BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mesin-Mesin Fluida
Mesin fluida adalah mesin yang berfungsi untuk mengubah energi
mekanis poros menjadi energi potensial atau sebaliknya mengubah energi fluida
(energi potensial dan energi kinetik) menjadi energi mekanis poros. Dalam hal ini
fluida yang dimaksud berupa cair, gas dan uap.
Secara umum mesin-mesin fluida dapat dibagi menjadi dua bagian besar,
yaitu :
1. Mesin Tenaga
yaitu mesin fluida yang berfungsi mengubah energi fluida (energi potensial
dan energi kinetik) menjadi energi mekanis poros.
Contoh : turbin, kincir air, dan kincir angin.
2. Mesin Kerja
yaitu mesin yang berfungsi mengubah energi mekanis poros menjadi energi
fluida (energi potensial dan energi kinetik).
Contoh : pompa, kompresor, kipas (fan).
2.2. Pengertian Pompa
Pompa adalah salah satu mesin fluida yang termasuk dalam golongan
mesin kerja. Pompa berfungsi untuk memindahkan zat cair dari tempat yang
rendah ke tempat yang lebih tinggi karena adanya perbedaan tekanan.
Universitas Sumatera Utara
2.3. Klasifikasi Pompa
Secara umum pompa dapat diklasifikasikan dalam dua jenis kelompok
besar yaitu
1. Pompa Tekanan Statis (Positive Displacement Pump)
2. Pompa Tekanan Dinamis (Rotodynamic Pump)
2.3.1. Pompa Tekanan Statis
Pompa jenis ini bekerja dengan prinsip memberikan tekanan secara
periodik pada fluida yang terkurung dalam rumah pompa. Pompa ini dibagi
menjadi dua jenis.
Pompa Putar (Rotary Pump)
Pada pompa putar, fluida masuk melalui sisi isap, kemudian dikurung diantara
ruangan rotor dan rumah pompa, selanjutnya didorong ke ruang tengah dengan
gerak putar dari rotor, sehingga tekanan statisnya naik dan fluida akan
dikeluarkan melalui sisi tekan. Contoh tipe pompa ini adalah : screw pump,
gear pump dan vane pump.
Gambar 2.1. Pompa roda gigi dan Pompa ulir
Pompa Torak (Reciprocating Pump)
Pompa torak mempunyai bagian utama berupa torak yang bergerak bolak-
balik dalam silinder. Fluida masuk melalui katup isap (suction valve) ke dalam
Universitas Sumatera Utara
silinder dan kemudian ditekan oleh torak sehingga tekanan statis fluida naik
dan sanggup mengalirkan fluida keluar melalui katup tekan (discharge valve).
Contoh tipe pompa ini adalah : pompa diafragma dan pompa plunyer.
Gambar 2.2. Pompa diafragma
2.3.2. Pompa Tekanan Dinamis
Pompa tekanan dinamis disebut juga rotodynamic pump, turbo pump atau
impeler pump. Pompa yang termasuk dalam kategori ini adalah : pompa jet dan
pompa sentrifugal.
Ciri-ciri utama dari pompa ini adalah:
- Mempunyai bagian utama yang berotasi berupa roda dengan sudu-sudu
sekelilingnya, yang sering disebut dengan impeler.
- Melalui sudu-sudu, fluida mengalir terus-menerus, dimana fluida berada
diantara sudu-sudu tersebut.
Prinsip kerja pompa sentrifugal adalah : energi mekanis dari luar diberikan
pada poros untuk memutar impeler. Akibatnya fluida yang berada dalam impeler,
oleh dorongan sudu-sudu akan terlempar menuju saluran keluar. Pada proses ini
Universitas Sumatera Utara
fluida akan mendapat percepatan sehingga fluida tersebut mempunyai energi
kinetik. Kecepatan keluar fluida ini selanjutnya akan berkurang dan energi kinetik
akan berubah menjadi energi tekanan di sudu-sudu pengarah atau dalam rumah
pompa.
