KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat dan kasihnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul ANALISA POMPA SENTRIFUGAL KAPASITAS 40 m 3 /Jam DAN HEAD 20 m UNTUK PEMOMPAAN CPO. Penulisan tugas akhir ini salah satu syarat untuk menyelesaikan mata kuliah tugas akhir semester VI pendidikan diploma 3, program studi teknik konversi energi mekanik, jurusan teknik mekanik. Dalam penulisan laporan ini, penulis telah mendapat bimbingan dan arahan dari berbagai pihak,baik secara material, informasi maupun dukungan. untuk itu, sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak M Syahruddin,S.T.,M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Idham Kamil, S.T., M.T. Ketua Jurusan Teknik Mekanik Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Ir. Abdul Razak,M.T. Kepala Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik Politeknik Negeri Medan; 4. Bapak Ir. Isman Harianda,M.T. selaku dosen pembimbing saya yang selalu memberi saran,motivasi dan waktunya dalam penulisan tugas akhir ini; 5. Seluruh staf pengajar Teknik Konversi Energi Mekanik, Jurusan Teknik Mekanik, Politeknik Negeri Medan; 6. Bapak Munthe,S.T kepala pabrik yang telah memberikan izin untuk pengambilan data; 7. Kedua orang tua dan abang adik saya yang selalu memberikan doa,dukungan, materi serta kasih sayang yang berlimpah ; 8. Teman-teman energi-6c yang selalu setia dalam hal apapun; v
Dalam penulisan laporan ini, penulis menyadari masih terdapat kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu, penulis berharap kritik dan saran yang sifatnya membangun kesempurnaan laporan ini. Semoga laporan ini bermanfaat bagi pembaca atau siapa saja yang ingin membuat penuntun. Medan, Agustus 2015 Salam penulis Dicky Maryono Sibarani Nim: 1205052067 vi
DAFTAR ISI SPESIFIKASI TUGAS AKHIR... ii LEMBAR PERSETUJUAN... iii LEMBAR PENGESAHAN... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiii INTISARI... xiv ABSTRACT... xv BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Batasan Masalah... 2 1.3 Tujuan... 2 1.4 Manfaat... 3 1.5 Metode Pengumpulan Data... 3 BAB 2 LANDASAN TEORI... 4 2.1 Pengantar Umum... 4 2.2 Penggunaan Pompa... 4 2.3 Klasifikasi Pompa... 5 2.3.1 Klasifikasi Pompa Menurut Prinsip Kerja... 6 2.3.1.1 Pompa Tekanan Statis... 6 2.3.1.2 Pompa Tekanan Dinamis... 10 2.4 Pompa Sentrifugal... 11 2.4.1 Bagian bagian Pompa Sentrifugal... 12 2.4.1.1 Bagian bagian Utama dari Pompa Sentrifugal.. 12 2.4.1.2 Bagian bagian Pelengkap Pompa Sentrifugal... 13 2.4.2 Perbandingan Pompa Sentrifugal dengan Pompa vii
Torak... 14 2.4.3 Klasifikasi Pompa Sentrifugal... 15 2.4.3.1 Klasifikasi Pompa Sentrifugal Berdasarkan Impellernya... 15 2.4.3.1.1 Menurut Bentuk Impellernya... 15 2.4.3.1.2 Menurut Fluida yang Dipompakan... 17 2.4.3.2 Klasifikasi Berdasarkan Junlah Sisi Hisap... 18 2.4.3.3 Klasifikasi Berdasarkan Bentuk Rumah Pompa.. 20 2.4.3.4 Klasifikasi Berdasarkan Jumlah Tingkat... 21 2.4.3.5 Klasifikasi Berdasarkan Letak Poros... 22 BAB 3 SPESIFIKASI POMPA... 24 3.1 Kapasitas Pompa... 24 3.2 Head Pompa... 25 3.2.1 Head Total Pompa... 26 3.2.2 Head Statis Total... 27 3.2.3 Head Perbedaan Tekan... 27 3.2.4 Head Kerugian... 28 3.2.4.1 Head Kerugian Gesek dalam Pipa (head mayor)... 28 3.2.4.2 Head Kerugian Akibat Perlengkapan Instalasi (head minor)... 30 3.3 Jenis Pompa... 31 3.4 Putaran Spesifik... 31 3.5 Efisiensi Pompa... 32 3.6 Daya Pompa... 32 3.7 Daya Penggerak Mula... 32 3.8 Net Positive Suction Head ( NPSH )... 33 3.8.1 NPSH yang tersedia... 33 3.8.2 NPSH yang dibutuhkan... 34 viii
3.9 Gangguan gangguan pada Pompa... 34 3.9.1 Kavitasi... 34 3.9.2 Surjing... 35 3.9.3 Benturan Air (hammer water)... 35 3.9.4 Fluktuasi Tekanan... 36 BAB 4 PEMBAHASAN POMPA... 37 4.1 Kapasitas Pompa... 37 4.2 Data Pompa... 38 4.3 Data Spesifikasi... 39 4.4 Head Pompa... 40 4.4.1 Head Total Pompa... 40 4.4.2 Head Kerugian... 41 4.5 Perhitungan Head Pompa... 42 4.5.1 Head Statis Pompa... 42 4.5.2 Perbedaan Head Tekanan... 42 4.5.3 Head Kerugian Sepanjang Pipa Hisap... 42 4.5.4 Head Kerugian Sepanjang Pipa Tekan... 45 4.6 Tekanan di dalam Pompa... 49 4.7 Putaran Spesifik Pompa... 50 4.8 Efisiensi Pompa... 51 4.9 Daya Pompa... 51 4.10 Daya Penggerak Mula... 52 4.11 Net Positive Suction Head ( NPSH )... 52 4.11.1 Besarnya NPSH yang Tersedia... 52 4.11.2 NPSH yang dibutuhkan... 53 BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN... 55 5.1 Simpulan... 55 5.2 Saran... 55 DAFTAR PUSTAKA... 56 ix
