PERHITUNGAN HEAD DAN SPESIFIKASI POMPA
UNTUK UNIT PRODUKSI JARINGAN AIR BERSIH
Direncanakan akan dibuat Instalasi Plumbing dan Penentuan Spesifikasi Pompa, dari sumber air ke Unit Produ
Jenis Pipa Galvanized Iron (GI)
A.
Data yang diperlukan untuk penentuan Spesifikasi Pompa sebagai berikut :
1. Kapasitas Aliran Air/ Debit Air
2. Jenis Zat Cair
3. Head Total Pompa
4. Kondisi Isap
5. Kondisi Keluar
6. Jumlah Pompa
7. Kondisi Kerja
8. Penggerak Pompa
9. Gambar Instalasi Pompa dan Plumbing
B.
Perhitungan masing-masing parameter di atas sebagai berikut :
1. Kapasitas Aliran Air/ Debit Air
a. Q aliran air dalam satuan m3/jam
Q
=
0.5 m3/mnt
=
0
m3/dt
=
30 m3/jam
b. Diameter Isap Pompa (mm)
Ditentukan berdasarkan Tabel 2.10 hal. 23, Sularso, Tahara dengan hasil sebagai berikut :
Qpompa
=
0.5 m3/mnt diperoleh Disap Pompa =
80 mm =
3
Dengan ketentuan bahwa Disap pipa tidak boleh lebih kecil dari Disap pompa
(Disap pipa ≥ Disap pompa), untuk menghubungkan keduanya dipakai Reducer
2. Jenis Zat Cair
Zat Cair yang dialirkan adalah air, dengan diasumsikan sesuai Tabel 2.12. hal. 24, Sularso, Tahara
dibawah 1 atm, suhu 20OC - 30OC, 1 atm = 101,3 kPa.
Massa Jenis (Kerapatan Air) (γ) =
1
kg/l
3. Head Total Pompa
Head Total Pompa ditentukan dari kondisi Instalasi Plumbing yang akan dilayani oleh Pompa.
Head Total dapat diperoleh dengan rumus sebagai berikut :
H
=
hstat
+
∆hp
+
h1
+
Vd2/2g
Dengan masing-masing parameter diasumsikan sebagai berikut :
hstat
=
Head Statis Total, perbedaan tinggi muka air antara pipa isap dengan tinggi
muka air pipa keluar (muka air bak penampung)
∆hp
=
Perbedaan tekanan pada permukaan air pada pipa isap dengan pipa keluar
ditetapkan hp =
1 atm =
101.3 kPa
h1
=
kerugian head di pipa, belokan, sambungan, dll
Vd2/2g
=
head kecepatan keluar (m), dengan g = 9,8 m/dt2
a. Menentukan Hstat (m)
Unit Produksi
Pompa
Muka Air
hstat
=
hs
+
Dimana :
hs
=
4
m
=
56.94
m
Maka
hstat =
60.94
m
hd
b.
hd
Head Kerugian (h1) ditentukan sebagai berikut :
Ÿ
Menentukan hf pada Pipa Isap yang masuk ke dalam Pompa
∅ pipa
=
4
inchi
=
Panjang Pipa (L) isap
=
85
m
C untuk Pipa GI
=
120
Q
=
v
=
v
=
0.1
m
m3/dt
0
Q
¼ x π x D2
0
0.01
=
0.02
m/dt
Kerugian Head (hf) dapat ditentukan dengan persamaan Hazen-Williams sebagai beriku
hf
=
=
10.666Q1.85
C1.85D4.85
0.00062 m
x
L
=
0.000066
0.11
Ÿ
Menentukan hf pada Pipa Isap yang masuk ke dalam Pompa
∅ pipa
=
4
inchi
=
Panjang Pipa (L) hisap
=
45
m
C untuk Pipa GI
=
120
Q
=
0
0.1
m
m3/dt
Kerugian Head (hf) dapat ditentukan dengan persamaan Hazen-Williams sebagai beriku
hf
=
=
Ÿ
10.666Q1.85
C
1.85
x
D
4.85
L
0.000035
=
0.11
0.00033 m
Kerugian hv pada katup isap dan saringan (pada pipa isap menuju pompa)
∅ pipa
hv
=
=
fv
4
inchi
=
0.1
v
2g
Dengan :
fv
=
Koefisien kerugian katup (katup isap dan saringan)
(sesuai tabel 2.20, hal 39, Sularso, Tahara)
g
v
