tugas skripsi jumlah sudu pada sudu pompa …
TRANSCRIPT
TUGAS SKRIPSI
ANALISA PENGARUH SUDUT MASUK TERHADAP
JUMLAH SUDU PADA SUDU POMPA
SENTRIFUGAL
DISUSUN OLEH :
MUHAMMAD ROHIM
NPM : 71180911049
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ISLAM SUMATERA UTARA
MEDAN
2020
ii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb
Segala puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah SWT
yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan laporan buku Tugas Skripsi ini. Selanjutnya Shalawat beriring
salam kepada keharibaan kita Nabi besar Muhammad SAW serta keluarga dan
sahabat beliau sekalian.
Tugas Skripsi ini yang berjudul “Analisa Pengaruh Sudut Masuk
Terhadap Jumlah Sudu Pada Sudu Pompa Sentrifugal” merupakan sebagian
dari syarat – syarat yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (S-1)
pada program studi Sastra – 1 Fakultas Teknik Universitas Islam Sumatera Utara.
Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan Tugas Akhir ini, penulis telah
banyak memperoleh bantuan dan bimbingan yang sangat bermanfaat dari berbagai
pihak terutama dari Pembimbing..
Selanjutnya pada kesempatan ini, penulis juga menyampaikan banyak rasa
terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Dosen Pembimbing Ir. H. Amirsyam Nasution, M.T. dan Bapak Dosen
Pembimbing II Ir. Muslih Nasution , M.T. yang dengan penuh kesabaran telah
memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis.
iii
2. Bapak Ir. Muksin R. Harahap, S.Pd., M.T. , Selaku Kepala Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Islam Sumatera Utara;
3. Bapak Ir. H. Abdul Haris Nasution, M.T, Dekan Fakultas Teknik Universitas
Islam Sumatera Utara;
4. Seluruh karyawan Sekretariat Fakultas Teknik Universitas Islam Sumatera
Utara yang sangat banyak membantu penulis, serta semua pihak yang tidak
mungkin disebutkan satu persatu;
5. Ayahanda tercinta Nasim dan Ibunda tercinta Rukiyah atas segenap doa, cinta
serta kasih sayang, serta seluruh keluarga besar yang telah memberikan
dukungan baik material maupun moril, perhatian, semangat, kebijaksanaan,
dan kasih sayang serta doanya.
6. Para responden yang telah bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan
keterangan dan data untuk penelitian penulis.
Semoga Allah SWT memberikan kemuliaan yang berlipat ganda atas jasa-
jasa dan budi baik bagi semua pihak yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan buku Tugas Akhir ini. Dengan segala kerendahan hati penulis
mohon maaf atas segala ketidaksempurnaan dan keterbatasan dalam penyajian
buku Tugas Akhir ini.
Medan, 16 April 2020
Penulis,
Muhammad Rohim
NIM : 71180911049
v
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ...................................................................................................... i
ABSTRACT .................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR .................................................................................... iii
DAFTAR ISI ................................................................................................... v
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii
DAFTAR TABEL .......................................................................................... x
DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xi
BAB 1 PENDAHULUAN .............................................................................. 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ......................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah .............................................................................. 3
1.4 Tujuan Penulisan ............................................................................. 4
1.5 Manfaat Penelitian ........................................................................... 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 5
2.1 Pengertian Pompa ............................................................................. 5
2.2 Prinsip Kerja Pompa ......................................................................... 5
2.3 Klasifikasi Pompa ............................................................................. 7
vi
