PRAKTIKUM PRESTASI MESIN POMPA SERI DAN PARALEL DISUSUN OLEH : ALMANAF ( 1507166038 ) LABORATORIUM KONVERSI ENERGI PROGRAM STUDI S-1 TRANSFER JURUSANTEKNIKMESIN FAKULTASTEKNIK UNIVERSITAS RIAU 2016
BAB I PENDAHULUAN Didalam kehidupan sehari-hari, seringkali menggunakan pesawat kerja / bantu yang memudahkan untuk menyelesaikan pennasalahan Dalam hal pemindahan suatu pesawat pompa. secara tepat dan ekonomis. suatu fluida dari satu tempat ke tempat lain menggunakan Pompa ada beberapa macam tetapi yang sering digunakan dalam kegiatan industri maupun rumah tangga adalah jenis pompa sentrifugal. Pompa sentrifugal mempunyai dua bagian penting, yaitu impeller yang berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanis dari poros pompa ke fluida dengan cara diputar sehingga timbul gaya sentrifugal dan rumah pompa (cagging) yang mengarahkan fluida ke impeller dan sekaligus mengubah tenaga kinetik fluida menjadi tenaga tekanan. Untuk dapat memecahkan suatu masalah yang berhubungan dengan pompa dalam kondisi yang serta terbatas. Jika ketinggian atau kapasitas yang diperlukan tidak dapat dicapai dengan satu pompa saja, maka dapat digunakan dua pompa-dua pompa atau lebih yang disusun secara paralel atau seri. Pada operasi pompa disusun seri diasumsikan terjadi peningkatan head tekan yanglebih besar dari pada pompa paralel, sedangkan pompa paralel diasumsikan akan terjadi peningkatan kapasitas pompa lebih besar daripada pompa seri. Dalam penelitian ini membuat alat peraga (alat uji kerja) pompa untuk mengerti tentang karakteristik kerja pompa sentrifugal susunan seri dan paralel. 1.1 Teori Dasar Pompa adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengalirkan, memindahkandan mensirkulasikan zat tluida cair dengan cara menaikkan tekanan dankecepatan dari suatu tempat ke tempat lain, atau dengan kata lain pompa adalah alatyang merubah energl mekanik dari suatu alat penggerak (driver) menjadi energipotensiai dan kinetik yang berupa head. sehingga zat cair tersebut memiliki tekanan sesuaidengan head yang dimilikinya.agar zat cair tersebut mengaiir, maka diperlukan energi tekan
yang diberikanpornpa, dan energi tekan ini harus mampu mengatasi berbagai macam kcrugian-kcrugian yang terjadi sepanjang lintasan atau intalasi pipa yang dilalui zat tersebut.perpindahan zat cair ini dapat mendatar, tegak lurus atau arah campuran keduanya.perpindahan zat cair yang tegak lurus harus dapat mengatasi hambatan-hambatan, seperti yang terdapat pada pemindahan zat cair arah mandatar, yaituadanya hambatan gesekan sepanjang pipa dan juga hambatan karena adanya penggunaan aksessoris. Hambatan gcsckan ini akan mempengaruhi kecepatanaliran dan adanya perbedaan head antara sisi hisap (suction) dengan sisi tekan( discharge). 1.2.Sistem Susunan A. Parallel Tujuan pemasangan pompa secara parallel adalah agar kapasitas yang diinginkan lebih besar. Apabila kapasitasnya menurun pada satu pompa, maka sebagian pompa dapat dinonaktitkan, sehingga efisiensinya maksimum. B. Parallel Tujuan pemasangan pompa secara seri adalah agar headnya menjadi lebih tinggin dan juga dapat digunakan untuk variasi head. Sistem head adalah penjumlahan head statis dengan head yang bervariasi. 