3. MATJAR POMPA RPS , Prinsip kerja pompa dan berbagai type Pompa.pptx

macam macam jenis pompa, dari pompa sentrifugal, postive displacemet dan pompa special aeefect

1. Pertemuan ke-3 Disusun Oleh : Ir. Habib Rochani MT POMPA DAN KOMPRESOR ( Prinsip kerja pompa dan berbagai type Pompa )

2. SUB TOPIK PERTEMUAN

3. Nama Lengkap : Ir. Habib Rochani MM NIDN : TTL : Alamat : Jl Budiluhur no 09 RT01RW03 Bintarajaya Bekasi Barat, Kota Bekasi E-mail : [email protected] Handphone : 0811950417 Mata Kuliah yang diampu : 1 . Teknik Tenaga Uap Dan Gas 2 . Pompa dan Kompresor 3 . Operasi , Perawatan Boiler dan Hrsg 4 . Operasi , Perawatan Turbin Uap dan Turbin Gas 5. Rekayasa Turbin Uap dan Turbin Gas Foto Dosen PENGENALAN DOSEN

4. Nama Mata Kuliah Subject : POMPA DAN KOMPRESOR Pump And Compressor Tingkatan Module Level : Sarjana (S1) Undergraduate Kode Mata Kuliah Subject Code : C12010609 SKS Credits : 2 SKS Semester Semester : IV ( Wajib ) IV (Compulsory) Pengajar Lecturer :   Ir Habib Rochani MM Bahasa Language : Bahasa Indonesia dan Bahasa Inggris Bahasa and English Persyaratan dan Peraturan Utama     Main Requirement and Regulation : Setiap Mahasiswa harus menghadiri setidaknya 75 % dari jumlah perkuliahan untuk dapat mengikuti ujian . Telah lulus mata kuliah Mekanika Fluida ( sebagai prasyarat ).   Every student must attend at least 75% of the lectures to be able to take the exam. Have passed the Fluid Mechanics course (as a prerequisite). Persyaratan dan Peraturan Tambahan   Additional Requirement and Regulation : PENGENALAN MATAKULIAH

5. Deksripsi Mata Kuliah Description of Course Mata kuliah ini merupakan mata kuliah dengan bobot 2 sks pada semester 5. Dengan prasyarat mata kuliah termodinamika Teknik II dan Mekanika Fluida II Tujuan utama dari mata kuliah ini adalah mahasiswa mengetahui prinsip kerja pompa dan kompresor dengan cukup mendalam mulai dari bentuk bagian luar , dalam , hal – hal lain yang berhubungan dengan pompa dan kompresor , antara lain: hal - hal yang menyebabkan kerusakan komponen pompa dan kompresor . Description of Course This course is a course with a weight of 2 credits in semester 5. With prerequisites in thermodynamics, Engineering II and Fluid Mechanics II The main purpose of this course is that students know the working principles of pumps and compressors in sufficient depth starting from the shape of the outside, inside, other things related to pumps and compressors, including: things that cause damage to pump and compressor components. Manfaat Mata Kuliah Mengerti, memahami dan dapat menerapkan prinsip-prinsip dasar perancangan pompa dan kompresor khususnya pada mesin konversi energi Mengerti, memahami dan dapat menerapkan desain pompa dan kompresor untuk melakukan analisis sistem konversi energi peralatan pembangkitan Mengerti, memahami dan dapat menerapkan desain sistem saluran isap dan tekan pompa serta kompresor dalam rekayasa peralatan pembangkitan Mengerti, memahami dan dapat menerapkan desain pompa dan kompresor untuk rekayasa peralatan pembangkitan Course Benefits Understand, comprehend, and apply the fundamental principles of pump and compressor design, especially in energy conversion machines. Understand, comprehend, and apply pump and compressor design to analyze the energy conversion system of power generation equipment. Understand, comprehend, and apply the design of the suction and discharge piping system for pumps and compressors in the engineering of power generation equipment. Understand, comprehend, and apply the design of pumps and compressors for the engineering of power generation equipment. PENGENALAN MATAKULIAH

