Perancangan Pompa Sentrifugal 100m3/jam untuk Air Barometrik

PERANCANGAN POMPA SENTRIFUGAL DENGAN KAPASITAS
100m3
/jam DAN HEAD POMPA 44m UNTUK SUPLAI
AIRBAROMETRIK KONDENSER
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk memenuhi
Syarat Memperoleh Gelar SarjanaTeknik
NIM : 070421019
ISKANDAR PAMELA
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2012
,
Universitas Sumatera Utara

100m3
NIM : 070421019
ISKANDAR PAMELA
Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi
priode ke- 172, pada Tanggal 29 Februari 2012
Diketahui / Disyahkan : Diketahui oleh:
Departemen Teknik Mesin Dosen Pembimbing,
Fakultas Teknik USU
Ketua
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri
NIP. 196412241992111001 NIP.1952 1222 1978 031300
Ir. Tekad Sitepu

100m3
NIM : 070421019
ISKANDAR PAMELA
Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi
priode ke- 172, pada Tanggal 29 Februari 2012
Pembanding I, Pembanding II,
Ir.Tulus B.Sitorus,ST,MT
NIP.197209232000121003 NIP.194910121981031002
Ir.Mulfi Hazwi M,sc.

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas segala karunia dan rahmat-
Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini.
Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan untuk memenuhi syarat guna
memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara. Adapun judul Skripsi ini adalah “Perancangan Pompa Sentrifugal Dengan
Kapasitas 100m3
/jam dan Head Pompa 44m untuk Suplai Air Barometrik Condenser.
Selama penulisaan laporan ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima
kasih kepada :
1. Kedua Orang tua saya yang telah memberikan segala dukungan moril dan materil, juga
kepada Abang dan Kakak ipar saya yang telah memberi semangat untuk dapat
menyelesaikan tulisan ini.
2. Bapak Ir. Tekad Sitepu. selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan
arahan, bimbingan, nasehat, dan pelajaran berharga hingga Skripsi ini dapat
terselesaikan.
3. Bapak Dr.Ing.Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin.
4. Seluruh Staf Pengajar pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara yang telah memberikan pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi
dan seluruh pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin.
5. Bapak Hendra, Pak iyan, Bang Begeng, Pak Rajak, Bang Iman, Bang Dani, Bang Acmal,
Kak Imei, yang membantu saya dalam menyelesaikan skripsi ini.
6. Teman-teman mahasiswa Mesin USU khususnya untuk stambuk 2007 yaitu Hermanto
butar-butar, Amd. ,Erwin Ramadhoni, ST., Rahmad Sugiarto, ST., Jasran Hutagalung, ST.,
dan semuanya.

7. Seluruh Karyawan Oleo Khususnya Maintenance yang telah banyak membantu juga
dalam penyelesaian skripsi ini
Akhir kata, semoga Skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan dapat dilanjutkan
oleh rekan-rekan mahasiswa lain.
Medan, April 2012
Penulis,
Iskandar Pamela
NIM.070421019

ABSTRAK
Air merupakan salah satu komponen terpenting dalam proses yang terjadi pada industri
oleochemical dan untuk mengirimkan air dalam jarak dan jumlah tertentu diperlukan suatu alat
yang disebut pompa. Direncanakan pompa dirancang untuk memompakan air dari Cooling Water
ke Barometric Kondenser dengan tekanan 2,5 sampai 3 bar dengan suhu 300
, Barometric
condenser merupakan suatu condenser yang berguna sebagai media pendingin yang dibutuhkan
pada suatu proses destilasi. Untuk memenuhi maksud tersebut, maka dirancanglah suatu pompa
yang mampu memompakan air dari Cooling Water ke Barometric condenser hingga mencapai
tekanan 2,5 sampai 3 bar. Perancangan pompa ini menyangkut sistem perpipaan yang dilayani
oleh pompa. Dari sistem ini dirancang spesifikasi pompa yaitu Head, kapasitas, putaran pompa,
tipe dan lain sebagainya. Perancangan pompa ini dilanjutkan dengan penetapan ukuran-ukuran
dimensi dari bagian utama pompa seperti impeller, rumah pompa, dan poros pompa sehingga
mampu bekerja dengan baik. Rancangan ini juga menghitung berapa daya motor penggerak yang
harus disediakan untuk mengoperasikan pompa tersebut.
Kata kunci : Pompa, Spesifikasi, Ukuran utama pompa

DAFTAR ISI
ABSTRAK…………………………………………………………………………….………….i
DAFTAR ISI……………………………………..............…………………………………….ii
DAFTAR TABEL ………………………………………….…………………………………viii
DAFTARGAMBAR ……………………………...…………………………………………...ix
DAFTAR NOTASI……………………………...…………………………………………...x
BAB I PENDAHULUAN…………...………………………………………………………….1
1.1.Latar Belakang Masalah…………………..…………………………………….. 1
1.2.Maksud dan Tujuan Perancangan……………………………………................ 2
1.3.PembatasanMasalah …………….……………………………………………. 2
1.4.Manfaat Perancangan…………………………………………………………… 2
1.5.Sistematika Penulisan…………………………………………………………….3
BAB II LANDASAN TEORI ………………………………………………………………4
2.1 Pengertian Pompa…………………………………………………………………4
2.2 Klasifikasi Pompa………………………………………………………………...4
2.2.1. Pompa Pemindahan Positif……………………………………………….4
2.2.2. Pompa Pemindah Non Positif…………………………………………….6
2.3. Pompa Sentrifugal…………………………………………………………….....6
2.3.1. Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal………………………………………...7
2.3.2. Klasifikasi Pompa Sentrifugal………………………………………….. 8
2.4. Putaran Spesifik……………………………………………… ………………..10
2.5. Head………………………………………..………….………………………. 10

2.5.1. Tinggi Energi Potensial (Z)………………….………………………10
2.5.2. Tinggi Energi Kinetik…………………………………………….…11
2.5.3. Tinggi Energi Tekan……………………………………..………….11
2.6. Kavitasi……………………………………………………………………..12
2.7. Net Positive Suction Head ( NSPH )……………………………………… 13
2.7.1. NPSH yang Tersedia………………………………………………..14
2.7.2. NPSH yang Diperlukan…………………………………………….15
2.8. Hambatan / Rugi – rugi (Losses)…………………………………………...16
2.8.1. Pipa Lurus…………………………………………………………..16
2.8.2. Perubahan Penampang Pipa………………………………………...18
2.8.3. Sambungan – sambungan Pipa……………………………………..18
2.9. Menentukan Kecepatan Rata – rata Saluran………………………………..19
2.9.1. Pada Pipa Isap………………………………………………………19
2.9.2. Pada Sisi Tekan……………………………………………………..19
2.10. Menentukan Jenis Impeler Pompa…………………………………………20
2.11. Perhitungan daya Pompa…………………………………………………..20
2.11.1. Daya Pompa ( whp )……………………………………………….20
2.11.2. Daya yang Dibutuhkan…………………………………………….20
2.12. Ukuran – ukuran Utama Pompa……………………………………………21
2.12.1. Diameter Poros Pompa……………………………………………..21
2.12.2. Sisi Masuk Impeler…………………………………………………21