LAMPIRAN x
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Pompa Torak... 8 Gambar 2.2 Pompa Roda Gigi Luar... 8 Gambar 2.3 Pompa Roda Gigi Dalam... 9 Gambar 2.4 Pompa Rotary Kamp... 9 Gambar 2.5 Pompa Rotary Dua Cuping... 9 Gambar 2.6 Pompa Sekrup Tunggal... 10 Gambar 2.7 Aliran Zat Cair Dalam Pompa Sentrifugal... 12 Gambar 2.8 Impeller Radial... 16 Gambar 2.9 Impeller Francis... 16 Gambar 2.10 Impeller Aksial... 16 Gambar 2.11 Impeller Aliran Campur... 17 Gambar 2.12 Impeller Jenis Terbuka... 17 Gambar 2.13 Impeller Jenis Semi Terbuka... 18 Gambar 2.14 Impeller Jenis Tertutup... 18 Gambar 2.15 Pompa Volute... 19 Gambar 2.16 Pompa Diffuser... 20 Gambar 2.17 Pompa Vortex... 20 Gambar 2.18 Pompa Satu Tingkat... 21 Gambar 2.19 Pompa Bertingkat Banyak... 21 Gambar 2.20 Pompa Jenis Poros Mendatar... 22 Gambar 2.21 Pompa Poros Tegak... 22 xi
Gambar 3.1 Instalasi Pompa... 41 Gambar 4.1 Grafik Menentukan Efisiensi Pompa... 51 xii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Perbedaan Pompa Sentrifugal dan Pompa Torak... 14 xiii
INTISARI Pompa mempunyai kegunaan yang sangat luas, hampir di segala bidang seperti rumah tangga, pertanian, dan industri. Pengaruh yang diberikan pompa sangat besar bagi kehidupan yaitu dapat menghemat pekerjaan memindahkan fluida cair dari segi waktu, biaya, tenaga dan resiko. Diperlakukan pemahaman dan pengetahuan yang memadai untuk menangani sebuah pompa. Pompa merupakan suatu alat yang digunakan untuk memindahkan fluida cair dari tempat yang bertekanan rendah ke tempat yang bertekanan tinggi dengan prinsip kerja mengubah energi mekanik menjadi energi fluida ( tekanan dan kecepatan ). Bagian utama yang sangat berpengaruh dalam kerja sebuah pompa adalah impeller dan rumah pompa yang dilengkapi dengan saluran hisap dan saluran tekan. Performansi sebuah pompa dipengaruhi oleh kapasitas, head dan kecepatan yang kesemuanya termasuk ke dalam kecepatan spesifik. Untuk dapat bekerja, pompa memerlukan penggerak mula yang mana disini digunakan motor induksi dengan daya operasional sebesar 5,003 kw. Head total yang dilayani pompa sebesar 75,64 meter. Dengan kecepatan spesifik pompa sebesar 303,531 rpm dapat diketahui jenis impeller yang digunakan adalah impeller radial dan efisiensi pompa sebesar 49 % dan instalasi pipa bebas dari gangguan kavitasi karena NPSH yang tersedia lebih besar dari NPSH yang diperlukan. Kata Kunci : Pompa, Fluida, Head, Kapasitas dan Kecepatan xiv
ABSTRACT Pump has application so large, almost at surface as at household, agriculture and industry. The influence of pump very much for life, that is can economical of job moves liquid fluids from side of time, cost, power and risk. Need some science and good skill for handle a pump. Pump is a tool used for move liquid fluids from low pressure place to high pressure place with principle work to convention a mechanical energy become fluids energy ( head and speed ). Main component of pump very influence for work of pump, that is impeller and casing which there are suction side and discharge side. Performance of a pump is influenced by capacity, head and speed which that all in specific speed. For work, the pump needs power, which in here is used induction motor by operational power equal 5,003 kw. Head is servant of pump equal 75,64 m. By specific speed equal 303,531 rpm is can knew type of impeller used that is radial s impeller and efficiency of pump equal 49 % and pipe installation save from kavitation because available NPSH bigger than needed NPSH. Key Word : Pump, Fluids, Head, Capacity and Speed xv