6. Standar Kompetensi Penghisapan dan Pengaliran fluida Net positif Suction Head Tinggi Static, tinggi dynamic, tinggi gesekan dan tinggi total Daya Pompa Competency Standards Suction and Discharging of Fluids Net Positive Net Head. Static head, dynamic head, friction head, and total height Pump Power Referensi References 1.Badr Hassan M. and Wael H. Ahmed. Pumping Machinery Theory and Practice. Chichester: John Wiley & Sons, Ltd. 2.Volk, Michael. 2014. Pump Characteristics and Applications 3rd Edition. Florida: CRC Press. 3.Anthony Giampaolo - Compressor Handbook_ Principles and Practice (2010, CRC Press) 4.Bloch, Heinz P. dan Fred K. Geitner . 2012. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc. 5. Pumps by Perry O black, Theodore Audels & CO, HOWARD W. SAMS & CO. INC 4300 West 62nd Street Indianaplis , Indiana 46206 6. POWER PLANT ENGINEERING BY BLACK & VEATCH KLUWER ACDEMIC PUBLISHERS BOSTON /DORDRECHT/LONDON * Note : Wajib Tambahkan penelitian dosen kedalam referensi untuk integrasi PENGENALAN MATAKULIAH Sifat sifat udara dan Gas Kondisi Operasi Daya Kompressor Surging dan penanggulangannya 1. Properties of air and gas 2. Operating conditions 3. Compressor power 4. Surging and its mitigation

7. SISTEM PENILAIAN NO DESKRIPSI POIN % 1 Kehadiran 10 10% 2 Tugas Terstruktur 30 30% 3 UTS 30 30% 4 UAS 30 30% Total Poin 100 100 % NO DARI SAMPAI BOBOT GRADE 1 40.99 E 2 41 55.99 1 D 3 56 59.99 2 C 4 60 63.99 2.5 C+ 5 64 67.99 2.75 B- 6 68 71.99 3 B 7 72 75.99 3.5 B+ 8 76 80.99 3.75 A- 9 81 100 4 A SISTEM PENILAIAN DAN KONVERSI KE GRADE NILAI ITPLN Note : 1. Tugas minimal persentase 20 % ( wajib ) 2. Kehadiran maksimal 10 % 3. Prosentase nilai UTS dan UAS dikembalikan di setiap dosen pengampu KONTRAK PERKULIAHAN

8. PERTEMUAN MATERI REFERENSI 1   Definisi dan Klasifikasi Pompa   2  Teori Aliran Fluida 1   3  Teori Aliran Fluida 2   4  Dasar-Dasar Transfer Energi pada Pompa 5   Dorongan Aksial Dan Radial pada Pompa   6  Bagian Bagian Pompa dan Alignment   7   Kavitasi dan Pengendalianny   8 UTS UTS 9 Definisi dan Klasifikasi Kompressor   10 Teori Kompresor Umum   11  Pengaruh Kondisi Operasi   12 Surge dan Pengendaliannya   13  Fan & Blower   14   Vibrasi / Getaran   15  Review Semua Materi Kuliah   16 UAS UAS TOPIK PERKULIAHAN

9. TRANSFER EANERGI PADA POMPA HABIB ROCHANI ERGI DI POMPA

10. Prinsip dasar pompa sentrifugal adalah bila kipas A dan C berputar maka cairan akan ikut berputar ( gb kiri ). Gaya sentrifugal melempar cairan kepinggir menuju dinding dan kemudian bergerak keatas dan tumpah jika putaran semakin cepat . HABIB ROCHANI

11. HABIB ROCHANI DASAR DASAR TRANSFER EANERGI DI POMPA

12. HABIB ROCHANI Prinsip Kerja

13. HABIB ROCHANI Saat impeller berputar , fluida ditarik ke bagian sudu pada pusat / sumbu impeller dengan arah aksial dan dengan gerakan sudu fluida keluar impeller dengan kecepatan tangensial . Fluida menerima energi dari impeller saat mengalir melaluinya dan dialirkan ke casing dengan peningkatan tekanan dan kecepatan . Untuk mengubah energi kinetik fluida di outlet impeller secara bertahap menjadi energi tekanan , dipasang sudu diffuser yang dipasang pada cincin diffuser.. Ruang diantara sudu diffuser luas penampangnya meningkat sehingga menurunkan kecepatan aliran dan karenanya tekanan statis fluida meningkat . Akhirnya , fluida bergerak dari sudu diffuser ke ruang volute yang penampangnya juga meningkat , dan karenanya kecepatan fluida berkurang , atau head kecepatan fluida berubah menjadi head statis. Terkadang pompa hanya memiliki volute tanpa diffuser. Cara Kerja

14. A = type terbuka B = type semi terbuka C = type tertutup A B C D E D = type propeller E = type aliran campuran Bentuk Impeller HABIB ROCHANI