2.12.2.1. Diameter Naaf Impeler………………………………………21
2.12.2.2. Diameter Mata Impeler……………………………………...21
2.12.2.3. Kecepatan Keliling Sisi Masuk Impeler……………………..22
2.12.2.4. Sudut Sisi Masuk……………………………………………23
2.12.2.5. Segitiga Kecepatan Sisi Masuk Impeler…………………….23
2.12.2.6. lebar Impeler Pada Sisi Masuk ……………………………..24
2.12.3. Sisi Luar Impeler…………………….……………………………..24
2.12.3.1. Diameter Luar Impeler………………………………………24
2.13.3.2. Kecepatan Keliling………………………………………….24
2.12.3.3. Kecepatan Radial……………………………………………24
2.12.3.4. Sudut Sisi Keluar……………………………………………25
2.12.3.5. Segitiga Kecepatan Sisi Keluar……………………………..25
2.12.3.6. Lebar Impeler pada Sisi Keluar……………………………..26
2.12.4. Jumlah Sudu….…………………….………………………………26
2.12.5. Jarak Sudu Sisi Masuk…………….……………………………….26
2.12.6. Tebal Sudu..….…………………….……………………………….27
2.12.7. Melukis Bentuk Impeller…………….……………………………..27
2.12.8. Perhitungan Rumah Pompa………….……………………………..28
2.12.8.1. Radius lidah tongue …………………………………………28
2.12.8.2. Sudut antara tongue toritis dengan tongue actual…………..28
2.12.8.3.Lebar Rata- rata tiap ring……………………………….…..29

2.12.8.4.Sudut rumah pompa……………..…………………….……29
BAB III SPESIFIKASI POMPA……………………………………………………………30
3.1 Kapasitas aliran ……………………………………………………………..30
3.2Kecepatan aliran dan diameter pipa ………………………………………32
3.3Perhitungan Head pompa .…………………………………………………..35
3.4Head Statis ………..……………………………………………………..36
3.5Kerugian Head Sepanjang pipa instalasi……………………………………...36
3.5.1. Kerugian Head Mayor ……………………………………………36
3.5.1.1 Head losses sepanjang pipa isap …..………………………36
3.5.1.1 Head losses sepanjang pipa tekan …………………………..37
3.5.2. Kerugian Head Minor …………………………………………38
3.6Head Tekanan ……………………...…………………………………….39
3.7Head Total Pompa ………………..…………………………………….39
3.8Daya Pompa …………..………………………………………………..40
3.9Putaran Pompa ………………………………………………………40
3.10Penentuan Putaran Spesifik dan Jenis Impeller .………………………..41
3.11 Daya Porao Pompa ………………..……………………………………42
3.12Spesifikasi Pompa …………….…………………………………….42

BAB IV UKURAN – UKURAN UTAMA POMPA ……………………………………43
4.1 Diameter Poros Pompa ……………………………………………….43
4.2Diameter Hub Impeller ……………………………………………….44
4.3Sisi Masuk Impeller …………………………………………………...44
4.3.1. Kecepatan pada sisi isap ...……………………………………….44
4.3.2. Diameter Mata Impeller …………………………………………44
4.3.3. Diameter Sisi Masuk Impeller …………………………………….45
4.3.4. Kecepatan Keliling Sisi Masuk Impeller……………………………..45
4.3.5. Kecepatan Sisi Masuk Impeller ………………………………….46
4.3.6. Sudut Sisi Masuk Impeller ……………………………………….46
4.3.7. Lebar Susu Sisi Masuk …………………………………..46
4.3.8. Diagram Kecepatan Sisi Masuk Impeller……………………………..47
4.4Sisi Keluar Impeller …………………………………………………...47
4.4.1. Diameter Luar Impeller ...……………………………………….47
4.4.2. Sudut Sisi Keluar Impeller ……………………………………….48
4.4.3. Kecepatan Keliling Sisi Luar Impeller………………………………..48
4.4.4. Lebar Susu Sisi Keluar ……………………………………48
4.4.5. Diagram Kecepatan Sisi Keluar Impeller……………………………..49
4.5Jumlah Sudu ………….……………………………………………….50
4.6Jarak Pembagi Sudu …….……………………………………………...51
4.7Tebal Sudu ………….………………………………………………...51

4.8Melukiskan Kelengkungan Impeller………………………………………….51
4.9Perhitungan Rumah Pompa ….…………………………………………….55
4.10 Sudut Antara Tongue Teoritis dan Tongue Aktual ……………………….55
BAB V KESIMPULAN . ……….….…………………………………...56
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klarifikasi Pompa Sentrifugal 8
Tabel 2.2 Sifat – sifat Fisik Air 15
Tabel 3.1 Koefisien Kerugian Gesek pada Pipa Tekan 38
Tabel 3.2 Harga Putaran dan Kutubnya 40
Tabel 4.1 Pembagian Lingkaran Kosentris 53

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pompa Torak untuk Campuran Lumpur, Minyak dan Air 5
Gambar 2.2 Pompa Uap Gerak Langsung 5
Gambar 2.3 Pompa Rotasi Roda Gigi 5
Gambar 2.4 Pompa Sentrifugal Rumah Keong, Pompa Difuser, dan Pompa Turbin 6
Gambar 2.5 Penampang Pompa Sentrifugal Satu Tingkat 7
Gambar 2.6 Aliran Fluida pada Pompa Sentrifugal 8
Gambar 2.7 Tinggi Tekan pada Sebuah Pompa 12
Gambar 2.8 Hubungan Antara Koefisien Kavitasi dan Kecepatan Spesifik 13
Gambar 2.9 Diagram Modi 17
Gambar 2.10 Hubungan Kecepatan Sisi Masuk Izin dengan Kecepatan yang Dibutuhkan dan
Putaran Pompa 22
Gambar 2.11 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk 23
Gambar 2.12 Segitiga Kecepatan Sisi Keluar 25
Gambar 3.1 Instalasi Pompa yang Digunakan 35
Gambar 4.1 Diagram Kecepatan Sisi Masuk Impeler 47
Gambar 4.2 Diagram Kecepatan Sisi Keluar Impeler 49
Gambar 4.3 Kelengkungan Impeler 54

DAFTAR NOTASI
SIMBOLKETERANGAN SATUAN
A Luas Penampang Pipa m2
b1 Lebar Impeller Pada Sisi Masuk mm
b2 Lebar Impeler Pada Sisi Keluar mm
Di Diameter Dalam Pipa mm
ds Diameter Poros mm
Dh Diameter Hub mm
D1 Diameter Mata Impeller mm
D1 Diameter Sisi Masuk Impeller mm
D2 Diameter Sisi Keluar Impeller mm
G Gravitasi m/s2
hLf Head Losses Sepanjang Pipa m
Hp Head Pompa m
hs Head Statis m
L Panjang Pipa m
T Momen Torsi Nmm
M Massa kg
Pp Daya Pompa kW
N Putaran Pompa rpm
Ns Putaran Spesifik rpm
Q Kapasitas Pompa m3
/s
R Jari – Jari Sudu Lingkaran Impeller mm
Re Bilangan Reynold -
t1 Jarak Antara Sudu m
s Tebal Sudu Impeller mm
U1 Kecepatan Tangensial Sisi Masuk Impeller m/s
U2 Kecepatan Tangensial Sisi Keluar Impeller m/s
V Kecepatan Aliran Pada Pipa m/s
Vo Kecepatan Aliran Masuk Impeller m/s