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan zaman dalam suatu kehidupan selalu diikuti oleh pertumbuhan penduduk dan semakin pesatnya kemajuan teknologi. Seiring dengan laju penduduk itu akan menimbulkan banyak keinginan-keinginan di dalam menunjang proses kehidupannya. Teknologi dan dunia industri yang berkembang pesat telah mempengaruhi kehidupan manusia secara langsung maupun tidak langsung. Atas dasar itu dituntut kesiapan manusia untuk dapat menerima, memanfaatkan, dan mampu mengembangkan teknologi tersebut ke arah yang lebih maju sesuai dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang dapat mempermudah semua kegiatan di dalam memenuhi kebutuhan hidupnya. Salah satu kebutuhan pokok manusia adalah minyak kelapa sawit (CPO) yang dapat diolah menjadi olein dan stearine. Olein adalah hasil olahan buah kelapa sawit yang telah melalui proses pengkristalan yang berwujud cair itulah yang akan menjadi minyak goreng sedangkan stearine berwujud padat yang diolah menjadi sabun, alat kosmetik, dan obat-obatan. Di dalam proses pendistribusian atau penyaluran CPO dari suatu tempat ke tempat yang diinginkan dengan cara manual atau langsung dengan menggunakan tenaga manusia akan menguras banyak energi dan membutuhkan waktu yang lama. Oleh karena itu manusia memikirkan dan menciptakan suatu alat yang dapat memindahkan fluida cair dengan mengabaikan tenaga manusia serta menguras waktu yang kita kenal dengan pompa. Pompa dalam kehidupan saat ini mempunyai kegunaan yang sangat luas hampir disegala bidang. Hal ini dikarenakan pompa merupakan suatu jenis mesinmesin fluida yang dapat digunakan untuk memindahkan fluida cair dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi. 1
Untuk jenis dan ukuran pompa dapat ditentukan berdasarkan kondisi yang akan dilayani oleh pompa tersebut. Dari segi konstruksinya pompa dibuat secara khusus sesuai dengan kebutuhan kapasitas pompa yang diperlukan, head, dan jenis fluida yang dipompakan. Hingga akhirnya dapat dimengerti bahwa diperlukan pengetahuan yang memadai dan menangani suatu pompa. Pompa merupakan salah satu komponen penting dan sering kita jumpai di hampir setiap industri. Sama halnya dengan PKS sei mangkei yang bergerak di dalam bidang pengolahan kelapa sawit yang menggunakan pompa dalam proses produksinya, pompa yang digunakan adalah pompa sentrifugal dengan berbagai kapasitas dan head yang berbeda-beda untuk menyalurkan CPO dari bak penampung ke tangki penyimpanan. Oleh karena itu akan betapa pentingnya pompa dalam kegiatan industri terutama pompa yang digunakan untuk mendistribusikan CPO membuat penulis tertarik untuk mengangkatnya menjadi sebuah tugas akhir yang berjudul ANALISA POMPA SENTRIFUGAL KAPASITAS 40 m 3 /Jam DAN HEAD 20 m UNTUK PENYIMPANAN CPO. 1.2 Batasan Masalah Dalam penulisan laporan tugas akhir ini dibuat batasan masalah sebagai berikut : 1. Bagaimana prinsip kerja pompa sentrifugal? 2. Bagaimana klasifikasi pompa sentrifugal? 3. Bagaimana spesifikasi pompa sentrifugal? 4. Bagaimana instalasi pompa sentrifugal? 2
1.3 Tujuan Adapun tujuan penulisan laporan tugas akhir ini adalah : 1. Untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Program Diploma III Politeknik Negeri Medan, Jurusan Teknik Mesin, Program Studi Teknik Konversi Energi Mekanik. 2. Untuk mengetahui spesifikasi pompa sentrifugal. 3. Untuk mengetahui peranan pompa dalam pemindahan fluida. 1.4 Manfaat 1. Bagi penulis sendiri untuk menambah wawasan dan pengetahuan tentang pompa agar nantinya setelah terjun ke lapangan dapat dijadikan sebagai pedoman atau buku petunjuk. 2. Sebagai bahan perbandingan bagi mahasiswa lain yang akan membahas hal yang sama. 3. Membandingkan antara teori yang diperoleh dari bangku perkuliahan dengan yang ada dilapangan. 1.5 Metode Pengumpulan Data Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini, penulis melakukan beberapa metode dalam penyusunan laporan ini, diantaranya : 1. Observasi langsung ke lapangan. 2. Konsultasi dengan pembimbing lapangan dan pembimbing di perkuliahan. 3. Studi pustaka, yaitu mempelajari buku-buku referensi dalam melengkapi teoriteori yang berhubungan dengan pompa. 3