15. HABIB ROCHANI Gambar samping menunjukkan impeler pompa sentrifugal dengan segitiga kecepatan yang ditarik di sisi masuk dan keluar. Sudu melengkung antara radius saluran masuk dan keluar. partikel fluida bergerak di sepanjang kurva putus putus yang ditunjukkan pada gambar , dimana : Β 1 = Sudut sudu dengan garis singgung jari-jari saluran masuk , β 2 = sudut sudu dengan garis singgung di saluran keluar : V 1 = kecepatan absolut fluida di saluran masuk V 1 dan V 2 = kecepatan absolut fluida di saluran keluar sedangkan V r1 = kecepatan relatif ( fluida dengan kecepatan sudu ) saluran masuk V r2 = kecepatan relatif pada saluran keluar. α 1 = Sudut kecepatan absolut (V 1 ) dengan arah gerak sudu , sisi masuk α 2 = Sudut kecepatan absolut ( V 1 ) dengan arah gerak sudu , sisi keluar . . Diagram kecepatan aliran fluida pada impeller

16. HABIB ROCHANI Jika : N = besar putaran rpm. D 1 dan D 2 = diameter sisi masuk / keluar impeller, maka U 1 = Kecepatan keliling sisi masuk impeller U 2 = Kecepatan keliling sisi keluar impeller Diagram kecepatan aliran fluida pada impeller

17. HABIB ROCHANI Pompa sentrifugal adalah kebalikan dari turbin air reaksi aliran radial. Pada tubin air, kerja yang dilakukan oleh 1kg air pada runner per detik diberikan oleh persamaan berikut : Pada pompa , kerja yang dilakukan oleh impeller pada air per detik per satuan berat air ( ) masuk impeller Diagram kecepatan aliran fluida pada impeller

18. HABIB ROCHANI Kerja yang dilakukan impeller terhadap air per detik : dimana , W = berat air= ρ × g × Q Q = volume air = luas penampang x kecepatan aliran diamana B 1 dan B 2 adalah lebar laluan fluida pada impeller pada sisi inlet dan outlet and V x1 and V x2 adalah kecepatan aliran pada sisi inlet dan outlet. Diagram kecepatan aliran fluida pada impeller

19. HABIB ROCHANI Tinggi Tekan Manometrik Manometrik head adalah tinggi-tekan yang nyata / sebenarnya (actual head) yang harus diatasi pompa . Manometrik head: H m =H s +H fs +H d + H fd + dimana : H s = tinggi hisap Hfs = kerugian tinggi tekan (loss of head) pada pipa hisap (suction pipe) akibat gesekan Hd = tinggi hantar (delivery lift) Hfd = kerugian tinggi-tekan pada pipa hantar akibat gesekan Vd = kecepatan air dalam pipa hantar g = gravitasi  

20. HABIB ROCHANI Manometrik head dapat juga diartikan sebagai kerja yang diberikan kepada air untuk berat air 1 kg. Hm = work done/kg air - losses dalam sudu = kerugian impeller atau : Hm = energi /kg pada sisi keluar sudu – energi /kg pada sisi masuk sudu   Tinggi Tekan Manometrik

21. HABIB ROCHANI Efisiensi Pompa Sentrifugal Pompa senttrifugal mempunyai tiga macam efisiensi sebagai berikut : 1. Efisiensi manometrik . 2. Efisiensi mekanik . 3. Efisiensi keseluruhan . Efisiensi manometrik Adalah rasio antara manometric head dengan energi sudu /kg air, yang secara matematik dapat dinyatakan sebagai :

22. HABIB ROCHANI Efisiensi mekanik Adalah rasio antara energi tersedia pada sudu dengan energi yang diberikan pada sudu oleh penggerak mula . Efisiensi keseluruhan , η o Adalah rasio antara kerja sebenarnya yang dilakukan oleh pompa dengan energi yang diberikan pada pompa oleh penggerak mula .

