MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA RANGKAIAN POMPA (POM) Disusun oleh: Listiani Artha Kevin Timothius C Dr. Tirto Prakoso Meiti Pratiwi, S.T, M.T. Dr. Ardiyan Harimawan PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2013
POM 2
DAFTAR ISI DAFTAR ISI... 3 DAFTAR GAMBAR... 4 DAFTAR TABEL... 5 BAB I PENDAHULUAN... 6 BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN... 7 I. Tujuan... 7 II. Sasaran... 7 BAB III RANCANGAN PERCOBAAN... 8 I. Skema Alat Percobaan... 8 II. Alat Pendukung Percobaan... 8 BAB IV PROSEDUR KERJA... 10 I. Langkah Percobaan... 10 II. Metode Pengukuran... 11 DAFTAR PUSTAKA... 12 LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH... 13 LAMPIRAN B PROSEDUR PERHITUNGAN... 14 POM 3
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Skema rangkaian alat percobaan... 8 Gambar 2. Diagram alir percobaan POM... 10 Gambar 3.Kurva kinerja QH... 15 Gambar 4. Kurva efisiensi... 15 POM 4
DAFTAR TABEL Tabel I.Contoh tabel data pengamatan... 13 POM 5
BAB I PENDAHULUAN Pompa merupakan instrumen proses yang sudah sangat umum digunakan, bahkan tidak hanya di pabrik, pompa juga tidak asing ditemukan di rumah-rumah. Pompa memiliki dua kegunaan utama, yakni memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air), dan mensirkulasikan cairan sekitar sistem (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan). Berdasarkan prinsip kerjanya, pompa dibedakan menjadi dua, yakni pompa sentrifugal dan pompa pemindahan positif (positive displacement pump). Pompa sentrifugal merupakan tipe pompa yang paling banyak digunakan di dunia. Kepopuleran pompa sentrifugal disebabkan karena prinsip kerjanya yang simpel, jelas, dan sudah teruji, daya dorong yang kuat, efektif, dan produksinya relatif tidak mahal. Pompa sentrifugal cocok untuk cairan yang memiliki viskositas rendah dan untuk laju alir tinggi. Selain itu, pompa tipe ini telah banyak digunakan untuk berbagai tujuan, baik di perumahan, industri, perkotaan, dan lain-lain. Terdapat berbagai variasi pompa sentrifugal yang terdiri dari komponen hidrolik dasar yang sama. Di antaranya adalah end suction pump, in-line pump, double suction pump, submersible pump, axial-flow pump, dan sebagainya. Pompa sentrifugal bekerja dengan cara mentransfer energi mekanik dari motor listrik ke fluida melalui baling-baling / pendorong yang berputar. Sebagian energi diubah menjadi energi kinetik dalam bentuk gerakan fluida, dan sebagian lagi menjadi energi potensial, dalam bentuk tekanan fluida, atau dengan mengalirkan fluida melawan gravitasi ke ketinggian yang lebih tinggi. Pompa merupakan salah satu peralatan yang hampir selalu ada di semua pabrik kimia, oleh karena itu pengetahuan mengenai instrumen ini sangatlah penting bagi para insinyur teknik kimia. Dengan melaksanakan praktikum ini, praktikan akan memahami bagaimana pompa sentrifugal bekerja, bagaimana cara menilai performa pompa, dan bagaimana susunan pompa yang cocok untuk keperluan tertentu. POM 6
I. Tujuan BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN Tujuan pelaksanaan modul rangkaian pompa adalah : 1. Praktikan mengetahui bagaimana mengukur kinerja pompa 2. Praktikan dapat menentukan kapan saat terbaik untuk menggunakan rangkaian pompa secara tunggal, seri, atau paralel. II. Sasaran Berkenaan dengan tujuan praktikum, praktikan diharapkan dapat menyusun kurva performansi pompa sentrifugal yang dirancang secara tunggal, seri, dan paralel. POM 7
I. Skema Alat Percobaan BAB III RANCANGAN PERCOBAAN Skema alat percobaan modul Rangkaian Pompa adalah sebagai berikut. Flow meter PI 3 2 1 PI Pompa A Pompa B Toren Gambar 1. Skema rangkaian alat percobaan II. Alat Pendukung Percobaan a. Perangkat dan Alat Ukur 1. Toren 2. Pompa sentrifugal 3. Pipa PVC 4. Fitting 5. Ball Valve 6. Screw valve 7. kwh meter 8. Suction pressure gauge 9. Discharge pressure gauge 10. Flow meter POM 8
b. Bahan/Zat Kimia 1. Air 2. Bayclin/kaporit POM 9
I. Langkah Percobaan BAB IV PROSEDUR KERJA Mulai Isi toren dengan air hingga level air minimal setinggi pipa suction Sambungkan pompa dengan sumber listrik Campur air dengan bayclin / kaporit Pastikan bukaan keran sesuai dengan pompa yang akan digunakan Nyalakan pompa Tekanan suction Tekanan discharge Amati tekanan suction, tekanan discharge, laju alir, dan daya yang digunakan Atur bukaan keran sekrup sesuai variasi yang diinginkan Laju alir Daya Masih perlu lakukan variasi bukaan keran Tidak Ya Matikan pompa Masih perlu lakukan variasi rangkaian pompa yang digunakan Ya Tidak Selesai Gambar 2. Diagram alir percobaan POM POM 10