1.3 Pessure Gauge Manometer adalah alat ukur tekanan dan manometer tertua adalah manometer kolom cairan. Alat.ukur ini sangat sederhana, pengamatan dapat dilakukan langsung dan cukup teliti pada beberapa daerah pengukuran. Manometer kolom cairan biasanya digunakan untuk pengukuran tekanan yang tidak terialu tinggi (mendekati tekanan atmosfir). 1.4 Fungsi manometer Manometer adalah alat yang digunakan secara luas untuk mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan. Jenis manometer tertua adalah manometer kolom cairan. Versi manometer sederhana kolom cairan adalah bentuk pipa U yang diisi cairan setengahnya (biasanya berisi minyak,
air atau air raksa) dimana pengukuran dilakukan pad a satu sisi pipa, sementara tekanan (yang mungkin terjadi karena atmosfir) diterapkan pada tabung yang lainnya. Perbedaan ketinggian cairan memperlihatkan tekanan yang diterapkan. A.Prinsip kerja manometer U Gambar 2.10 merupakan gambaran scderhana manometer tabung U yang diisi cairan setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama tinggi. Gambar b bila tekanan positif diterapkan pada salah satu sisi kaki tabung, cairan ditekan kebawah pada kaki tabung tersebut dan naik pada sisi tabung yang lainnya. Perbedaan pada ketinggian, "h", merupakan penjumlahan hasil pembacaan diatas dan dibawah angka nol yang menunjukkan adanya tekanan. Gambar c menunjukkan tidakadanya tekanan yang terjadi, tetapi adanya kevakuman yang terjadi. Pada gambar 2 dapat dililiat prinsip kerja dan cara pembacaan tekanan manometer U. alat ukur
B. Prinsip Bernoulli Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fiuida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenamya merupakan penyederhanaan dari persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam. suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama.
1.5. Tahanan Sistim (Head) Tekanan diperlukan untuk memompa cairan melewati sistem pada laju tertentu. Tekanan ini harus cukup tinggi untuk mengatasi tahanan sistem, yang juga disebut "head". Head total merupakan jumlah dari head statik, head gesekan/friksi, head tekanan dan head kecepatan. A. Head statik Head statik merupakan perbedaan tinggi an tara sumber dan tujuan dari cairan yang dipompakan. Head statik merupakan aliran yang independen. Head statik pada tekanan tertentu tergantung pada berat cairan. B. Head gesekan/friksi Ini merupakan kehilangan yang diperlukan untuk mengatasi tahanan untuk mengalir dalam pip a dan sambungan-sambungan. Head ini tergantung pada ukuran, kondisi dan jenis pipa, jumlah dan jenis sambungan, debit aliran, dan sifat dari cairan. Head gesekan/friksi sebanding dengan kuadrat debit. C. Head tekanan Head tekanan merupakan perbedaan tekanan yang terjadi pada kedua titik tekanan yang berbeda. D. Head kecepatan Head kecepatan merupakan perbedaan kecepatan titik kecepatan yang berbeda. yang terjadi pada kedua E.Head Total Pompa Head Total Pompa ditentukan dari kondisi instalasi plumbing yang akan dilayani oleh pompa.head total dapat diperoleh dengan rumus
1.5 V-Notcll V-Notch adalah suatu metoda yang digunakan untuk mengukur debit pada saluran terbuka dengan ambang tajam segitiga. Bentuk penampang pelimpah aliran dari ambang tajam segitiga yaitu penampang berbentuk segitiga sarna kaki seperti hurufv yang puncak sudut ambang mengarah ke hilir (ASTM D 5242-92). 1.6 Rumus debit Persamaan rumus yang digunakan untuk mendapatkan debit pelimpah di atas ambang tajam segitiga dapat dihitung dengan :