Adapun bagian-bagian utama pompa sentrifugal adalah poros, impeler dan
rumah pompa (gambar 2.3)
Gambar 2.3. Bagian-bagian utama pompa tekanan dinamis
Pompa tekanan dinamis dapat dibagi berdasarkan beberapa kriteria
berikut, antara lain :
a. Klasifikasi Menurut Jenis Impeler
1. Pompa sentrifugal
Pompa ini menggunakan impeler jenis radial atau francis. Konstruksinya
sedemikian rupa (gambar 2.4) sehingga aliran fluida yang keluar dari impeler
akan melalui bidang tegak lurus pompa.
Universitas Sumatera Utara
Impeler jenis radial digunakan untuk tinggi tekan (head) yang sedang dan
tinggi, sedangkan impeler jenis francis digunakan untuk head yang lebih
rendah dengan kapasitas yang besar.
Impeler dipasang pada ujung poros dan pada ujung lainnya dipasang kopling
sebagai penggerak poros pompa.
Gambar 2.4. Pompa sentrifugal
2. Pompa aliran campur
Pompa ini menggunakan impeler jenis aliran campur (mix flow), seperti pada
gambar 2.5. Aliran keluar dari impeler sesuai dengan arah bentuk permukaan
kerucut rumah pompa.
Gambar 2.5. Pompa aliran campur
Universitas Sumatera Utara
3. Pompa aliran aksial
Pompa ini (gambar 2.6) menggunakan impeler jenis aksial dan zat cair yang
meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang permukaan silinder rumah
pompa ke arah luar. Konstruksinya mirip dengan pompa aliran campur,
kecuali bentuk impeler dan difusernya.
Gambar 2.6. pompa aliran aksial
b. Klasifikasi menurut bentuk rumah pompa
1. Pompa Volut
Pompa ini khusus untuk pompa sentrifugal. Aliran fluida yang meninggalkan
impeler secara langsung memasuki rumah pompa yang berbentuk volut
(rumah siput) sebab diameternya bertambah besar. Bentuk dan konstruksinya
terlihat pada gambar 2.4.
2. Pompa Diffuser
Konstruksi pompa ini dilengkapi dengan sudu pengarah (diffuser) di sekeliling
saluran keluar impeller (gambar 2.7). Pemakaian diffuser ini akan
memperbaiki efisiensi pompa. Difuser ini sering digunakan pada pompa
bertingkat banyak dengan head yang tinggi.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7. Pompa diffuser
3. Pompa Vortex
Pompa ini mempunyai aliran campur dan sebuah rumah volut seperti
tergambar pada gambar 2.8. Pompa ini tidak menggunakan diffuser, namun
memakai saluran yang lebar. Dengan demikian pompa ini tidak mudah
tersumbat dan cocok untuk pemakaian pada pengolahan cairan limbah.
Gambar 2.8. Pompa vortex
c. Klasifikasi menurut jumlah tingkat
1. Pompa satu tingkat
Pompa ini hanya mempunyai sebuah impeler (gambar 2.4 s/d 2.8). Pada
umumnya head yang dihasilkan pompa ini relatif rendah, namun
konstruksinya sederhana.
Universitas Sumatera Utara
2. Pompa bertingkat banyak
Pompa ini menggunakan lebih dari satu impeler yang dipasang secara
berderet pada satu poros (gambar 2.9). Zat cair yang keluar dari impeler
tingkat pertama akan diteruskan ke impeler tingkat kedua dan seterusnya
hingga ke tingkat terakhir. Head total pompa merupakan penjumlahan
head yang dihasilkan oleh masing-masing impeler. Dengan demikian head
total pompa ini relatif lebih tinggi dibanding dengan pompa satu tingkat,
namun konstruksinya lebih rumit dan besar.
Gambar 2.9. Pompa bertingkat banyak
d. Klasifikasi menurut letak poros
1. Pompa poros mendatar
Pompa ini mempunyai poros dengan posisi horizontal (gambar 2.4 s/d
2.9), pompa jenis ini memerlukan tempat yang relatif lebih luas.