Vr1 Kecepatan Radial Masuk Impeller m/s
Vr2 Kecepatan Radial Keluar Impeller m/s
Z Jumlah Sudu -

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan salah satu komponen terpenting dalam proses yang terjadi pada industri
oleochemical dan untuk mengirimkan air dalam jarak dan jumlah tertentu diperlukan suatu alat
yang disebut pompa. Direncanakan pompa dirancang untuk memompakan air dari Cooling Water
ke Kondenser Bertekanan dengan tekanan 2,5 sampai 3 bar dengan suhu 300
, Kondenser
Bertekanan merupakan suatu condenser yang berguna sebagai media pendingin yang dibutuhkan
pada suatu proses destilasi. Untuk memenuhi maksud tersebut, maka dirancanglah suatu pompa
yang mampu memompaka air dari Cooling Water ke Kondenser Bertekanan hingga mencapai
tekanan 2,5 sampai 3 bar. Perancangan pompa ini menyangkut sistem perpipaan yang dilayani
oleh pompa. Dari sistem ini dirancang spesifikasi pompa yaitu Head, kapasitas, putaran pompa,
tipe dan lain sebagainya. Perancangan pompa ini dilanjutkan dengan penetapan ukuran-ukuran
dimensi dari bagian utama pompa seperti impeller, rumah pompa, dan poros pompa sehingga
mampu bekerja dengan baik. Rancangan ini juga menghitung berapa daya motor penggerak yang
harus disediakan untuk mengoperasikan pompa tersebut.
Pompa sentrifugal adalah jenis pompa yang sangat banyak dipakai oleh industri, terutama
industri pengolahan dan pendistribusian air. Beberapa keunggulan pompa sentrifugal adalah:
harga yang lebih murah, kontruksi pompa sederhana, mudah pemasangan maupun perawatan,
kapasitas dan tinggi tekan (head) yang tinggi, kehandalan dan ketahanan yang tinggi.
Pada pompa sentrifugal energi mekanik zat cair ditinggalkan dengan aksi sentrifugal.
Cairan terlempar tetap stabil akibat gaya sentrifugal. Zat cair yang masuk melalui sembungan
isap yang konsentrikdengan sumbu suatu elemen putar berkecepatan tinggi yang disebut impeler
(impeller), sehingga memiliki gaya kinetis yang tinggi.
Pompa sentrifugal yang digunakan dalam perancangan ini adalah pompa sentrifugal
single stage yang terdiri dari satu impeller dan satu casing. Pompa sentrifugal ini
mendistribusikan air dari reservoirisap (suction) ke reservoirtekan (discharge).

1.2. Maksud dan Tujuan Perancangan
Tujuan dari perancangan ini adalah agar mahasiswa dapat mengamati serta dapat
merancang sebuah pompa sentrifugal sesuai kebutuhan masyarakat dengan teori yang telah
didapat dari perkuliahan.
Tujuan dari perancangan ini adalah :
1. Mahasiswa dapat menentukan spesifikasi pompa yang sesuai dengan kebutuhan instalasi.
2. Mahasiswa dapat menentukan ukuran dari komponen - komponen utama pompa sentrifugal
tersebut dan merancang pompa sentrifugal tersebut.
1.3 Pembatasan Masalah
Pompa sentrifugal yang direncanakan akan digunakan pada proses pendistribusian air
bersih guna kebutuhan vessel barometric condensor. Sehubungan dengan hal tersebut, maka
direncanakanlah sebuah pompa sentrifugal untuk memompakan air bersih dari reservoir isap
(suction) ke reservoir tekan (discharge).
Pembahasan perencanaan ini, antara lain :
a. Penentuan spesifikasi teknik pompa.
b. Perhitungan ukuran - ukuran utama pompa.
1.4 Manfaat Perancangan
Manfaat dari perancangan ini bagi pengembangan IPTEK adalah setelah mampu
menentukan spesifikasinya, kita juga pasti mampu merancang pompa sentrifugal yang sesuai
kebutuhan.
1.5 Sistemattika Penulisan
Untuk memberikan gambagan yang jelas, maka penulisan ini mempunyai susunan
sebagai berikut :
- Bab I Pendahuluan
Pada Bab ini dijelaskan latar belakang masalah, tujuan penulisan, pembatasan masalah,
manfaat perancangan, dan sistematika penulisan.

- Bab II Landasan Teori
Pada Bab ini adalah pembahasan teori pompa secara garis besar. Pengertian dan
klarifikasi pompa, pompa sentrifugal, putaran spesifik, head, kavitasi, net positif suction
Head (NPSH), rugi-rugi/hambatan, dan dasar-dasar perencanaan/perhitungan.
- Bab III Spesifikasi Pompa
Pada Bab ini berisikan perhitungan dan penetapan rancangan yang direncanakan dengan
menghasilkan spesifikasi pompa.
- Bab IV Analisa Perencanaan
Bab ini merupakan analisa hasil perencanaan yang telah ditetapkan
- Bab V Penutup
Bab ini berisi tentang hasil perencanaan pompa sentrifugal yang didapat dan saran
tentang pengoptimalan kinerja pompa sesuai perhitungan dan analisa yang dilakukan
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Pompa
Pompa adalah suatu mesin yang digunakan untuk memindahkan fluida dari suatu tempat
ke tempat lainnya, melalui suatu media saluran (pipa) dengan cara menambahkan energi pada
cairan yang dipindahkan dan berlangsung kontiniu. Pompa berfungsi mengubah tenaga dari suatu
tenaga (penggerak) menjadi tenaga tekanan dari fluida, dimana tenaga ini dibutuhkan untuk
mengalirkan fluida dari tekanan/tempat yang rendah ke tekanan/tempat yang tinggi .
2.2 Klasifikasi Pompa
Berdasarkan cara pemindahan dan pemberian energy pada pompa dibagi menjadi dua
kelompok, yaitu :
- Pompa Pemindah Positif (Positive Displacement Pump)
- Pompa Pemindah Non Positif (Non Positive Displacement Pump)
2.2.1 Pompa Pemindah Positif
Pompa pemindah positif adalah pompa yang digunakan untuk mengisi dan
mengosongkan volume tertutup secara bergantian. Pompa jenis ini dikelompokkan atas :
- Pompa gerak translasi (Reciprocating)
Pompa jenis ini mempunnyai silinder dan plunyer/piston yang dilengkapi katup masuk,
yang akan membuka silinder ke dalam pipa masuk sewaktu melakukan langkah isap dan
katup keluar yang akan membuka ke arah pipa keluar sewaktu melakukan langkah
pengeluaran. Pompa bergerak menggunakan tenaga melalui poros engkol dan torak atau
mekanisme sejenis atau gerak langsung yang digerakkan oleh uap atau gas/udara yang
bertekenan.

