PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

Transkripsi

1 PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS 100m 3 /jam DAN HEAD POMPA 44m UNTUK SUPLAI AIRBAROMETRIK KONDENSER SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk memenuhi Syarat Memperoleh Gelar SarjanaTeknik ISKANDAR PAMELA NIM : PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012,

2 PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS 100m 3 /jam DAN HEAD POMPA 44m UNTUK SUPLAI AIRBAROMETRIK KONDENSER ISKANDAR PAMELA NIM : Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi priode ke- 172, pada Tanggal 29 Februari 2012 Diketahui / Disyahkan : Departemen Teknik Mesin Diketahui oleh: Dosen Pembimbing, Fakultas Teknik USU Ketua Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri Ir. Tekad Sitepu NIP NIP

3 PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS 100m 3 /jam DAN HEAD POMPA 44m UNTUK SUPLAI AIRBAROMETRIK KONDENSER ISKANDAR PAMELA NIM : Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi priode ke- 172, pada Tanggal 29 Februari 2012 Pembanding I, Pembanding II, Ir.Tulus B.Sitorus,ST,MT NIP Ir.Mulfi Hazwi M,sc. NIP

4 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala karunia dan rahmat- Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini. Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan untuk memenuhi syarat guna memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Skripsi ini adalah Perancangan Pompa Sentrifugal Dengan Kapasitas 100m 3 /jam dan Head Pompa 44m untuk Suplai Air Barometrik Condenser. Selama penulisaan laporan ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada : 1. Kedua Orang tua saya yang telah memberikan segala dukungan moril dan materil, juga kepada Abang dan Kakak ipar saya yang telah memberi semangat untuk dapat menyelesaikan tulisan ini. 2. Bapak Ir. Tekad Sitepu. selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, bimbingan, nasehat, dan pelajaran berharga hingga Skripsi ini dapat terselesaikan. 3. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin. 4. Seluruh Staf Pengajar pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin. 5. Bapak Hendra, Pak iyan, Bang Begeng, Pak Rajak, Bang Iman, Bang Dani, Bang Acmal, Kak Imei, yang membantu saya dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Teman-teman mahasiswa Mesin USU khususnya untuk stambuk 2007 yaitu Hermanto butar-butar, Amd.,Erwin Ramadhoni, ST., Rahmad Sugiarto, ST., Jasran Hutagalung, ST., dan semuanya.

5 7. Seluruh Karyawan Oleo Khususnya Maintenance yang telah banyak membantu juga dalam penyelesaian skripsi ini Akhir kata, semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan dapat dilanjutkan oleh rekan-rekan mahasiswa lain. Medan, April 2012 Penulis, Iskandar Pamela NIM

6 ABSTRAK Air merupakan salah satu komponen terpenting dalam proses yang terjadi pada industri oleochemical dan untuk mengirimkan air dalam jarak dan jumlah tertentu diperlukan suatu alat yang disebut pompa. Direncanakan pompa dirancang untuk memompakan air dari Cooling Water ke Barometric Kondenser dengan tekanan 2,5 sampai 3 bar dengan suhu 30 0, Barometric condenser merupakan suatu condenser yang berguna sebagai media pendingin yang dibutuhkan pada suatu proses destilasi. Untuk memenuhi maksud tersebut, maka dirancanglah suatu pompa yang mampu memompakan air dari Cooling Water ke Barometric condenser hingga mencapai tekanan 2,5 sampai 3 bar. Perancangan pompa ini menyangkut sistem perpipaan yang dilayani oleh pompa. Dari sistem ini dirancang spesifikasi pompa yaitu Head, kapasitas, putaran pompa, tipe dan lain sebagainya. Perancangan pompa ini dilanjutkan dengan penetapan ukuran-ukuran dimensi dari bagian utama pompa seperti impeller, rumah pompa, dan poros pompa sehingga mampu bekerja dengan baik. Rancangan ini juga menghitung berapa daya motor penggerak yang harus disediakan untuk mengoperasikan pompa tersebut. Kata kunci : Pompa, Spesifikasi, Ukuran utama pompa

7 DAFTAR ISI ABSTRAK..i DAFTAR ISI....ii DAFTAR TABEL. viii DAFTARGAMBAR......ix DAFTAR NOTASI......x BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Maksud dan Tujuan Perancangan PembatasanMasalah Manfaat Perancangan Sistematika Penulisan. 3 BAB II LANDASAN TEORI Pengertian Pompa Klasifikasi Pompa Pompa Pemindahan Positif Pompa Pemindah Non Positif Pompa Sentrifugal Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal Klasifikasi Pompa Sentrifugal Putaran Spesifik Head

8 Tinggi Energi Potensial (Z) Tinggi Energi Kinetik Tinggi Energi Tekan Kavitasi Net Positive Suction Head ( NSPH ) NPSH yang Tersedia NPSH yang Diperlukan Hambatan / Rugi rugi (Losses) Pipa Lurus Perubahan Penampang Pipa Sambungan sambungan Pipa Menentukan Kecepatan Rata rata Saluran Pada Pipa Isap Pada Sisi Tekan Menentukan Jenis Impeler Pompa Perhitungan daya Pompa Daya Pompa ( whp ) Daya yang Dibutuhkan Ukuran ukuran Utama Pompa Diameter Poros Pompa Sisi Masuk Impeler 21

