This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Laboratorium Satuan Operasi 1
Semester IV 2015/2016
LAPORAN PRAKTIKUM
POMPA SENTRIFUGAL
Pembimbing : Wahyu Budi Utomo, HND. M.Sc
Kelompok : II (Dua)
Tanggal Praktikum : Kamis, 4 Maret 2016
Nama Anggota Kelompok :
1. Puspita Sari R. (331 14 002)
2. Rezki Yunita Apriana (331 14 003)
3. Nurhikma (331 14 005)
4. Widi Aprilia Tabi (331 14 009)
5. Jusriadi (331 14 014)
6. Gleiny Yulien Picarima (331 14 025)
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG
2016
I. JUDUL PERCOBAAN : POMPA SENTRIFUGAL
II. TUJUAN PERCOBAAN :
1. Dapat memahami karakteristik pompa sentrifugal yang dilengkapi
dengan flowmeter digital dan pressure transmitter
2. Dapat menentukan kapasitas pompa dan efisiensi pompa serta
menjelaskan mekanisme pompa
III. ALAT DAN BAHAN
Alat yang digunakan :
o Seperangkat alat pompa sentrifugal yang dilengkapi flowmeter
digital dan pressure transmitter yang sudah dirangkai.
o Baskom
Bahan
o Air
IV. DASAR TEORI
Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk
memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu
media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang
dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus. Pompa beroperasi
dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction)
dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi
mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi
tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan
cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran.
Perlu diketahui bahwa pompa merupakan alat yang penting dan
banyak digunakan di dalam industri terutama industri kimia. Ada beberapa
jenis pompayang dipakai dalam industri kimia yaitu pompa sentrifugal,
timbal torak, dan pompa putar (rotary pump). Diantara jenis pompa yang
banyak digunakan adalam pompa sentrifugal atas pertimbangan bahwa:
1. Pompa sentrifugal mudah dioperasikan
2. Konstruksinya sederhana dan mudah diperoleh dipasaran
3. Biaya pemeliharaan relatif mudah
4. Kemampuan dalam mentransfer volume yang besar tanpa tergantung
pada katup atau celah yang kecil.
A. Pengertian Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal adalah pompa yang memiliki elemen utama
berupa motor penggerak dengan sudu impeller yang berputar dengan
kecepatan tinggi. Prinsip kerjanya yaitu merubah energi mekanis alat
penggerak menjadi energi kinetis fluida (kecepatan) kemudian fluida di
arahkan ke saluran buang dengan menggunakan tekanan (energi kinetis
sebagian fluida diubah menjadi energi tekanan) dengan menggunakan
impeller. Pompa digerakkan oleh motor, daya dari motor diberikan kepada
poros pompa untuk memutar impeler yang dipasangkan pada poros tersebut.
Zat cair yang ada dalam impeler akan ikut berputar karena dorongan sudu‐sudu. Karena timbulnya gaya sentrifugal, maka zat cair mengalir dari tengah
impeler keluar melalui saluran diantara sudu dan meninggalkan impeler
dengan kecepatan yang tinggi. Zat cair yang keluar dari impeler dengan
kecepatan tinggi ini kemudian mengalir melalui saluran yang penampangnya
makin membesar (volute/diffuser), sehingga terjadi perubahan dari head
kecepatan menjadi head tekanan. Maka zat cair yang keluar dari flens keluar
pompa head totalnya bertambah besar. Pengisapan terjadi karena setelah zat
cair dilemparkan oleh impeler, ruang diantara sudu‐sudu menjadi vakum
sehingga zat cair akan terisap masuk.