Jenisnya : pompa torak, pompa pluyer
Gambar 2.1 Pompa Torak untuk Campuran Lumpur, Minyak dan Air
(Hicks Edwards, Teknologi Pemakaian Pompa, hal.33)
- Pompa Uap dengan Gerak Langsung
Pompa ini dikatakan demikian, karena piston uap dihubungkan dengan pompa piston
melalui batang torak tanpa pergerakan engkol atau roda gila.
Jenisnya : Steam ned of a duplex pump, pump neds
Gambar 2.2 Pompa Uap Gerak LangsungTurbin(Sumber;Fritz Deitzel, Turbin Pompa dan Kompresor,
hal.32)
- Pompa Bergerak Berputar (Rotary Pump)
Pompa yang terdiri dari rumah roda gigi tetap (fixed casing) yang berisi roda gigi, ulir,
vane, plunyer atau elemen yang sama dan digerakkan oleh perputaran poros.
Jenisnya : pompa roda gigi, pompa lobe, pompa vane, pompa ulir dan pompa liquid ring.

Gambar 2.3 Pompa Rotasi Roda Gigi
(Hicks Edwards, Teknologi Pemakaian Pompa, hal.33)
2.2.2 Pompa Pemindah Non Positif
Pompa pemindah non positif adalah suatu pompa dengan volume ruang yang tidak
berubah pada saat pompa bekerja. Energi mekanis secara kontinyu diberikan pada fluida
sehingga fluida mengalami kenaikan kecepatan yang tinggi, energy kinetis yang terjadi pada
fluida (kenaikan kecepatan), dirubah menjadi energy potensial sehingga fluida mengalami
kenaikan tekanan.
Pompa pemindah non positif dikelompokkan atas :
- Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal merupakan pompa yang memanfaatkan gaya sentrifugal karena
putaran pada fluidanya dan merubah menjadi energy tekanan (tinggi tekanan)
Jenisnya : pompa rumah keong, pompa diffuser, pompa turbin
Gambar 2.4 Pompa Sentrifugal Rumah Keong, Pompa Diffuser dan Pompa Turbin(Sumber;Fritz
Deitzel, Turbin Pompa dan Kompresor, hal.5)
- Pompa Jet

Pompa jet merupakan gabungan pompa sentrifugal dengan nozel jet atau penyembur
pada pipa isap untuk membantu memperbaiki aliran di dalam pompa.
2.3 Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal adalah suatu jenis pompa pemindah non positif, dimana fluida
memasuki impeller secara aksial didekat poros pompa dan mempunyai energi, baik energi
potensial maupun energi kinetik yang diberikan oleh sudu-sudu. Di dalam impeller fluida
mengalami percepatan. setelah itu fluida memasuki rumah pompa atau satu seri laluan diffuser
yang mentransformasikan energi kinetik menjadi tinggi tekanan (head) diikuti dengan penurunan
kecepatan.
Gambar 2.5. Penampang Pompa Sentrifugal Satu Tingkat( Fritz Deitzel, Turbin Pompa dan Kompresor,
hal.244 )

2.3.1 Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal
Daya dari motor diberikan kepada poros pompa untuk memutar impeller, menggerakkan
zat cair yang ada di dalam impeller. Karena timbul gaya sentrifugal maka zat cair mengalir dari
tengah impeller keluar melalui saluran diantara sudu-sudu. Head tekanan zat cair menjadi lebih
tinggi. Kecepatan bertambah besar karena zat cair mengalami percepatan fluida yang keluar dari
impeller ditampung oleh saluran berbentuk volute (spiral) dan disalurkan keluar pompa nrelalui
nozel sebagai head kecepatan aliran diubah menjadi head tekan.
Impeller pompa berfungsi memberikan kerja ke fluida sehingga energi yang dikaandung
bertambah menjadi besar. Selisih energi per satuan berat atau head total fluida antara plens isap
dan plens keluar pompa disebut head total pompa.
Gambar 2.6. Aliran Fluida pada Pompa Sentrifugal
(Sularso, Pompa dan Kompresor, hal 4)

2.3.2 Klasifikasi Pompa Sentrifugal
Berikut tabel klasifikasi pompa sentrifugal
Tabel 2.1 Klsifikasi Pompa Sentrifugal
Dasar Klasifikasi Klasifikasi Keterangan
Kapasitas
Tekanan Discharge
Susunan Impeller dan
Tingkat (Stage)
Cara Pemasukan pada
Impeller
Rancang bangun casing
Posisi poros
- Low Capacity
- Medium Capacity
- High Capacity
- Low Pressure
- Medium Pressure
- High Pressure
- Single Stage
- Multi Stage
- Multi Impeller dan
Multi Stage
- Single admission
- Double admission
- Single Casing
- Section Casing
< 20 m3
/jam
20-60 m3
/jam
>60 m3
/jam
< 50 N/cm2
50-600 N/cm2
> 500 N/cm2
Terdiri dari satu impeller dan
satu casing
Terdiri dari beberapa
impeller yang tersusun
paralel dalam satu casing
Kombinasi antara multi
impeller dan multi stage
Cairan masuk pompa melalui
satu sisi impeller
Cairan masuk pompa melalui
kedua sisi impeller
Terdiri dari satu casing,
dapat vertical atau horizontal
split.
Terdiri dari beberapa casing
yang tersusun secara vertical
spit (terutama untuk multi
stage).
Pompa tegak lurus poros

Tinggi angkat (Suction
Lift)
Jenis Fluida yang
Dialirkan
Kecepatan Spesifik
- Vertikal Shaft
- Horizontal Shaft
- Self Priming Pump
- Non Priming Pump
- Water Pump
- Petroleum Pump
- Low Speed Pump
- Medium Speed Pump
- High Speed Pump
Poros pompa mendatar
Pompa dilengkapi dengan
vacum device, tidak perlu
dipancing dapat menghisap
sendiri
Perlu dipancing pada saat
start
40 - 80 rpm
80 - 150 rpm
150 - 300 rpm

Fluida yang masuk melalui saluran isap ke dalam pompa, kemudian masuk ke dalam
impeller dan diteruskan ke rumah pompa kemudian masuk melalui nozel disalurkan keluar pipa
tekan. Pompa sentrifugal akan bekerja normal ppda waktu start, apabila rongga pada sisi isap
terisi penuh. Karena putaran poros yang memutar impeller maka fluida dalam sudu-sudu ikut
berputar. Akibatnya timbul gaya sentrifugal yang menimbulkan tekanan pada diameter luar
impeller tepatnya di sisi luar sudu-sudu. Apabila tekanan lawan (tertahan) yang terjadi lebih kecil
dari pada tekanan fluida yang ditimbulkan impeller maka fluida akan mengalir.
2.4 Putaran Spesifik
Putaran spesifik adalah putaran pompa model yang secara geometris sama walaupun
ukuran dan putarannya berbeda, bekerja pada satu satuan jumlah aliran (debit) dan satu satuan
tinggi (head) pompa
�s =
��
�3/4
(2.1)
Tinggi energi ini didasarkan pada ketinggian fluida atas bidang pembanding. Jadi fluida
tersebut mempunyai energi sebesar Z meter karena posisinya.
Dimana : n = Putaran poros rpm
Q = jumlah putaran m3
/det
H = tinggi/head m
2.5 Head
Head/tinggi energi adalah energi yang terkandung dalam fluida untuk melakukan kerja
yang dinyatakan dalam meter tinggi tekanan fluida yang mengalir. Ada tiga bentuk tekanan yang
terkandung dalam fluida yang mengalir, yaitu :
2.5.1 Tinggi Energi Potensial (Z)
Fritz Deitzel, Turbin Pompa dan Kompresor, hal.248