2. Pompa jenis poros tegak
Poros pompa ini berada pada posisi vertikal, seperti terlihat pada gambar
2.10. Poros ini dipegang di beberapa tempat sepanjang pipa kolom utama
bantalan. Pompa ini memerlukan tempat yang relatif kecil dibandingkan
Universitas Sumatera Utara
dengan pompa poros mendatar. Penggerak pompa umumnya diletakkan di
atas pompa.
Gambar 2.10 Pompa aliran campur poros tegak
e. Klasifikasi menurut belahan rumah
1. Pompa belahan mendatar
Pompa ini mempunyai belahan rumah yang dapat dibelah dua menjadi
bagian atas dan bagian bawah oleh bidang mendatar yang melalui sumbu
poros. Jenis pompa ini sering digunakan untuk pompa berukuran
menengah dan besar dengan poros mendatar.
Gambar 2.11. Pompa jenis belahan mendatar
Universitas Sumatera Utara
2. Pompa belahan radial
Rumah pompa ini terbelah oleh sebuah bidang tegak lurus poros.
Konstruksi seperti ini sering digunakan pada pompa kecil dengan poros
mendatar. Jenis ini juga sesuai untuk pompa-pompa dengan poros tegak
dimana bagian-bagian yang berputar dapat dibongkar ke atas sepanjang
poros.
3. Pompa jenis berderet .
Jenis ini terdapat pada pompa bertingkat banyak, dimana rumah pompa
terbagi oleh bidang-bidang tegak lurus poros sesuai dengan jumlah tingkat
yang ada.
f. Klasifikasi menurut sisi masuk impeler
1. Pompa isapan tunggal
Pada pompa ini fluida masuk dari sisi impeler. Konstruksinya sangat
sederhana, sehingga sangat sering dipakai untuk kapasitas yang relatif
kecil. Adapun bentuk konstruksinya terlihat pada gambar 2.4 s/d 2.10.
2. Pompa isapan ganda
Pompa ini memasukkan fluida melalui dua sisi isap impeler (gambar 2.12).
Pada dasarnya pompa ini sama dengan dua buah impeler pompa isapan
tunggal yang dipasang bertolak belakang dan dipasang beroperasi secara
parallel. Dengan demikian gaya aksial yang terjadi pada kedua impeler
akan saling mengimbangi dan laju aliran total adalah dua kali laju aliran
tiap impeler. Oleh sebab itu pompa ini banyak dipakai untuk kebutuhan
dengan kapasitas yang besar.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.12. Pompa isapan ganda
2.4. Unit Penggerak Pompa
Umumnya unit penggerak pompa terdiri dari tiga jenis yaitu:
- Motor bakar
- Motor listrik, dan
- Turbin
Penggerak tipe motor bakar dan turbin sangat tidak ekonomis untuk
perencanaan pompa karena konstruksinya berat, besar dan memerlukan sistem
penunjang misalnya sistem pelumasan, pendinginan dan pembuangan gas hasil
pembakaran.
Sistem penggerak motor listrik lebih sesuai dimana konstruksinya kecil
dan sederhana, sehingga dapat digabungkan menjadi satu unit kesatuan dalam
rumah pompa. Faktor lain yang membuat motor ini sering digunakan adalah
karena murah dalam perawatan dan mampu bekerja untuk jangka waktu yang
relatif lama dibanding penggerak motor bakar dan turbin.
2.5. Dasar-Dasar Pemilihan Pompa
Dasar pertimbangan pemilihan pompa, didasarkan pada sistem
ekonomisnya, yakni keuntungan dan kerugian jika pompa tersebut digunakan dan
Universitas Sumatera Utara
dapat memenuhi kebutuhan pemindahan fluida sesuai dengan kondisi yang
direncanakan.
Yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis pompa yang digunakan
adalah analisa fungsi pompa terhadap instalasi pemipaan, kapasitas, head,
viskositas, temperatur kerja dan jenis motor penggerak.