( Bagian-bagian pompa sentrifugal)
B. Klasifikasi Pompa Sentrifugal
Pompa Sentrifugal dapat diklasifikasikan, berdasarkan :
1. Kapasitas :
o Kapasitas rendah < 20 m3 / jam
o Kapasitas menengah 20 - 60 m3 / jam
o Kapasitas tinggi > 60 m3 / jam
2. Tekanan Discharge :
o Tekanan Rendah < 5 Kg / cm2
o Tekanan menengah 5 - 50 Kg / cm2
o Tekanan tinggi > 50 Kg / cm2
3. Jenis impeler :o Impeler Tertutup
Sudu‐sudu ditutup oleh dua buah dinding yang
merupakan satu kesatuan, digunakan untuk pemompaan zat cair
yang bersih atau sedikit mengandung kotoran.
o Impeler Setengah Terbuka
Impeler jenis ini terbuka disebelah sisi masuk (depan) dan
tertutup di sebelah belakangnya. Sesuai untuk memompa zat
cair yang sedikit mengandung kotoran misalnya : air yang
mengandung pasir, zat cair yang mengauskan, slurry, dll
o Impeler Terbuka
Impeler jenis ini tidak ada dindingnya di depan maupun di
belakang. Bagian belakang ada sedikit dinding yang
disisakan untuk memperkuat sudu. Jenis ini banyak
digunakan untuk pemompaan zat cair yang banyak
mengandung kotoran.
4. Jumlah / Susunan Impeller dan Tingkat :
o Single stage : Terdiri dari satu impeller dan satu casing
o Multi stage : Terdiri dari beberapa impeller yang
tersusun seri dalam satu casing.
o Multi Impeller :Terdiri dari beberapa impeller yang
tersusun paralel dalam satu casing.
o Multi Impeller & Multi stage : Kombinasi multi impeller dan
multi stage.
5. Posisi Poros :
Poros vertikal Poros horisontal
6. Bentuk rumah :
o Pompa volute
Bentuk rumah pompanya seperti rumah keong/siput
(volute), sehingga kecepatan aliran keluar bisa dikurangi dan
dihasilkan kenaikan tekanan.
o Pompa Diffuser
Pada keliling luar impeler dipasang sudu diffuser sebagai
pengganti rumah keong.
7. Jumlah Suction :
o Single Suction
o Double Suction
8. Arah aliran keluar impeller :
o Radial flow
Arah aliran dalam sudu gerak pada pompa aliran radial
pada bidang yang tegak lurus terhadap poros dan head yang
timbul akibat dari gaya sentrifugal itu sendiri. Pompa aliran
radial mempunyai head yang lebih tinggi jika dibandingkan
dengan pompa jenis yang lain.
o Axial flow
Arah aliran dalam sudu gerak pada pompa aliran aksial
terletak pada bidang yang sejajar dengan sumbu poros dan head
yang timbul akibat dari besarnya gaya angkat dari sudu – sudu
geraknya. Pompa aliran aksial mempunyai head yang lebih
rendah tetapi kapasitasnya lebih besar.
o Mixed flow
Pada pompa ini fluida yang masuk sejajar dengan sumbu
poros dan keluar sudu dengan arah miring ( merupakan
perpaduan dari pompa aliran radial da pompa aliran aksial ).
Pompa ini mempunyai head yang lebih rendah namun
mempunyai kapasitas lebih besar.
C. Karakteristik Pompa Sentrifugal
o Efisiensi Pompa
Pompa tidak dapat mengubah seluruh energi kinetik menjadi
energi tekanan karena ada sebagian energi kinetik yang hilang dalam
bentuk losis. Efisiensi pompa adalah suatu faktor yang dipergunakan
untuk menghitung losis ini. Efisiensi pompa terdiri dari :
1. Efisiensi hidrolis, memperhitungkan losis akibat gesekan antara cairan
dengan impeller dan losis akibat perubahan arah yang tiba‐tiba pada
impeler.
2. Efisiensi volumetris, memperhitungkan losis akibat resirkulasi pada
ring, bush, dll.
3. Efisiensi mekanis, memperhitungkan losis akibat gesekan pada
seal, packing gland, bantalan, dll.
Setiap pompa dirancang pada kapasitas dan head tertentu, meskipun
dapat juga dioperasikan pada kapasitas dan head yang lain. Efisiensi pompa
akan mencapai maksimum pada designed point tersebut, yang dinamakan
dengan titik BEP.Untuk kapasitas yang lebih kecil atau lebih besar
efisiensinya akan lebih rendah.
Efisiensi pompa adalah perbandinga antara daya hidrolis pompa
dengan daya motor pompa.