2.5.2 Tinggi Energi Kinetik
Tinggi energi ini adalah suatu ukuran energi kinetik yang terkandung dalam satu satuan
bobot fluida yang disebabkan oleh kecepatannya dan dinyatakan dalam persamaan V2
/2g.
2.5.3Tinggi Energi Tekanan
Tinggi energi ini adalah energi yang terkandung oleh fluida akibat tekanan dan sama
dengan /� . Jadi tinggi energi (Head) total yang terkandung dalam satu aliran fluida, sesuai teori
Bernoulli adalalah jumlah ketiga energi tersebut, yaitu :
� =
�
�
+
�2
2�
+ � = �� (2.2)
� = ℎ� + ∆ℎ� + ℎ� +
∆�2
2�
Hal ini disebut juga dengan tinggi teoritis. Pada kenyataannya tinggi kerja pompa selalu lebih
besar dari tinggi teoritis ini disebabkan adanya rugi-rugi pada saluran. Sehingga tinggi kerja
pompa atau Head Total Pompa adalah jumlah tinggi energi keseluruhan ditambah dengan tinggi
rugi-rugi sepanjang saluran, yaitu :
(2.3)
(2.2)
Austin H Curch, Pompa dan Blower Sentrifugal, hal 10
(2.3)
Sularso, Pompa dan Kompresor, hal 27
Dimana : ha = head statis M
hp = head tekanan m
P = Tekanan kgf/cm2
� = Berat per satuan volume zat cair yang dipompakan kgf/l
g = percepatan gravitasi m/s2
hl = head rugi-rugi m

Gambar 2.7 Tinggi Tekanan pada Sebuah Pompa
Keterangan gambar hi = tinggi isap
ht = tinggi tekanan
hst = tinggi statis
Pi = tekanan pada permukaan isap
Pt = tekanan pada permukaan tekan
2.6 Kavitasi
Bila tekanan pada sembarang titik di dalam pompa turun menjadi lebih rendah dari
tekanan uap pada temperatur cairannya, cairan itu akan menguap dan membentuk suatu rongga
uap. Gelembung-gelembung akan mengalir bersama-sama dengan aliran sampai pada daerah
yang mempunyai tekanan lebih tinggi dicapai dimana gelembung-gelembung itu akan mengecil
lagi secara tiba-tiba, yang akan mengakibatkan tekanan yang besar pada dinding didekatnya.
Fenomena ini yang disebut kavitasi.

Masuknya cairan secara tiba-tiba ke dalam ruangan yang terjadi akibat pengecilan
gelembung-gelembung uap tadi akan menyebabkan kerusakan-kerusakan mekanis, yang kadang-
kadang dapat menyebabkan terjadinya erosi, yaitu terjadinya lubang-lubang. Sifat-sifat lain yang
terjadi akibat kavitasi dapat berupa bunyi ketukan yang kuat dan akan mengakibatkan getaran
pada bagian-bagian pompa.
Energi yang dibutuhkan untuk melakukan percepatan pada fluida untuk mendapatkan
kecepatan yang tinggi dalam pengisian yang tiba-tiba ada ruangan kosong adalah merupakan
kerugian, dengan demikian kavitasi selalu diikuti oleh penurunan effisiensi.
Gambar 2.8. Hubungan Antara Koefisien Kavitasi dengan Kecepatan Spesifik
(Sularso, Pompa dan Kompresor, hal 4)
2.7 Net Positive Suction Head (NPSH)
Pada rangkaian pemipaan dan pengoperasian pompa, maka kavitasi biasanya terjadi bila
tekanan suatu aliran fluida turun sampai di bawah tekanan uap jenuhnya. Jadi untuk menghindari
kavitasi harus diusahakan agar seluruh bagian dari aliran pompa tidak ada yang mempunyai
tekanan statis lebih rendah dari tekanan uap jenuh fluida pada temperatur yang bersangkutan.
Sehubungan dengan ini maka didefenisikan suatu Tinggi Isap Positif Netto atau Net Positive
Suction Head (NPSH), yang dipakai untuk keamanan pompa terhadap kavitasi. Berikut
penguraian mengenai NPSH :

2.7.1 NPSH yang Tersedia
NPSH yang tersedia adalah head yang dimiliki oleh fluida pada sisi isap pompa, yaitu
tekanan mutlak pada sisi isap pompa dikurangi dengan tekanan uap jenuh fluida pada tempat
tersebut.
Dalam hal pompa menghisap fluida dari tempat terbuka, maka besarnya NPSH yang
tersedia adalah :
hsv=
Pa
γ
-
Pv
γ
-hs-hls
(2.4)
dimana : hsv = NPSH yang tersedia m
Pa = tekanan atmosfir kg/m2
Pv = tekanan uap jenus kg/m2
� = Berat fluida per satuan volume N/m3
hs = Tinggi isap statis m
hls = kerugian head pada pipa isap m
(2.4)
Sularso, Pompa dan Kompresor, hal. 44

Tabel 2.2 Sifat-sifat fisik air
2.7.2 NPSH yang Diperlukan
NPSH yang diperlukan besarnya berbeda untuk setiap pompa, dimana NPSH berubah
menurut kapasitas dan putarannya. Agar pompa dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi, maka
harus dipenuhi persyaratan berikut :
NPSH yang tersedia > NPSH yang diperlukan.
NPSH yang diperlukan biasanya diperoleh dari data pabrik, namun untuk penaksiran secara
kasar, dapat dihitung dengan :
α=
Hvsn
Hn
(2.5)

dimana � = Konstanta kavitasi
Hvsn = NPSH yang diperlukan pada titik effisiensi maksimum
Hv = Head total pompa pada titik effisiensi maksimum
2.8 Hambatan/Rugi-rugi (Losses)
Hambatan/Rugi-rugi (Losses) aliran fluida terjadi pada instalasi pompa mulai dari sisi
masuk sampai sisi keluar yang berupa gesekan-gesekan di sepanjang instalasi. Hambatan ini
terjadi pada pipa lurus, perubahan penampang pipa, dan pada sambungan-sambungan pipa, yang
menimbulkan rugi-rugi kecepatan aliran fluida sehingga menurunkan efisiensi pompa. Hambatan
yang terjadi sebanding dengan kecepatan ruta-rata fluida.
2.8.1 Pipa Lurus
Bilangan Reynold (Re)
Re=
V.D
v
(2.6)
- Laminar, jika Re < 2300
dimana: V = kecepatan fluida
D = diameter pipa
v = viscositas
= 0,801 x 106
m2
/det (tabel 2.2 pada air 300
C)
dari bilangan Reynold (Re) tersebut Koefisien Gesek (λ) dapat diperoleh dari Moody dengan
mengetahui jenis aliran fluida, dimana jenis aliran fluida adalah :
- Transisi, jika 2300 < Re < 4000
- Turbulen, jika Re > 4000
Untuk aliran Laminar keofisien gesek (λ) adalah:
(2.6)
Sularso, Pompa dan Kompresor, Hal. 28