Kondisi yang diinginkan dalam perencanaan ini adalah:
- Kapasitas dan head pompa harus mampu dipenuhi.
- Fluida yang mengalir secara kontiniu.
- Pompa yang dipasangkan pada kedudukan tetap.
- Konstruksi sederhana.
- Mempunyai efisiensi yang tinggi.
- Harga awal relatif murah juga perawatannya.
Melihat dan mempertimbangkan kondisi yang diinginkan dalam
perencanaan ini, maka dengan mempertimbangkan sifat pompa dan cara kerjanya,
dipilih pompa sentrifugal dalam perencanaan ini, karena sesuai dengan sifat
pompa sentrifugal, yakni.:
- Aliran fluida lebih merata.
- Putaran poros dapat lebih tinggi.
- Rugi-rugi transmisinya lebih kecil karena dapat dikopel langsung dengan
motor penggerak.
- Konstruksinya lebih aman dan kecil.
- Perawatannya murah.
Universitas Sumatera Utara
2.6 Head Pompa
Head pompa adalah energi yang diberikan pompa ke dalam fluida dalam
bentuk tinggi tekan. Dimana tinggi tekan merupakan ketinggian fluida harus naik
untuk memperoleh jumlah energi yang sama dengan yang dikandung satu satuan
bobot fluida pada kondisi yang sama. Untuk lebih jelasnya perhitungan dari head
pompa dapat dilihat pada gambar 2.13 berikut ini.
Gambar 2.13. Prinsip Hukum Bernoulli
Pada gambar ini terdapat dua buah titik dengan perbedaan kondisi letak,
luas penampang, tekanan serta kecepatan aliran fluida. Fluida kerja mengalir dari
kondisi pertama (titik 1) ke kondisi kedua (titik 2), aliran ini disebabkan oleh
adanya suatu energi luar E0. Energi luar E0
E
ini terjadi merupakan perbedaan
tekanan yang terjadi pada kedua kondisi operasi (titik 1 dan 2), atau
h1 = (P2-P1
Sedangkan pada setiap kondisi tersebut terdapat juga suatu bentuk energi,
yaitu energi kinetik (E
).Q
k) dan energi potensial (Ep
). atau dapat dituliskan sebagai
berikut :
Universitas Sumatera Utara
- untuk titik 1 :
energi yang terkandung Et1 = Ek1 + Ep1 + Eh1
= ½ m1.v12 + m1.g.h1+ (P2 – P1
- untuk titik 2 :
).Q
energi yang terkandung Et2 = Ek2 + Ep2+ E
= ½ m
h2
2.v22 + m2. g.h2 + (P2 – P1).Q
Dan hubungan dari kondisi kerja ini adalah Et = 0, Et = Et
2-Et1-Eh1
0 = [ ½ m
, atau dapat
dituliskan :
2.v22 + m2.g.h2] – [ ½ m1.v1
2 + m1.g.h1] –[P2-P1
(P
) . Q]
2-P1) . Q = ½ [(m2.v22) – (m1.v1
2)] + [(m2.g.h2) – (m1.g.h1
Dimana : Q = A . v = konstan
)]
…………(1)
m = ρ . A . v , dimana ρ1 = ρ
2
Sehingga persamaan 1 di atas dapat dituliskan sebagai berikut :
(P2-P1) A . v = ½ [(ρ.A.v3)2 – (ρ.A.v3)1] + ρ.A.v.g (h2-h1
(P
)
2-P1) = ½ ρ. (v22 – v1
2) + ρ.g (h2-
h1
jika ρ (kg/m
)………………………………….(2)
3) . g (m/s2) = γ (N/m3
), maka persamaan 2 dapat disederhanakan
menjadi :
)(.2 12
21
2212 hh
gvvPP
−+−
=−γ
Atau persamaan untuk mencari head pompa dipergunakan persamaan Bernoulli
yaitu :
Universitas Sumatera Utara
Lp HZg
vPHZg
vP+++=+++ 2
222
1
211
22 γγ
Maka :
Lp HZZg
vvPPH +−+−
+−
= 121212
2γ
Dimana : γ
12 PP − = adalah perbedaan head tekanan
gvv
2
21
22 − = adalah perbedaan head kecepatan
Z2 – Z1
H
= adalah perbedaan head potensial
L
Dari rumus di atas dapat dilihat bahwa head total pompa diperoleh dengan
menjumlahkan head tekanan, head kecepatan, head potensial, dan head losses
yang timbul dalam instalasi pompa. Sementara head losses sendiri merupakan
jumlah kerugian head mayor (h
= adalah kerugian head (head losses)
f) dan kerugian head minor (hm
H
).