2 Konstruksi V-NOTCH Dalam pembuatan V'Notch ada ukuran-ukuran tertentu yang harus ditetapkan sebagai acuan agar hasil dan konstruksinya dapat diperhitungkan. Untuk menentukan tinggi nilai He pada weir maka persamaan yang digunakan adalah
BAB II METODOLOGI 1.1 Gambar Alat Uji Pompa Seri Dan Paralel 2.1. Prosedur Pengujian a. Pengujian pornpa tunggal 1 1. Buka penuh katup 1 dan tutup penuh katup yang lain 2. Hidupkan pompa 1 3. Buka secara perlahan-iahan katup 3 sehingga terbuka penuh 4. Buka secara perlahan-lahan katup 6 sehingga terbuka penuh 5. Tutup secara perlahan-iahan katup 1 sehingga tertutup penuh
6. Tutup secara perlahan-lahan katup 6 sehingga tekanan pada pressure gauge (P1) menunjukkan tekanan 0,2 bar 7. Catat kenaikan air (H) pada V-notch 8. Ulangi langkah 6 dan 7 untuk tiap kenaikan tekanan 0,2 bar hingga tekanan menunjukkan anoka 2 bar b. Pengujian pompa tunggal 2 1. Buka penuh katup 4,5dan 6 serta dan tutup penuh katup yang lain 2. Hidupkan pompa 2 3. Tutup secara perlahan-iahan katup 4 sehingga tertutup penuh 4. Tutup secara perlahan-lahan katup 6 sehingga tekanan pada pressure gauge (P2) menunjukkan tekanan 0,2 bar 5. Catat kenaikan air (H) pad a V-notch 6. Ulangi langkah 4 dan 5 untuk tiap kenaikan tekanan 0,2 bar hingga tekanan menunjukkan angka 2 bar c. Pengujian pompa seri 1. Buka penuh katup 1 dan 4 kemudian tutup penuh katup yang lain 2. Hidupkan pompa 1 dan 2 3. Buka secara perlahan-iahan katup 2 sehingga terbuka penuh 4. Buka secara perlahan-iahan katup 6 sehingga terbuka penuh 5. Tutup secara perlahan-lahan katup 1 dan katup 4 sehingga tertutup penuh 6. Tutup secara perlahan-iahan katup 6 sehingga tekanan pada pressure gauge (P3) menunjukkan tekanan 0,2 bar
7. Catat kenaikan air (H) pada V-notch 8. Ulangi langkah 6 dan 7 untuk tiap kenaikan tekanan 0,2 bar hingga tekanan menunjukkan angka 2 bar d. Pengujian pompa pararel 1. Buka penuh katup 1, 4 dan 5 kemudian tutup penuh katup yang lain 2. Hidupkan pompa 1 dan 2 3. Buka secara perlahan-iahan katup 3 sehingga terbuka penuh 4. Buka secara perlahan-iahan katup 6 sehingga terbuka penuh 5. Tutup secara perlahan-iahan katup 1 dan katup4 sehingga tertutup penuh 6. Tutup secara perlahan-iahan katup 6 sehingga tekanan pada pressure gauge (P3) menunjukkan tekanan 0,2 bar 7. Catat kenaikan air (H) pada V-notch 8. Ulangi langkah 6 dan 7 untuk tiap kenaikan tekanan 0,2 bar hingga tekanan menunjukkan angka 2 bar Analisa: I. Grafik Q Vs H pada pompa 1 tunggal dan pompa 2 tunggal 2. Grafik Q Vs H pada pompa seri dan pararel 3. Ulasan dan analisa masing-masing grafik