λ=
64
Re
(2.7)
(2.7)
(2.8) Sularso, Pompa dan Kompresor, hal. 29
Untuk aliran tulbulen keofisien gesek (λ) adalah:
λ = 0.02 +
0.0005
D

Gambar 2.9 Moody’s Diagram(Munson Young Okiisi, Mekanika fluida Jilid 2, hal. 45)

Hambatan pada Pipa Lurus (hf1)
hf1=λ
l
D
V2
D2.g
Dimana: � = koefisien gesek
l = panjang pipa m
v = kecepatan fluida m/det
D = diameter pipa m
g = gravitasi m/det2
2.8.2 Perubahan Penampang Pipa
Hambatan pada Perubahan Penampang Pipa (hf2)
hf2=f2
V2
2.g
dimana: v = Percepatan fluida m/det
f2 = koefisien gesek (akibat perubahan penampang pipa)
Harga koefisien gesek dengan berbagai bentuk perubahan penampang ditunjukan pada table
berikut :
2.8.3 Sambungan-sambungan Pipa
Hambatan pada Sambungan-sambungan Pipa (hf3)
hf3=f3
V2
2.g

dimana: f3 = koefisien gesek (akibat bentuk sambungan pipa)
= ((0.31 + 1.847 (
�
2�
)3.5
))(
�
90
)0.5
D = diameter pipa m
R = radius belokan m
� = sudut belokan
v = kecepatan fluida m/det
2.9 Menentukan Kecepatan Rata-rata Saluran
Kerena tekanan pada sisi isap diketahui (diukur), untuk dapat mengetahui head pompa,
terlebih dahulu dicari kecepatan-kecepatan pada sisi masuk (isap) dan sisi keluar (tekan)
impeller.
2.9.1 Pada Sisi Isap
Kecepatan aliran pda sisi isap dihitung dengan :
Vi=
Q
Ai
=
Q
π
4� di
2
dimana: Vi = kecepatan air pada sisi isap m/det
Q = Debit fluida m3
/det
di = diameter pipa isap m

2.9.2 Pada Sisi Tekan
Kecepatan aliran pada sisi tekan dihitung dengan :
Vt =
Q
At
=
Q
π
4� dt
2
dimana: Vt = kecepatan air pada sisi tekan m/det
Q = Debit fluida m3
/det
dt = diameter pipa tekan m
2.10 Menentukan Jenis Impeller Pompa
Pompa sentrifugal mempunyi beberapa bentuk impeller, yang fungsinya untuk
menentukan jenis aliran. Untuk menentukan jenis impeller dapat diperoleh dengan menghitung
putaran spesifik pompa, yaitu :
ns=
n�Q
H3/4
Dimana : ns = Putaran spesifik
n = Putaran poros rpm
2.11 Perhitungan Daya Pompa
2.11.1 Daya Pompa (whp)
Whp = ρ g H Q
Dimana: whp = daya pompa W
H = Head m
ρ = Kerapatan fluida kg/m3

Q = kapasitas m3
/det
2.11.2 Daya yang Dibutuhkan (bhp)
bhp= whp
η0
Dimana: bhp = daya yang dibutuhkan K W
Whp = daya pompa K W
η0 = effisiensi overall
2.12 Ukuran-Ukuran Utama Pompa
2.12.1 Diameter Poros Pompa
dx=�T/0.2τ1ijin3
Dimana: dy = diameter poros m
T = Torsi
= P/W
P = Daya yang dibutuhkan K W
W = kecepatan putar m/det
= 2π n/60
Τ1ijin = 20 N/mm2
(pompa satu tingkat)
= 10 - 15 N/mm2
(pompa tingkat banyak)
2.12.2 Sisi Masuk Impeller
2.12.2.1 Diameter Naaf Impellr (Dn)
Dn = (1,2 ÷ 1,4)ds

Dimana: Dn = diameter naaf in
ds = diameter poros in
2.12.2 Diameter Mata Impeller (Do)
Do=�
4.Q.
π.Vo
+D2
n
Dimana: Q = Kapasitas ft3
/det
V0 = kecepatan sisi masuk ijin ft/det
Dn = diameter naaf in
Gambar 2.10 Hubungan kecepatan sisi masuk ijin dengan kecepatan yang dibutuhkan putaran
pompa( Fritz Deitzel, Turbin Pompa dan Kompresor, hal.261 )
2.12.2.3 Kecepatan Keliling Sisi Masuk Impeller
U1 =
πD1n
60
Dimana: U1 = kecepatan keliling masuk impeller m/det
D1 = diameter mata impeller m
n = putaran poros rpm

2.12.2.4 Sudut Sisi Masuk (�1)
Fluida dianggap masuk impeller secara radial, sehingga sudut masuk absolute (�1) =
900
, maka sudut (�1) dihitung dengan :
Tan �1 =
Vr1
Ur
Dimana: �1 = sudut sisi masuk
Vr1 = kecepatan aliran radial (diperhitungkan terhadap faktor penyempitan dan
kecepatan aliran masuk ijin)
= (1,1 ÷ 1,3) V’i
V’i = kecepatan aliran masuk ijin
U1 = kecepatan keliling sisi masuk
2.12.2.5 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk Impeller
Segitiga kecepatan dapat digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.11 Segitiga Kecepatan Sisi Masuk
Dimana: U1 = Kecepatan keliling Sisi masuk m/det
Vr1 = kecepatan radial m/det

�1 = sudut sisi masuk
V1 = kecepatan relatif m/det
2.12.2.6 Lebar Impeller pada Sisi Masuk (b1)
b1=
Q
π.Di.Vr1.ε1
Dimana: b1 = lebar impeller pada sisi masuk m
Q = kapasitas m3
/det
D1 = diameter sisi masuk m
Vr1 = kecepatan aliran arah radial m/det
ε1 = 0.8 ÷ 0.9
2.12.3 Sisi Luar Impeller
2.12.3.1 Diameter Luar Impeller (D2)
D2=
1840.∅.√h
n
Dimana: D2 = diameter luar impeller in
∅ = koefisien tinggi tekan = 0,9 ÷ 1,2
H = head pump ft
n = putaran poros pompa rpm

2.12.3.3 Kecepatan Radial (Vr2)
Kecepatan radial sisi keluar diperhitungkan dari kecepatan keluar sisi masuk yaitu :
Vr2 = Vr1 – 15% Vr1
Dimana: Vr2 = kecepatan radial keluar m/det
Vr1 = kecepatan radial masuk m/det
2.12.3.4 Sudut Sisi Keluar (�2)
Besarnya sudut sisi keluar dibuat lebih besar dari sudut sisi masuk untuk mendapatkan
lalauan yang lancar.
β2 = (150
÷ 400
)
2.12.3.5 Segitiga Kecepatan Sisi Keluar
Untuk mendapatkan besar kecepatan relative (w2) dan kecepatan air keluar (V2) dapat
dibuat segitiga kecepatan sisi keluar impeller dengan bantuan besaran-besaran yang telah didapat
terlebih dahulu,
Gambar 2.12 Segitiga Kecepatan Sisi Keluar