L = hf + h
m
2.7 Putaran Spesifik
Jenis impeler yang digunakan pada suatu pompa tergantung pada putaran
spesifiknya. Putaran spesifik adalah putaran yang diperlukan pompa untuk
menghasilkan head 1m dengan kapasitas 1 m3
/s, dan dihitung berdasarkan
[Literatur 3. hal 357] :
75.064,51p
ps H
Qnn =
Dimana : ns = putaran spesifik [rpm]
Universitas Sumatera Utara
n = putaran pompa [rpm]
Q = kapasitas pompa [m3
H
/s]
p
= head pompa [m]
Tabel berikut menunjukkan klasifikasi impeler menurut putaran spesifik.
Tabel 2.1 Klasifikasi impeler menurut putaran spesifik
No Jenis impeler ns
1 Radial flow 500-3000
2 Francis 1500-4500
3 Aliran campuran 4500-8000
4 Aliran axial (propeler) 8000 ke atas
Sumber : pompa sentrifugal, Austin H. Church
2.8 Daya Pompa
Daya pompa ialah daya yang dibutuhkan poros pompa untuk memutar
impeler didalam memindahkan sejumlah fluida dengan kondisi yang diinginkan.
Besarnya daya poros yang dibutuhkan dapat dihitung berdasarkan [Lit. 5. hal 243]
Npp
p gHQη
ρ... =
Dimana : Np
Q = kapasitas pompa [m
= daya pompa [watt]
3
H
/s]
p
ρ = rapat jenis fluida [kg/m
= head pompa [m]
3
η
]
p
= effisiensi pompa
2.9. Aliran Fluida
Universitas Sumatera Utara
Aliran dalam pemipaan akan terjadi dari titik yang mempunyai head
hidrolik yang lebih tinggi (energi internal per satu satuan berat air) ke head yang
lebih rendah, dimana terjadi kehilangan energi hidrolik di sepanjang pipa.
Kehilangan energi hidrolik sepanjang pipa secara umum disebabkan oleh :
a. Kerugian head mayor.
Kerugian head ini terjadi akibat adanya gesekan antara dinding pipa
dengan fluida yang mengalir di dalamnya. Persamaan umum yang dapat
digunakan untuk mencari headloss akibat gesekan dalam pipa dapat dilakukan
dengan menggunakan :
• Persamaan Darcy-Weisbach
• Persamaan Hazen-Williams
Kedua persamaan diatas memiliki kelebihan dan kekurangan masing-
masing yaitu :
• Persamaan Darcy-Weisbach :
1. Memberikan hasil yang lebih baik untuk pipa yang relatif pendek.
2. Untuk sistem yang terdiri dari bermacam-macam pipa akan lebih rumit
perhitungannya.
3. Populer atau sering dipakai untuk perhitungan dengan beda energi
besar.
4. Persamaan Darcy-Weisbach secara teori paling bagus dan dapat
digunakan ke semua jenis fluida.
• Persamaan Hazen-Williams :
Universitas Sumatera Utara
1. Umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head dalam pipa yang
relatif sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air minum.
2. Efektif digunakan untuk pipa dengan D≥50 mm
3. Untuk sistem yang terdiri dari bermacam-macam pipa, perhitungannya
akan lebih mudah dibanding Darcy-Weisbach.