2.4 Pompa Sentrifugal ............................................................................ 13
2.5 Impeler Pompa Sentrifugal ............................................................... 15
2.6 Kapasitas dan Head Pompa .............................................................. 16
2.7 Kecepatan Spesifik ........................................................................... 21
2.8 Teori Dasar Impeler .......................................................................... 22
2.9 Impeler Dengan Sudu Lengkungan Tunggal .................................... 24
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN ....................................................... 28
3.1 Metode Analisa ................................................................................. 28
3.2 Tahap Persiapan ................................................................................ 28
3.3 Tahap Pengumpulan Data ................................................................. 29
3.4 Tahap Analisa ................................................................................... 29
3.5 Tahap Penyusunan Tugas Akhir ....................................................... 29
3.6 Diagram Alir Penulisan .................................................................... 30
3.7 Tabel Jadwal Kegiatan ..................................................................... 31
BAB IV ANALISA SUDU POMPA SENTRIFUGAL ................................ 32
4.1 Perhitungan sisi masuk impeler ........................................................ 34
4.2 Menentukan Variasi Sudut (β1) Sisi Masuk Impeler ........................ 41
4.3 Perhitungan Sisi Keluar Impeler ....................................................... 46
4.4 Perhitungan Sudu Terhadap Variasi Sudut Masuk ........................... 55
4.5 Pengaruh Bentuk Sudu Pada Tinggi Kenaikan (Head)..................... 58
4.6 Kapasitas Teoritis ............................................................................. 62
vii
4.7 Grafik Hubungan Head Vs Kapasitas ............................................... 63
4.8 Efisiensi Pompa ................................................................................ 64
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 70
5.1 Kesimpulan ....................................................................................... 70
5.2 Saran ................................................................................................. 71
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 72
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Pompa Sentrifugal ........................................................................ 6
Gambar 2.2 Proses Pemompaan ....................................................................... 7
Gambar 2.3 Klasifikasi Pompa Berdasarkan Bentuk Impeler ......................... 10
Gambar 2.4 Klasifikasi Pompa Berdasarkan Arah Aliran Fluida .................... 11
Gambar 2.5 Klasifikasi Pompa Berdasarkan Bentuk Rumah .......................... 12
Gambar 2.6 Pompa Sentrifugal Dengan Impeler Tunggal ............................... 12
Gambar 2.7 Pompa Sentrifugal Bertingkat Banyak ......................................... 13
Gambar 2.8 Impeler Terbuka dan Tertutup/ Terselubung ............................... 15
Gambar 2.9 Penampang Impeler dan Perubahan Energi Pompa ..................... 16
Gambar 2.10 Elemen Fluida Di Dalam Suatu Saluran .................................... 17
Gambar 2.11 Penunjukan Titik 1, Titik 2 dan Datum Referensi ..................... 21
Gambar 2.12 Diagram Kecepatan Sisi Masuk dan Keluar Impeller ................ 23
Gambar 2.13 Diagram Kecepatan Impeler Pompa Sentrifugal ........................ 23
Gambar 3.1 Diagram Alir Analisa Sudut Masuk Terhadap Jumlah Sudut ...... 30
Gambar 4.1 Diagram Kecepatan Fluida ........................................................... 32
Gambar 4.2 Dimensi Impeller .......................................................................... 33
Gambar 4.3 Grafik Koefisien Kecepatan Kcm1 dan Kcm2 ................................. 36
Gambar 4.4 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk ( β1 = 20° ) ................................. 41