Keterangan Gambar
U2 = Kecepatan keliling impeller sisi keluar m/det
Vu2 = kecepatan keluar tangensial m/det
�2 = sudut sisi keluar
α2 = Sudut sisi keluar actual
Vr2 = Kecepatan radial keluar m/det
Vu2 = kecepatan keluar tangensial absolut m/det
2.12.3.6 Lebar Impeller pada Sisi Keluar (b2)
b2=
Q
Vr2.π.D2.ε2
Dimana: Q = jumlah aliran total m3
/det
��2 = kecepatan radial keluar m/det
D2 = diameter luar impeller m
�1 = faktor korelasi yang disebabkan ketebalan sudu
= 0.9 ÷ 0.95
2.12.4 Jumlah Sudu
Jumlah Sudu dihitung dengan :
Z=6,5
D2+D1
D2-D1
Sinβm
Dimana: D2 = diameter luar impeller m
D1 = diameter dalam impeller m

βm
=
β1+β2
2
2.12.5 jarak Sudu Sisi Masuk (t1)
t1=
π.D1
z
Dimana: D1 = diameter dalam impeller m
z = jumlah sudu
2.12.6 Tebal Sudu (s)
s = 3÷6 mm, bahan perunggu, logam ringan, dan baja tuang
= 2÷10 mm, untuk bahan besi tuang kelabu
2.12.7 Melukiskan Bentuk Impeller
Melukiskan bentuk impeller dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu :
- Metode arkus tangent
- Metode koordinat polar
Pada perencanaan ini digunakan Metode Arkus Tangen. Metode dilakukan dengan
membagi impeller atas beberapa lingkaran yang konsentris antara R1 dan R2. Jari-jari busur yang
beradapada setiap lingkaran dihitung dengan rumus :
� =
��
2
−��
2
2(�� −��

Dimana: Ra = jari-jari konsentris lingkaran dalam
Rb = jari-jari konsentris lingkaran luar
a dan b = indek yang menunjukan bagian dalam dan luar lingkaran
konsentris
Hasil penggambaran kurva impeller akan semakin baik dengan makin banyaknya lingkaran
konsentris yang dibuat, dimana tiap-tiap kedudukan dibuat grafik kecepatan dan sudut-sudut,
dimulai dari sisi masuk sampai sisi keluar, dan dibuat grafik antara kecepatan, sudut terhadap
jari-jari dan setelah itu dihitung jari-jari kelengkungan impeller sehingga dapat dilukiskan.
2.12.8 Perhitungan Rumah Pompa (Volute)
Fungsi rumah pompa (volute) adalah untuk mengkonversi tinggi kecepatan (velocity) dari
fluida menjadi pressure head. Untuk perencanaan rumah pompa dimulai dari suatu garis dasar
yang dinamakan lidah (tongue).
2.12.8.1 Radius lidah tongue (R1) dihitung dengan :
R1 : (1,05 ÷ 1,10) R2
2.12.8.2 Sudut antara tongue toritis dengan tongue actual (∅�
�)
θ1
0
=
132log⁡(
R1
R2
)
tanα2
2.12.8.3 Lebar rata-rata tiap ring (Bare)
Bare = b3 + 2X. tan ∅/2
dimana: b = lebar rumah pompa
b2 = lebar impeller pada sisi keluar
R2 = jari-jari luar impeller
R = jarak antara dua radius R dan R,
= Rare – R

Rare = jari-jari rata-rata
Penampang rumah pompa berbentuk trapesium dengan sudut antara dinding dengan garis
horizontal 300
. Rencana rumah pompa ditentukan oleh sudut yang dihitung.
2.12.8.4 Sudut rumah pompa (∅0
1)
∅1
0
=
360.R2.Vu2
Q
∑ b
∆R
R
Ro
R2
maka dapat dibuat tabel rencana rumah pompa dengan perhitungan berikut :
- bare = b3+2(Rare-157)tan 300
- ∅0
= 19.63 ∑ ��
∆�
�
�∅
�2
- ∆∅0
= 25,62 ��
∆�
�
- ∆� = �� ∆�
- Q∅ =
∅
360
�Q
- V’are =
�∅
�∅
106
Gambar 2.17. Rumah Pompa

BAB III
SPESIFIKASI POMPA
Proses destilasi dapat terjadi dalam kondisi vacuum dimana untuk mencapai kondisi
vacuum maka semua peralatan dan pipa yg terhubung dalam proses destilasi harus membentuk
system loop yang tertutup. Hal ini diperlukan agar tidak terjadi kebocoran dan sebagai akibatnya
adalah tingkat vacuum yg di inginkan tidak dapat tercapai.
Ada 2 cara yang biasa di gunakan dalam proses pemacuuman yaitu menggunakan pompa
vacuum dan booster yang menggunakan steam sebagai medianya. Pada proses destilasi yang
saya bahas menggunakan steam sebagai medianya di mana steam yang dipakai terkondensasi
keseluruhannya di dalam barometric kondensor karena di tangkap oleh air yang di pompakan
dari cooling tower.
Biasanya steam yang di hasilkan oleh boiler tidak hanya untuk media dalam proses
pemacuuman saja akan tetapi juga di gunakan dalam menggerakkan turbin sebagai penghasil
daya listrik dan selain itu steam juga di gunakan sebagai media pemanasan.
Cooling tower dalam hal ini berfungsi untuk menurunkan temperature air yang telah naik
di akibatkan adanya steam yang terkondensasi sehingga mencapai temperature air yang normal.
Dalam pembahasan saya spesifikasi cooling tower yang digunakan adalah temperature air masuk
35 derajat dan setelah melewati cooling tower temperature air menjadi derajat.
Ada beberapa alasan mengapa steam yang digunakan harus di kondensasikan antara lain
1. Menghindarkan steam terbuang ke udara bebas yang mengakibatkan sumber polusi udara.
2. Membentuk system loop yang tertutup ( proses vacuum )
3. Mengubah steam menjadi air agar bias di manfaatkan untuk kepentingan yang lain.
Pada perancangan suatu pompa perlu penetapan spesifikasi yang biasanya didahului oleh
penetapan kapasitas dan head. Setelah kapasitas dan head ditentukan, maka langkah selanjutnya yang
ditentukan adalah menentukan daya yang dibutuhkan, jenis penggerak dan putaran kerja untuk
mengoperasikan pompa pada kondisi yang direncanakan sehingga akan diperoleh kerja pompa yang
efektif. Dalam perencanaan ini .
3.1 Kapasitas Aliran