II. Metode Pengukuran Dari hasil praktikum modul rangkaian pompa ini, data yang diperoleh yakni nilai tekanan suction, tekanan discharge, laju alir, dan daya. Data-data ini diperoleh dengan memvariasikan bukaan keran sehingga terjadi perubahan tekanan pada pressure gauge. Data yang lainnya diperoleh pula dengan mengukur waktu yang ditempuh untuk 1 putaran kwh meter dan 5 putaran penuh (Volume 5 Liter). Variasi yang dilakukan dalam percobaan ini yakni 1. Bukaan Keran. Bukaan keran yang divariasikan minimal 6 bukaan. 2. Susunan pompa yang digunakan. Susunan pompa yang digunakan dalam percobaan ini yakni pompa tunggal A, pompa tunggal B, rangkaian pompa seri, dan rangkaian pompa paralel. i) Bukaan keran untuk aliran pompa tunggal A yakni dengan membuka keran 1 saja (keran sekrup harus selalu dibuka) ii) Bukaan keran untuk aliran pompa tunggal B yakni dengan membuka keran 3 saja. iii) Bukaan keran untuk aliran rangkaian pompa seri yakni dengan membuka keran 2 saja. Bukaan kran untuk aliran rangkaian pompa paralel yakni dengan membuka keran 1 dan 3 saja. POM 11
DAFTAR PUSTAKA 1. Jacobsen, Christian Brix. The Centrifugal Pump. Grundfos. 2. http://www.pumpscout.com/all-pump-types/centrifugal-pumps-ptid108.html (Diakses 8 Oktober 2012) 3. http://www.engineeringtoolbox.com/centrifugal-pumps-d_54.html (Diakses 8 Oktober 2012) http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/indo/chapter%20- %20Pumps%20and%20pumping%20systems%20(Bahasa%20Indonesia).pdf (Diakses 8 Oktober 2012) POM 12
LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH Contoh tabel data pengamatan dapat dilihat pada gambar sebagai berikut. Tabel I.Contoh tabel data pengamatan Rangkaian Tunggal (Pompa A) Pompa No Variasi bukaan Tekanan Tekanan Laju alir Daya (W) (%) suction discharge (l/s) (kgf/cm 2 ) (kgf/cm 2 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 POM 13
Perhitungan a) Perhitungan beda tekan ( P) LAMPIRAN B PROSEDUR PERHITUNGAN Di mana P discharge P suction = Tekanan keluaran pompa (Pa) = Tekanan masukan pompa (Pa) b) Perhitungan head pompa (h) Di mana = densitas (kg/m 3 ) G = gravitasi (m/s 2 ) c) Perhitungan efisiensi pompa total Di mana P hidrolik P listrik Q = Daya yang ditransfer dari pompa ke fluida (W) = Daya dari sumber listrik (W) = Debit air (m 3 /s) POM 14
Pengolahan Data Dari data yang telah diperoleh, dapat disusun kurva karakteristik pompa. Kurva karakteristik pompa yang akan digunakan dalam praktikum ini adalah kurva QH (head-laju alir) dan kurva efisiensi (efisiensi-laju alir). a) Kurva head-laju alir Kurva QH menunjukkan pengaruh laju alir terhadap head pompa. Gambar menunjukkan bentuk kurva head-laju alir yang umum Gambar 3.Kurva kinerja QH a) Kurva efisiensi Kurva efisiensi menunjukkan pengaruh laju alir terhadap efisiensi pompa. Gambar 5 menunjukkan bentuk kurva efisiensi yang umum. Gambar 4. Kurva efisiensi Dengan menyusun kedua kurva ini, dapat dibandingkan antara kinerja pompa A, pompa B, rangkaian pompa seri, dan rangkaian pompa parallel. POM 15
LAMPIRAN C LEMBAR KESELAMATAN KERJA LABORATORIUM INSTRUKSIONAL PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA ITB Kode/Nama Modul : POM / Rangkaian Pompa Asisten Modul : Listiani Artha, Kevin Timotius C. Dosen Pembimbing : Dr. Tirto Prakoso, Meiti Pratiwi,S.T.,M.T. Deskripsi Pekerjaan Potensi bahaya Cara Pencegahan Memasukkan air ke dalam toren Menyalakan dan mengoperasikan pompa 1. Terpeleset air yang tergenang 2. Air tumpah ke sirkuit listrik yang tidak tertutup 1. Level air di toren terlalu rendah sehingga menyebabkan kavitasi pompa 2. Salah membuka/menutup keran sehingga memberi beban berlebihan pada pompa 3. Bagian tubuh terkena sengatan listrik dari sirkuit listrik yang terbuka 1. Berhati-hati dalam menuang air ke toren, jangan sampai ada air yang tergenang. 2. Berhati-hati dalam menuang air, menutup/melindungi sirkuit listrik yang terbuka 1. Memastikan level air pada toren cukup tinggi sehingga tidak memungkinkan terjadinya kavitasi pada pompa. 2. Pastikan keran yang terbuka dan tertutup sudah sesuai dengan aliran air pompa yang digunakan 3. menutup/melindungi sirkuit listrik yang terbuka Dosen Pembimbing Menyetujui Asisten Modul Dr. Tirto Prakoso Listiani Artha Koordinator Laboratorium Instruksional Program Studi Teknik Kimia ITB Dr. Ardiyan Harimawan POM 16