23. HABIB ROCHANI Perhitungan Head dan kapasitas yang dihasilkan impeler Parameter besaran utama pada pompa sentrifugal adalah tinggi tekan (head H), dan kapasitas /debit Q. Persamaan untuk menghitung Head pompa didasarkan diagram kecepatan pada gambar . Head teoritik yang dihasilkan impeller merupakan energi fluida E persatuan berat (mg) yang dapat ditentukan dengan persamaan : H = E/mg = 1/g ( U 2 V w2 - U 1 V w1 ) Pada pompa sentrifugal kondisi aliran pada sisi masuk dibuat tegak lurus terhadap arah radial atau α 1 =90 , sehingga Vr 1 = V 1 atau Vw 1 = 0 dan karenanya H = 1/g ( U 2 V w2 )

24. HABIB ROCHANI Daya Listrik yang diprlukan motor penggerak : P = ρ g Q H / ղ p dimana ρ adalah masa jenis fluida dan ղ p adalah effisiensi pompa

25. HABIB ROCHANI Contoh Soal 1. Sebuah pompa sentrifugal digunakan untuk memompa air, putaran 1500 rpm, diameter impeller sisi keluar 20 cm, diameter sisi masuk 4 cm, sudut sudu impeller sisi keluar 60 0. Jumlah aliran 20 m3 per jam, Head 20 meter. Hitunglah lebar saluran impeller sisi masuk dan keluar , dan berapa daya listrik diperlukan jika effisiensi pompa 75%. Jawab: Dari persamaan H = 1/g ( U 2 Vw 2 ), → U 2 = = = 15,7 m/det Vw 2 = 9,81 x 2 0 /15,7 = 12,5 m/det. U 2 - V w2 = 15,7 – 12,5 = 3,2 m/det V x2 = ( U 2 - V w2 ) x tg 60 = 3,2 x1,73 = 5,54 m/det  

26. HABIB ROCHANI Lebar laluan fluida sisi keluar B 2 didapat dari rumus Q = V x2 . 2 π R 2 B 2 B 2 = = = 0,00159m = 1,59mm B 1 = → = x = 5,54 x = 1,108 m/det = = 0,00819m = 8,19 mm Daya Listrik diperlukan : P = ρ g Q H / ղ p =1000x9,81x20x20/3600/0,75=72,7 J/ d et=72,7 watt.  

27. HABIB ROCHANI Kecepatan spesifik , atau Ns, adalah indeks desain impeller yang menggambarkan hubungan antara Head yang dihasilkan oleh putaran impeller relatif terhadap jumlah aliran yang dihasilkan Impeller yang menghasilkan Head yang tinggi , tetapi alirannya sedikit memiliki kecepatan spesifik yang sangat rendah . Impeller yang menghasilkan Head yang rendah tetapi aliran yang besar memiliki kecepatan spesifik yang tinggi . Kecepatan spesifik dihitung berdasarkan aliran dan Head di BEP sesuai dengan rumus berikut : Kecepatan / Putaran spesifik

28. HABIB ROCHANI

29. BENTUK IMPELLER DAN PENGGUNAANNYA HABIB ROCHANI

30. HABIB ROCHANI CONTOH SOAL 2. Untuk data dari contoh soal 1 berapa kecepatan spesifiknya , dan bentuk impellernya seperti apa ? Jawaban . Kecepatan specific: =750x = 750 x = 1,677 Bentu k impeller : bentuk yang pertama ( paling kiri )  

31. CONTOH SOAL 3. HABIB ROCHANI Sebuah pompa sentrifugal dengan impeller dengan diameter outlet 30 cm , diameter inlet 6 cm sudut keluaran 45 , = kec keluar relative 50 m/det, kecepatan masuk relative 20 m/det. Putaran impeller 1500 rpm. Aliran 50 m 3 /jam Gambarkan segitiga kecepatan aliran air keluar impeller Hitung besar torsi pada poros Jika total head 100 m, berapa besar kecepatan spesifiknya , Berapa effisiensi tertinggi . Jawaban 1.Kecepatan keliling outlet impeller = =23,55 m/det Kecepatan relatip keluar impeller =50 m/det dengan sudut 45  

32. CONTOH SOAL HABIB ROCHANI 2. Kecepatan keliling inlet impeller: = =4,71 m/det Dengan aliran air = 50 m 3 /jam atau = 13,9 kg / det, maka besar torsi: T shaft = m.[(r2.V2) – (r1.V1)] = 13,9(0.15 x 23,55-0,03x4,71) = 48,96 kgm /det = 480,3 Nm/det =480,3 watt 3. Kecepatan spesific = 1500 =20,4   1,

33. HABIB ROCHANI 3. Kecepatan specific = 1500 =20,4 4. Lihat slide 29, pada grafik aliran 45 -114 m 3 / det, untuk aliran 50 m 3 /det effisensinya = 70%  

34. TERIMA KASIH Any Question?? HABIB ROCHANI