9 Diameter Naaf Impeler Diameter Mata Impeler Kecepatan Keliling Sisi Masuk Impeler Sudut Sisi Masuk Segitiga Kecepatan Sisi Masuk Impeler lebar Impeler Pada Sisi Masuk Sisi Luar Impeler Diameter Luar Impeler Kecepatan Keliling Kecepatan Radial Sudut Sisi Keluar Segitiga Kecepatan Sisi Keluar Lebar Impeler pada Sisi Keluar Jumlah Sudu Jarak Sudu Sisi Masuk Tebal Sudu Melukis Bentuk Impeller Perhitungan Rumah Pompa Radius lidah tongue Sudut antara tongue toritis dengan tongue actual Lebar Rata- rata tiap ring...29

10 Sudut rumah pompa BAB III SPESIFIKASI POMPA Kapasitas aliran Kecepatan aliran dan diameter pipa Perhitungan Head pompa Head Statis Kerugian Head Sepanjang pipa instalasi Kerugian Head Mayor Head losses sepanjang pipa isap Head losses sepanjang pipa tekan Kerugian Head Minor Head Tekanan 3.7Head Total Pompa Daya Pompa 3.9Putaran Pompa Penentuan Putaran Spesifik dan Jenis Impeller Daya Porao Pompa Spesifikasi Pompa..42

11 BAB IV UKURAN UKURAN UTAMA POMPA Diameter Poros Pompa Diameter Hub Impeller 4.3Sisi Masuk Impeller Kecepatan pada sisi isap Diameter Mata Impeller Diameter Sisi Masuk Impeller Kecepatan Keliling Sisi Masuk Impeller Kecepatan Sisi Masuk Impeller Sudut Sisi Masuk Impeller Lebar Susu Sisi Masuk Diagram Kecepatan Sisi Masuk Impeller Sisi Keluar Impeller Diameter Luar Impeller Sudut Sisi Keluar Impeller Kecepatan Keliling Sisi Luar Impeller Lebar Susu Sisi Keluar Diagram Kecepatan Sisi Keluar Impeller Jumlah Sudu 4.6Jarak Pembagi Sudu Tebal Sudu....51

12 4.8Melukiskan Kelengkungan Impeller Perhitungan Rumah Pompa Sudut Antara Tongue Teoritis dan Tongue Aktual.55 BAB V KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Klarifikasi Pompa Sentrifugal 8 Tabel 2.2 Sifat sifat Fisik Air 15 Tabel 3.1 Koefisien Kerugian Gesek pada Pipa Tekan 38 Tabel 3.2 Harga Putaran dan Kutubnya 40 Tabel 4.1 Pembagian Lingkaran Kosentris 53

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Pompa Torak untuk Campuran Lumpur, Minyak dan Air 5 Gambar 2.2 Pompa Uap Gerak Langsung 5 Gambar 2.3 Pompa Rotasi Roda Gigi 5 Gambar 2.4 Pompa Sentrifugal Rumah Keong, Pompa Difuser, dan Pompa Turbin 6 Gambar 2.5 Penampang Pompa Sentrifugal Satu Tingkat 7 Gambar 2.6 Aliran Fluida pada Pompa Sentrifugal 8 Gambar 2.7 Tinggi Tekan pada Sebuah Pompa 12 Gambar 2.8 Hubungan Antara Koefisien Kavitasi dan Kecepatan Spesifik 13 Gambar 2.9 Diagram Modi 17 Gambar 2.10 Hubungan Kecepatan Sisi Masuk Izin dengan Kecepatan yang Dibutuhkan dan Putaran Pompa 22 Gambar 2.11 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk 23 Gambar 2.12 Segitiga Kecepatan Sisi Keluar 25 Gambar 3.1 Instalasi Pompa yang Digunakan 35 Gambar 4.1 Diagram Kecepatan Sisi Masuk Impeler 47 Gambar 4.2 Diagram Kecepatan Sisi Keluar Impeler 49 Gambar 4.3 Kelengkungan Impeler 54

15 DAFTAR NOTASI SIMBOLKETERANGAN SATUAN A Luas Penampang Pipa m 2 b 1 Lebar Impeller Pada Sisi Masuk mm b 2 Lebar Impeler Pada Sisi Keluar mm D i Diameter Dalam Pipa mm d s Diameter Poros mm D h Diameter Hub mm D 1 Diameter Mata Impeller mm D 1 Diameter Sisi Masuk Impeller mm D 2 Diameter Sisi Keluar Impeller mm G Gravitasi m/s 2 h Lf Head Losses Sepanjang Pipa m Hp Head Pompa m h s Head Statis m L Panjang Pipa m T Momen Torsi Nmm M Massa kg Pp Daya Pompa kw N Putaran Pompa rpm N s Putaran Spesifik rpm Q Kapasitas Pompa m 3 /s R Jari Jari Sudu Lingkaran Impeller mm Re Bilangan Reynold - t1 Jarak Antara Sudu m s Tebal Sudu Impeller mm U 1 Kecepatan Tangensial Sisi Masuk Impeller m/s U 2 Kecepatan Tangensial Sisi Keluar Impeller m/s V Kecepatan Aliran Pada Pipa m/s V o Kecepatan Aliran Masuk Impeller m/s

16 Vr 1 Kecepatan Radial Masuk Impeller m/s Vr 2 Kecepatan Radial Keluar Impeller m/s Z Jumlah Sudu -