4. Persamaan Hazen-William paling banyak digunakan untuk
menghitung headloss, tetapi tidak bisa digunakan untuk semua fluida
selain dari air dan digunakan hanya untuk aliran turbulen.
b. Kerugian minor
Kerugian ini diakibatkan adanya perubahan dalam geometri aliran seperti
katup, belokan, perubahan diameter pipa, sambungan, saluran masuk dan keluar
pipa.
Rumus : hmg
V2
2
= K.
Dimana : V = kecepatan rata-rata aliran fluida dalam pipa [m/s]
g = gravitasi bumi [m/s2
K = koefisien minor loses
]
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
2.10. Perhitungan Motor Penggerak
Ada beberapa jenis alat penggerak motor yang digunakan untuk
menggerakkan pompa, antara lain turbin uap, motor bakar dan motor listrik.
Dalam perencanaan ini dipilih motor listrik sebagai penggerak mula pompa
dengan pertimbangan:
1. Energi listrik untuk menggerakkan motor listrik dapat dengan mudah
diperoleh dari pembangkit yang ada.
2. Keuntungan memakai motor listrik dengan mudah dapat dikopel langsung
dengan pompa, pengoperasiannya mudah, putaran yang dihasilkan konstan,
getaran yang ditimbulkan kecil, biaya perawatan murah serta tidak
menimbulkan polusi udara.
Besarnya putaran motor listrik dapat ditentukan dengan mengetahui
frekwensi dan jumlah kutub pada motor listrik. Pada umumnya frekwensi listrik di
Indonesia adalah 50 Hz. Putaran motor listrik dengan frekuensi 50 Hz dapat
dilihat pada tabel 3.3. berikut ini.
Tabel 3.3 Harga putaran dan kutubnya
Jumlah kutub Putaran (rpm)
2
4
6
8
10
12
3000
1500
1000
750
600
500
Universitas Sumatera Utara
Pada pemilihan kali ini dipilih motor listrik dengan 2 buah kutub dan
putaran 1500 rpm. Akibat adanya terjadi slip pada motor maka akan terjadi
penurunan putaran, besarnya (1÷2)%, sehingga putaran menjadi 1450 rpm.
Motor listrik dikopel langsung dengan pompa sehingga putaran pompa
sama dengan putaran motor.
2.11. Putaran Spesifik dan Tipe Impeler
Impeler adalah roda atau rotor yang dilengkapi dengan sudu-sudu, dimana
sudu-sudu ini berguna untuk memindahkan energi mekanis poros menjadi energi
fluida, tipe impeller suatu pompa ditentukan berdasarkan putaran spesifik pompa
tersebut.
Putaran spesifik untuk pompa yang memiliki impeller satu tingkat dapat
dihitung menggunakan persamaan [Lit. 3. hal 357]:
n 1s = n 75,0p
p
H
Q
dimana: n 1s = putaran spesifik satu tingkat
n = putaran pompa (rpm)
Q p = kapasitas pompa (m 3 /det )
H p = head pompa (m)
Sehingga :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.4 Klasifikasi impeler menurut putaran spesifik
No. Jenis Impeler ns
1.
2.
3.
4.
Radial flow
Francis
Aliran campur
Aliran axial
500 – 3000
1500 – 4500
4500 – 8000
8000 ke atas
Sumber : Pompa dan Blower Sentrifugal, Austin H. Church.
2.12. Kavitasi
Kavitasi adalah suatu fenomena dimana fluida kerja (liquid) yang mengalir
di dalam pipa atau pompa mengalami perubahan formasi menjadi gelombang uap
(vapour field) dan diikuti pecahnya gelembung uap (vapour collapse) tersebut.
Akibat yang ditimbulkan kavitasi adalah:
- Menimbulkan erosi pada sudu-sudu impeller dan rumah pompa
- Getaran dan suaru berisik karena pecahnya gelembung uap.