η=PhidPm
o Daya hidrolis Pompa
Daya hidrolis adalah daya yang diperlukan oleh pompa untuk
mengangkat sejumlah zat cair pada ketinggian tertentu. Daya hidrolis
dapat dicari dengan persamaan berikut :
P= ρ× g× H × Q
Keterangan :
ρ = massa jenis (kg/m3)
H = head H2O (m)
g = gaya gravitasi (m/s2)
Q = Laju Alir Fluida (m3/s)
P = Daya Hidrolis pompa (watt)
D. Mekanisme Kerja Pompa Setrifugal
Pompa sentrifugal mempunyai sebuah impeler (baling-baling)
untuk mengangkat zat cair dari tempat yamg lebih rendah ke tempat yang
lebih tinggi. Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk
memutarkan impeler di dalam zat cair. Maka zat cair yang ada didalam
impeler, oleh dorongan sudu-sudu impeler ikut berputar. Karena timbul
gaya senrifugal maka zat cair mengalir dari tengah impeler ke luar melalui
saluran diantara sudu-sudu impeler. Disini head tekanan zat cair menjadi
lebih tinggi. Demikian pula head kecepatannya bertambah besar karena zat
cair mengalami percepatan. Zat cair yang keluar dari impeler ditampung
oleh saluran berbentuk volut (spiral) dikeliling impeler dan disalurkan ke
luar pompa melalui nosel. Didalam nosel ini sebagian head kecepatan aliran
diubah menjadi head tekanan. Jadi impeler pompa berfungsi memberikan
kerja kepada zat cair sehingga energi yang dikandungnya menjadi tambah
besar. Selisih energi persatuan berat atau head total zat cair antara flens isap
dan flens keluar pompa disebut head total pompa. Dari uraian diatas jelas
bahwa pompa sentrifugal dapat mengubah energi mekanik dalam bentuk
kerja poros menjadi energi fluida. Energi inilah yang mengakibatkan
pertambahan head tekanan, kecepatan dan head potensial pada zat yang
mengalir secara kontinyu.
Prinsip kerja alat ini sesuai dengan namanya yaitu berdasarkan
gaya sentrifugal, fluida cair yang masuk ke dalam rumah pompa diubah
energinya dari energi kecepatan menjadi energi tekan dengan gaya
sentrifugal atas bantuan impeller yang ada dalam rumah pompa.
Kelemahan–kelemahan utama penggunaan pompa sentrifugal ialah tangkai
pendorong yang tersumbat dan ketidakmampuan pompa untuk memancing
sendiri. kelemahan yang disebut terakhir ini menyebabkan pompa tidak
dapat dipompakan pada posisi tertentu sehingga bagian penghisap dapat
terisi melimpah. Jika penghisap tidak mungkin terisi melimpah, terdapat 2
alternatif yang dapat dilakukan yaitu memasang katup yang tidak dapat
kembali pada dasar pipa penghisap atau memasang unit pemancing yang
dapat melakukan pengisisan sendiri. kedua metode di atas dapat memastikan
bahwa bak pompa akan selalu terisi penuh dengan cairan sehingga pompa
dapat digunakan setiap saat. Ketelitian kerja dibutuhkan untuk mencegah
terjadinya kebocoran yang dapat menyumbat udara masuk ke dalam pompa,
keluarnya cairan dari pompa dan bagian–bagian pipa pengeluaran lainnya,
dan juga dari pemancing jika ada. Kebocoran paling banyak dijumpai pada
penyumbat tangki pendorong pompa.
Pompa sentrifugal adalah pompa yang headnya ditimbulkan oleh
gaya sentrifugal maupun lift yang diakibatkan oleh sudu-sudu yang
berputar. Pompa sentrifugal terdiri dari bilah-bilah pendesak yang berputar
dalam suatu impeller yang dipasang dalam rumah pompa. Zat cair masuk
kedalam kipas (impeller) dan mengalir secara radial di dalam rumah pompa
akibat gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh kipas kemudian keluar pada
posisi outlet dengan kecepatan dan tekanan yang lebih tinggi karena telah
menerima energi dari sudu-sudu. Karena sebagian energi cairan pada waktu
keluar dari kipas masih dalam bentuk kecepatan maka perlu diubah menjadi
energi tekanan. Perubahan ini terjadi dalam rumah keong yang mempunyai
penampung yang membesar ke arah outlet sehingga aliran cairan
diperlambat pada tekanan diperbesar.