Gravitasi =
9.8 m/dt2
Kecepatan rata-rata di penampang masuk pipa
=
=
hv
=
=
Ÿ
m
2
v2
=
2g
0.000029 m
=
=
1.91
0.02
0
19.6
fv
Kerugian hv pada ujung pipa keluar dan saringan (pada pipa keluar menuju bak penamp
∅ pipa
Jumlah Outlet
hv
=
fv
=
=
4
1
inchi
outlet
=
0.1
m
v2
2g
Dengan :
fv
=
Koefisien kerugian katup (katup isap dan saringan)
(sesuai tabel 2.20, hal 39, Sularso, Tahara)
g
v
Gravitasi =
9.8 m/dt2
Kecepatan rata-rata di penampang masuk pipa
=
=
hv
=
=
v2
=
2g
0.000015 m
fv
0
19.6
=
=
1
0.02
Ÿ
Kerugian pada belokan (elbow)
a)
Belokan sudut (θ) 90O, diasumsikan berjumlah 2 buah untuk ∅ pipa = 4 inchi
Jumlah
θ
∅ pipa
f
=
=
=
=(
=
hv
=
=
Total hv
b)
2 buah
90 derajat
4 inchi =
0.13
2.07
+
0.1
1.85
m
+
0.09344 ) x
1
v2
0
=
2g
19.6
0.000031 m
= 0.000062 m
fv
Belokan sudut (θ)135O, diasumsikan berjumlah 2 buah untuk ∅ pipa = 4 inchi
Jumlah
θ
∅ pipa
f
=
=
=
=(
=
4 buah
135 derajat
4 inchi =
0.13
2.54
+
0.1
1.85
m
+
0.09344 ) x
1.22
v2
0
=
2g
19.6
=
0.000038 m
Total hv
= 0.000152 m
Sehingga Total h1
=
0.00120 m
hv
=
fv
Dengan demikian Head Total Pompa (H) dapat ditentukan sebagai berikut :
H
=
=
=
hstat
+ ∆hp
60.94
+
60.9426 m
H untuk overhead 15%
+
0
=
h1
+ Vd /2g
0.00120
+
2
+
70.08
≈
0
70 meter
4. Penentuan NPSH (Net Positive Suction Head/ Head Isap Positif)
=
Dimana :
hsv =
NPSH yang tersedia (m)
Pa
Tekanan Atmosfir (kgf/m2)
=
=
1.03
kgf/cm2
=
=
0.02
kgf/cm
=
10332
Pv
=
Tekanan Uap Jenuh (kgf/m )
γ
=
=
=
=
=
=
Berat Zat Cair per satuan volume (kgf/m ) =
995.7 kgf/m
Head Isap Statis (m)
=
4
m
(pompa berada diatas permukaan
Kerugian Head di dalam pipa isap (m)
pipa masuk + katup masuk + elbow
0.02
+(
2x
0.65
)+
0.6
1.93
meter
hs
hls
2
2
3
maka
=
=
=
10332
995.7
-
238.3
995.7
-
4
-
1.93
=
10.38
-
0.24
-
4
-
1.93
4.21
m (NPSH Tersedia)
5. Penentuan Putaran dan Daya Motor
Sesuai Gambar 2.25 hal 52 Sularso, Tahara
238.3
3
Q
=
0.5 m3/mnt
H
=
70 m
dari tabel
65 x 50X2 - 515
Diartikan
Diameter isap pompa
Ÿ
Diameter keluar
Ÿ
Daya Motor
Ÿ
Jumlah kutub
Ÿ
Frekwensi
Ÿ
=
=
=
=
=
65 mm =
2.56 inchi
50 mm =
1.97 inchi
15 kw =
20.12 HP
2 (untuk motor listrik)
50 Hz
≈
≈
6. Perhitungan Efisiensi Pompa (η)
Dimana :
γ
=
Berat Zat Cair per satuan volume (kgf/l)
=
1 kgf/l
Q
H
P
=
=
=
=
=
=
0.5 m3/mnt
70 m
15 kw
Pw
=
=
η
Kapasitas Aliran
Head Total
Daya Motor
0.16
5.68
=
=
Pw
P
37.87%
x
kw
=
1
5.68
15
x
0.5
x
70
3 inchi
2 inchi
16 kw
OMPA
ERSIH
umber air ke Unit Produksi
=
0.14
lt/dt
asil sebagai berikut :
inchi =
0.08
m
al. 24, Sularso, Tahara, pada tekanan
yani oleh Pompa.
ap dengan tinggi
ngan pipa keluar
hd
hs
Williams sebagai berikut :
Williams sebagai berikut :
0.02
m/dt
ar menuju bak penampung)
0.02
m/dt
k ∅ pipa = 4 inchi
=
0.1 m
k ∅ pipa = 4 inchi
=
0.1 m
ebagai berikut :
kgf/m2
kgf/m2
pada suhu 20OC
rada diatas permukaan air)
untuk safety
2.5
250.00 m3/hr
250,000.00 lt/hr
2.89 lt/dt
129.2