Gambar 4.5 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk ( β1A = 18° ) ............................... 44
Gambar 4.6 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk ( β1B = 22° ) ............................... 45
ix
Gambar 4.7 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk ( β1C = 25° ) ............................... 45
Gambar 4.8 Grafik Koefisien Kecepatan Kcm1 dan Kcm2 ................................. 47
Gambar 4.9 Segitiga Kecepatan Sisi Keluar ( β2 = 27° ) ................................. 54
Gambar 4.10 Grafik Jumlah Sudu Pada Pompa Sentrifugal ............................ 56
Gambar 4.11 Grafik Pengaruh Sudut Masuk Terhadap Jumlah Sudu ............. 57
Gambar 4.12 Grafik Hubungan Head Vs Kapasitas ........................................ 64
Gambar 4.13 Grafik Efisiensi Standar Pompa ................................................. 67
Gambar 4.14 Grafik Efisiensi Pompa Terhadap Jumlah Sudu ........................ 69
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Jadwal Kegiatan ............................................................................... 31
Tabel 4.1 Efesiensi Hidrolik ............................................................................ 48
Tabel 4.2 Hubungan Sudut Masuk Dengan Jumlah Sudu ............................... 57
Tabel 4.3 Hubungan Kapasitas Dengan Head.................................................. 63
Tabel 4.4 Hubungan Jumlah Sudu Dengan Efesiensi ...................................... 68
xi
DAFTAR NOTASI
Satuan
A0 = Luas perpotongan penampang (m2)
A’0 = Total luas perpotongan penampang (m
2)
Ah = Luas daerah perpotongan penampang pada hub (m2)
A1 = Penampang sisi masuk impeler pada sudu masuk (m2)
b1 = Lebar laluan sisi masuk impeler (mm)
b2 = Lebar laluan sisi keluar impeler (mm)
β1 = Sudut tangensial pada sisi masuk ( ° )
β2 = Sudut tangensial sisi keluar impeler ( ° )
c = Kecepatan absolut fluida (m / det)
c = Kecapatan radial fluida (m / det)
c = Kecepatan tangensial fluida (m / det)
C0 = Kecepatan aliran (m / det)
c0 = Kecepatan aliran yang diasumsikan (m / det)
cU2 = Kecepatan konstan sudut keluar impeler (m / det)
cm1 = Kecepatan aliran sisi masuk impeler (m / det)
cm2 = Kecepatan aliran sisi keluar impeler (m / det)
dh = Diameter hub (mm)
do = Diameter Mata Impeler (mm)
ds = Diameter Porus (mm)
xii
d1 = Diameter Sisi Masuk Impeler (mm)
d2 = Diameter Sisi Keluar Impeler (mm)
g = Grafitasi (m / s2)
H = Head Pompa (m)
Hsb = Head Teoritis (m)
Kcm1 = Koefisien Kecepatan Sisi Masuk
Kcm2 = Koefisien Kecepatan Sisi Keluar
n = Putaran Pompa (rpm)
ntǪ = Kecepatan spesifik
nv = Efisiensi volumetrik (%)
nr = Efisiensi Pompa (%)
nh = Efisiensi Hidrolik (%)
Pw = Daya air (kW)
P = Daya poros sebuah pompa (kW)
Ǫ’ = Kapasitas teoritis (m3
/ det)
Ǫ = Kapasitas pompa (m / det)
Φ = Koefisien penyempitan
s = Tebal sudu (mm)
sU2 = Proyeksi dari tebal sudu (mm)
t1 = Jarak antar sudu-sudu (mm)
µ1 = Kecepatan tangensial sisi masuk impeler (m / det)
µ2 = Kecepatan tangensial sisi keluar impeler (m / det)
W1 = Kecepatan relatif sisi amsuk impeler (m / det)
xiii
W2 = Kecepatan relatif siis keluar impeler (m / det)
α = Sudut aliran fluida ( ° )
α1 = Sudut masuk absolut ( ° )
y = Berat jenis (kN / m3)
ω = Kecepatan relatif fluida terhadap sudu (m / det)
z = Jumlah sudu
(1 + CP) = Nilai koreksi untuk jumlah sudu
72
DAFTAR PUSTAKA
Fritz Diesel, Turbin, Pompa dan Kompresor, cetakan kedua, ( terjemahan oleh
dakso sriyono), Penerbit Erlsnggs Jakarta, 1990.
Hendradji, POMPA, Pustaka Beta, Kebayoran Baru, Jakaerta, 1952.
Rao N S Govinda, Fluid Flow Machines:, Tata Mc graw – Hill publishing
Company Limited, New dwlhi, 1986.
R. munson Bruce, F. Young, H. Okiishi Theodore, Mekanika Fluida, Edisi ke
empat Julid 2, Second Edition, Erlangga, Jakarta, 2005.
Stephen Lazarkiewiez and AT. Troskolanski “IMPELLER PUMPS’’
Sularso Tahara Haruo,”Pompa dan kompresor, pemakaian dan pemeliharaan’’ PT. Pradya Paramita, Jakarta, 1983
W, M, Rumaherang “Perhitungan aliran dan peramalan karakteristik pompa
sentrifugal bertingkat dengan penggunaan CAD blade’s system, (2008)
Dwi Aries Harmanto “pengaruh jumlah sudu impeller terhadap unjuk kerja
pompa sentrifugal’’ (2003)