E. Kesatuan Unit
(Serangkaian Alat Pompa Sentrufugal)
8
7
3 2
1
5
4
6
1a
1b
1e1d
1c
Keterangan Gambar :
1. Control Panel terdiri dari beberapa control, diantaranya :
a. Main switch berfungsi untuk menyalakan dan mematikan rangkaian alat setelah
alat dihubungkan dengan sumber listrik.
b. Pump switch berfungsi untuk menyalakan dan mematikan pompa sentrifugal
pada rangkaian alat. Tombol hijau berfungsi menyalakan pompa, sedangkan
warna merah berfungsi mematikan pompa.
c. Pressure selector berfungsi untuk memilih tekanan terukur yang akan di
tampilkan pada display yang terhubung dengan pressure transmitter yang
dirangkai pada pipa.
d. Pressure display berfungsi untuk menampilkan besar tekanan terukur pada
pressure transmitter
e. Flowrate display berfungsi untuk menampilkan laju alir yang terukur pada
volumetric flowrate.
2. Pompa tersebut merupakan jenis pompa sentrifugal dengan tegangan listrik 230
Volt, arus listrik 1 A dan laju alir maksimal 100 LPM. Pompa ini berfungsi
menghasilkan energi aliran fluida (kinetic) dari energi mekanis motor pompa.
3. Katup Input (V1) berfungsi untuk menutup dan membuka aliran fluida dari dalam
tangki penampungan ke pompa sentrifugal.
4. Pressure Transmitter (P1) berfungsi untuk mengukur tekanan fluida (air) yang
mengalir dalam pipa suction yang akan masuk ke dalam pompa sentrifugal.
5. Pressure Transmitter (P2) berfungsi untuk mengukur tekanan fluida (air) yang
mengalir di dalam pipa keluaran yang dihasilkan oleh pompa.
6. Volumetric Flowrate berfungsi untuk mengukur laju alir keluaran pompa
sentrifugal dengan satuan liter per menit (LPM).
7. Katup Output (V2) berfungsi untuk menutup dan membuka aliran fluida yang
dihasilkan pompa ke dalam tangki penampungan.
8. Tangki Penampungan, tangki akrilik transparan ini berfungsi untuk menyuplai
air ke pompa dan menampung kembali air yang keluar dari pompa. Kapasitas air
yang dapat ditampung oleh tangki ini adalah 15 liter.
V. PROSEDUR KERJA
o Langkah Kerja Awal
Sebelum melakukan percoban dilakukan pemeriksaan untuk
menghindari kerusakan dan alat dipastikan berfungsi dengan baik
seperti berikut :
1. Tangki penampungan diisi dengan air hingga ujung pipa output
terendam air.
2. Katup input (V1) dan katup output (V2) dipastikan terbuka
3. Alat dihubungkan dengan sumber listrik dan “main switch” diputar
pada posisi “on” untuk menyalakan alat
4. Tombol “pump switch” (warna hijau) ditekan untuk menyalakan
pompa pada alat.
Catatan:
Pompa tidak boleh dioperasikan ketika tidak ada cairan di dalam pipa .
Hal ini akan menyebabkan kerusakan serius pada pompa .
o Langkah Kerja Percobaan (Pengoprasian)
1. Katup output (V2) diputar sampai mencapai laju alir maksimum
2. “pressure selector” diputar ke angka 1 untuk menampilkan nilai
tekanan terukur P1 pada display.
3. Saat laju alir pada flowrate display menujukkan laju alir yang diingikan,
nilai tekanan terukur P1 pada display di catat.
4. “pressure selector” ke angka 2 diputar untuk menampilkan nilai
tekanan terukur P2 pada display dan dicatat.
5. Katup output (V2) diputar untuk mengatur laju alir yang diinginkan
dengan interval 5 L/min.
6. Prosedur yang sama dilakukan sampai mencapai laju alir minimum.
o Langkah Kerja Akhir
1. Tombol “pump switch” (warna merah) ditekan untuk menghentikan
pompa pada alat.
2. “main switch” diputar pada posisi “off” untuk mematikan alat dan