifugal dengan pengoperasian seri dan paralel, serta eberi inforasi tentang penggunaan popa secara baik dan benar sesuai dengan kebutuhan. Penyusunan popa paralel lebih effisien digunakan untuk endapatkan debit aliran yang besar. Peakaian popa seri lebih cocok digunakan untuk daerah ketinggian karena epunyai head yang besar. Untuk lebih enyepurnakan isi laporan tugas akhir ini penulis engharapkan kritik dan saran dari pihakpihak yang terkait dala pebuatan PUSTAKA. Frank M. White, Mekanika zat alir, Erlangga, Jakarta, 986. Sularso, Kiyokat suga, Dasar Perencanaan dan Peilihan Eleen Mesin, P.T Pradya Paraita Jakarta.. Daugherty & Frazini, Fluid Mechanic With Engineering Aplications, SI Metric Ed, McGrawHill Book Copany, Singapura lte, Claude B, PhD, Optiu Pipe Size Selection, Gulf Publishing Copany Book Division, Houston, V. Pvasandani, Theory of fluid Mecanic, Khana publisher, Delhi. 6. R. S Khuri, J.K. Gupta, A ext Book of Machine Design, Eurasia publishig House LTD Ra nagar, ew Delhi, J.Kennet Slisbury, Mechanical Engineering Hand Book, Power Volue, Third Edition, Jhon Willey & Sons Inc ew York, USA. 8. Church. Austin H, Zulkifli Harahap, Popa dan Blower Sentrifugal, Erlangga, Jakarta, Ditzel Fritz, Turbin Popa dan Kopresor. Erlangga, Jakarta. 988.