Kavitasi pada dasarnya dapat dicegah dengan membuat NPSH yang
tersedia lebih besar dari NPSH yang diperlukan. Dalam perencanaan instalasi
pompa, hal-hal yang perlu untuk menghindari kavitasi ialah:
- Pipa isap dibuat sependek mungkin
- Jarak antara permukaan air yang dihisap dengan letak pompa dibuat serendah
mungkin
2.13. Net Positive Suction Head (NPSH)
Kavitasi akan terjadi jika tekanan statis suatu aliran zat cair turun sampai
di bawah tekanan uap jenuhnya. Jadi untuk menghindari kavitasi, harus
Universitas Sumatera Utara
diusahakan agar tidak ada satu bagianpun dari aliran di dalam pompa yang
mempunyai tekanan statis lebih rendah dari tekanan uap jenuh cairan pada
temperature bersangkutan. Dalam hal ini perlu diperhatikan dua macam tekanan
yang memegang peranan penting, yaitu:
- Tekanan yang ditentukan oleh kondisi lingkungan dimana pompa dipasang
- Tekanan yang ditentukan oleh keadaan aliran dalam pompa
Maka dari penjelasan di atas dapat didefenisikan suatu head isap positif
neto (NPSH) adalah dipakai sebagai ukuran keamanan pompa terhadap kavitasi..
Di bawah ini akan diuraikan dua macam NPSH, yaitu:
1. NPSH yang tersedia pada instalasi
2. NPSH yang dibutuhkan pompa
2.13.1. NPSH yang Tersedia
NPSH yang tersedia adalah head yang dimiliki oleh zat cair pada sisi isap
pompa yang dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair ditempat tersebut
dikurangi dengan head isap statis dan kerugian gesek didalam pipa. Besar NPSH
yang tersedia menurut [Lit 1. hal 44] dapat dihitung dengan persamaan berikut ini:
NPSH A = SA HZPP−−−
γγ21
Dimana :
P 1 = Tekanan pada pipa isap (N/m 2 )
P 2 = Tekanan uap jenuh airpada temperature Tf (N/m2
)
γ = Berat zat cair per satuan volume ( N/m 3 )
Universitas Sumatera Utara
Z A = Head isap statis (m)
H S = Kerugian head didalam pipa isap (m)
2.13.2. NPSH yang Diperlukan
Besarnya NPSH yang diperlukan untuk setiap pompa berbeda harganya,
tergantung dari pabrik pembuatannya. Namun untuk perhitungan NPSH yang
diperlukan menurut [Lit. 1. hal 45] dapat dihitung dari konstanta kavitasi σ
seperti di bawah ini:
σ = n
suN
HH
dimana:
σ = Koefisien kavitasi = 0,0728
H suN = NPSH yang dibutuhkan
H n = head total pompa
Sehingga besarnya NPSH yang diperlukan adalah:
NPSH R = σ . H n
= (0,0728) x (74)
= 5,3872 m
maka NPSH A > NPSH R
Dari hasil perhitungan yang diperoleh di atas NPSH yang tersedia lebih
besar daripada NPSH yang diperlukan, sehingga pompa yang direncanakan dapat
beroperasi tanpa terjadi kavitasi.
Universitas Sumatera Utara
2.14. Daya Pompa dan Daya Motor Penggerak
Besarnya daya pompa untuk mengalirkan air atau daya yang dibutuhkan
untuk menggerakkan impeller dicari dengan persamaan [Literatur 5. hal 243]:
N p = P
QHgη
γ ...
Dimana:
H = head pompa (m)
Q = kapasitas pompa (m 3 /s)
γ = berat jenis air pada temperature (N/m 3 )
Pη = effisiensi pompa
Dalam perencanaan ini, motor listrik dikopel langsung dengan poros
pompa. Menurut [Lit 1. hal 58] daya motor listrik sebagai motor penggerak poros
pompa dapat dihitung dengan rumus:
N m = T
pNη
α )1( +
Dimana:
N m = daya motor penggerak (kW)
N p = daya pompa (kW)
α = factor cadangan daya = (0,1 ÷ 0,2)
Tη = effisiensi transmisi = 1,0 (dikopel langsung)
Universitas Sumatera Utara
Top Related