BAB III PENUTUP 1. Hasil Pengujian Data Pengujian pompa tunggal Data Pompa tunggal 1 n h1 h2 ρ g P (pa) Δh o (m) (m) (kg/m 3 ) (m/s 2 ) ϴ V (m3) t (s) Q (act) 1 25000 0,125 0,16 0,035 1000 9,81 90 0,001 3,6 0,000277778 2 50000 0,125 0,16 0,035 1000 9,81 90 0,001 3,2 0,0003125 3 75000 0,125 0,16 0,035 1000 9,81 90 0,001 3,4 0,000294118 4 10000 0 0,125 0,16 0,035 1000 9,81 90 0,001 3,5 0,000285714 H (m) kn He Qtheo Heat total 2,54842 0,0008 0,0358 0,000573 2,58422 5,09684 0,0008 0,0358 0,000573 5,13264 7,6452599 0,0008 0,0358 0,000573 7,68106 10,19368 0,0008 0,0358 0,000573 10,22948 Data pompa tunggal 2 no P (pa) h1 h2 ρ g Δh (m) (m) (kg/m 3 ) (m/s 2 ) ϴ V (m3) t (s) Q (act) 1 25000 0,125 0,16 0,035 1000 9,81 90 0,001 2,6 0,000384615 2 50000 0,125 0,165 0,04 1000 9,81 90 0,001 2,8 0,000357143 3 75000 0,125 0,165 0,04 1000 9,81 90 0,001 3,5 0,000285714 4 100000 0,125 0,165 0,04 1000 9,81 90 0,001 3,6 0,000277778 H (m) kn He Qtheo Heat total 2,54842 0,0008 0,0358 0,000573 2,58422 5,09684 0,0008 0,0408 0,000794 5,13764 7,6452599 0,0008 0,0408 0,000794 7,68606 10,19368 0,0008 0,0408 0,000794 10,23448
Data Pompa Seri no P (pa) h1 h2 ρ g Δh (m) (m) (kg/m 3 ) (m/s 2 ) ϴ V (m3) t (s) Q (act) 1 25000 0,14 0,165 0,025 1000 9,81 90 0,001 2,4 0,000416667 2 50000 0,14 0,165 0,025 1000 9,81 90 0,001 2,7 0,00037037 3 75000 0,14 0,165 0,025 1000 9,81 90 0,001 2,7 0,00037037 4 100000 0,14 0,164 0,024 1000 9,81 90 0,001 2,7 0,00037037 H (m) kn He Qtheo Heat total 2,54842 0,0008 0,0258 0,000253 2,57422 5,09684 0,0008 0,0258 0,000253 5,12264 7,6452599 0,0008 0,0258 0,000253 7,67106 10,19368 0,0008 0,0248 0,000229 10,21848 Data Pompa Paralel no P (pa) h1 h2 ρ g Δh (m) (m) (kg/m 3 ) (m/s 2 ) ϴ V (m3) t (s) Q (act) 1 25000 0,17 0,175 0,005 1000 9,81 90 0,001 1,7 0,000588235 2 50000 0,17 0,175 0,005 1000 9,81 90 0,001 1,6 0,000625 3 75000 0,17 0,175 0,005 1000 9,81 90 0,001 1,5 0,000666667 4 100000 0,17 0,175 0,005 1000 9,81 90 0,001 1,7 0,000588235 H (m) kn He Qtheo Heat total 2,54842 0,0008 0,0058 6,05E- 06 2,55422 5,09684 0,0008 0,0058 6,05E- 06 5,10264 7,6452599 0,0008 0,0058 6,05E- 06 7,65106 10,19368 0,0008 0,0058 6,05E- 06 10,19948
0,0007 Grafik Perbandingan Q Terhadap H Total Pada Pompa Tunggal 1 0,0006 0,0005 Debit (m3/s) 0,0004 0,0003 0,0002 0,0001 0 0 2 4 6 8 10 12 Head Total (m) Q act Q theo Grafik Perbandingan Q Terhadap H Total Pada Pompa Tunggal 2 0,0009 0,0008 0,0007 Debit (m3/s) 0,0006 0,0005 0,0004 0,0003 0,0002 0,0001 0 0 2 4 6 8 10 12 Q Act Q theo Head Total (m)
Grafik Perbandingan Q Terhadap H Total Pada Pompa Seri 0,00045 0,0004 0,00035 Debit (m3/s) 0,0003 0,00025 0,0002 0,00015 0,0001 0,00005 0 0 2 4 6 8 10 12 Q act Q theo Head Total (m) Grafik Perbandingan Q Terhadap H Total Pada Pompa Paralel 0,0007 0,0006 0,0005 Debit (m3/s) 0,0004 0,0003 0,0002 0,0001 0 0 2 4 6 8 10 12 Q act Q theo Head Total (m)
2. Kesimpulan Setelah Melakukan beberapa kali pengambilan pengujian dan pengambilan sampel sehingga di dapat kesimpulan 1.Berdasarkan data Grafik Pada Pompa 1 Untuk Q Act mengalami kenaikan debit dari debit awal kemudian cendrung stabil sedangkan untuk Q theo tidak mengalami perubahan yang signifikan. 2.Berdasarkan grafik untuk Pompa tunggal 2 untuk Qact Mengalami penurunan debit dari debit awal sedangkan untuk Q the mengalami kenaikan yang cukup Sigifikan 3.Berdasarkan grafik yang di dapat untuk pompa seri Q act debit air mengalami penurun kemudian cendrung stabil sedangkan untuk Qtheo dari awal stabil kemudian mengalami penurunan secara signifikan. 4.Berdasarkan Analasia grafik untuk pompa parallel untuk Qact Mengalami stabil kemudian ada kenaikan dan penurunan level debit sedangkan pada Qthe tidak mengalami perubahan