Pada perencanaan ini penentuan besar kapasitas pompa berdasarkan perhitungan dari jumlah
air yang di perlukan untuk mengkondensasikan steam yang di gunakan pada proses pemacuuman
dalam proses destilasi.
Adapun perhitungan capasitas pompa yg di perlukan adalah sebagai berikut :
Kondisi tiap Jam .
1. Air Masuk ( Barometrik Condenser )
Massa = ma
Temp = 300
ha = 125,79 kj/kg ( dilihat dari table air )
2. Steam masuk ( Barometrik Condenser )
Massa = mu = 750 kg
Temp = 1700
ha = 2809,48 kj/kg ( dilihat dari table uap )
3. Air keluar

mk = mair masuk + msteam
= ma + 750 kg
Temp = 350
C
ha = 146,7 kj/kg ( dilihat dari table uap )
4. Dari persamaan maka =
ma.ha + mu.hu = ( ma+mu ) ha( 35
0
)
ma x 125,79 + 750 x 2809,48 = ( ma + 750 ) 146,7 kj/kg
ma x 125,79 + 210710 = 146,7 x ma + 110025
2107110 – 110025 = ( 146,7 – 125,79 ) ma
1997085 = 20,91 x ma
ma =
1997085
20,91
ma = 95508 kg / jam
Maka ;
Ρ =
m
v
1 =
95508
v
V = 95508 kg
V = 95,508 m3
/jam
Maka kapasitas pompa yang direncanakan adalah = 100 m3
/jam atau = 0,02777 �3
/det.
3.2 Kecepatan Aliran dan Diameter Pipa
Untuk menentukan besarnya diameter pipa isap maupun pipa tekan, didasarkan kepada
besarnya standar kecepatan aliran fluida dalam pipa yang diizinkan. Kecepatan aliran dalam pipa

telah dibatasi yaitu 1,5 sampai 3,0 m/s. (sularso, hal 63). Dalam hal ini kecepatan direncanakan
1,5 m/s. diameter pipa isap dan pipa tekan dapan dihitung dengan persamaan kontinuitas sebagai
berikut :
Q = A . V
Dimana Q = Kapasitas pompa = 100 m3
/jam atau = 0,02777 �3
/det
A = Luas penampang
V = Kecepatan Aliran dalam pipa = 1,5 m/s
Maka diameter pipa isap dapat dihitung :
Q =
�
4
. ( d2
) . ( V )
d2
=
4 . �
� . �
d = �
4 � ( 0,02777 )
3,14 � ( 1,5 )
= 0,15355 m = 6,04 inci
Maka diameter pipa isap diperoleh = 6 inci
Untuk pipa tekan diameter pipa dapat dihitung :
Q =
�
4
. ( d2
) . ( V )
d2
=
4 . �
� . �
d = �
4 x ( 0,02777 )
3,14 x ( 2 )
= 0,1329 m = 5,2 inci

Maka diameter pipa tekan diperoleh = 5 inci
Pemiliha pipa disesuaikan dengan ukuran pipa standart yang tersedia dipasaran. Untuk itu
direncanakan pipa standart dengan pipa yang digunakan yaitu schedule 40. Berdasarkan table
standart pipa diperoleh :
• Diameter Nominal isap (dn) = 6 in = 0,1524 m
• Diameter dalam ( di ) = 6,065 in = 0,15405 m
• Diameter Nominal tekan (dn) = 5 in = 0,127 m
• Diameter dalam ( di ) = 5,047 in = 0,12819 m
Deangan menggunakan persamaan kontinuitas seperti cara sebelumnya maka diperoleh
kecepatan aliran dalam pipa yang sebenarnya yaitu ;
V =
4 . Q
π . ( di )2
V =
4 x 0,02777
3,14 x 1,5
V = 1,49 m/s atau = 1,5 m/s ( pada pipa isap )
V =
4 . Q
π . ( di )2
V =
4 x 0,02777
3,14 x 2
V = 2,15 m/s atau = 2 m/s ( pada pipa tekan )

3.3Perhitungan Head Pompa
Besarnya head pompa yang direncanakan didasarkan pada kondisi instalasi pemompaan
yang dilayani pompa seperti pada gambar berikut ini :
3.1 Gambar Instalasi Pompa yang Digunakan

Besarnya head pompa adalah :
Hp = hs + hl + Δhp + v2
/2g
a. Head Statis (Perbedaan level air pada Suction dengan Discharge )
( hs ) = 4 + 1 + 5 = 10 m
b. Kerugian Head Sepanjang Pipa Instalasi
Kerugian head sepanjang pipa ini terbagi atas kerugian akibat gesekan sepanjang pipa
(kerugian mayor) dan kerugian kelengkapan pipa (kerugian minor).
i. Kerugian Head Mayor
Kerugian head mayor ini terbagi atas kerugian akibat gesekan sepanjang pipa isap dan
tekan.
3.5.1.1 Head Losses sepanjang pipa isap.
Besarnya head losses sepanjang pipa isap (ℎ��), adalah :
ℎ�� = f .
Ls
di s
x
Vs 2
2 g
Harga koefisien gesek f diperoleh dari grafik deng perhitungan dibawah ini :
Re=
Vs Di
v
Dimana : Vs = 1,736 m/det
Di = 0,15405 m/det
υ = 0,801 x 10−6
�2
/det ( Tabel 2.2 pada 30° C
=
1,736 x 0,15405
0,801 x 10-6
= 2,86516 � 105

�
�
=
0,15
0,15405
= 0,000973
Maka dengan melihat pada grafik pada diagram moody diperoleh f = 0,021
hfs = f .
Ls
di s
x
Vs 2
2 g
= 0,021 .
1
0,15405
X
(1,49)2
2 X 9,8
= 0,015368 m
3.5.1.2 Head Losses sepanjang pipa tekan
Besarnya head losses sepanjang pipa isap (ℎ��), adalah :
ℎ�� = f .
Ls
di d
x
Vs 2
2 g
Harga koefisien gesek f diperoleh dari grafik deng perhitungan dibawah ini :
Re=
Vs Di
v
Dimana : Vs = 1,736 m/det
Di = 0,128819 m/det
υ = 0,801 x 10−6
�2
/det ( Tabel 2.2 pada 30° C
=
2,15 x 0,12819
0,801 x 10-6
= 3,44080 � 105

ε
D
=
0,15
0,12819
= 0,0001170
Maka dengan melihat pada grafik pada diagram moody diperoleh f = 0,0225
hfd = f .
Ld
di d
x
Vd 2
2 g
= 0,0225 .
44
0,12819
X
(2,15)2
2 � 9,8
= 0,84712 m
Maka kerugian head sepanjang pipa adalah
hlf = hfs + hfd
= 0,015368 + 0,84712
= 0,8624 m
3.5.2Kerugian Head Minor
Besarnya kerugian head akibat peralatan instalasi pipa adalah :
hlk = Σn.k
V2
2.g
Dimana untuk memperoleh harga koefisien peralatan, dari gambar perencanaan instalasi
sepanjang pipa tekan terdapat yang dipasang dan disajikan pada tabel berikut :
Tabel 3.1 Koefisien Kerugian Gesek Pada Pipa Tekan
Jenis peralatan
Jumlah
( n )
K n.K
swing check valve (katup searah) 1 0.85 0.85
gate valve (katup gerbang) 2 0.136 0.272
elbow long 90o (standard) 6 0.51 3.06
ujung keluar pipa (inward projecting) 1 0.78 0.78
sambungan (flanged tee line flow) 4 0.9 3.6

Total Koefisien Kerugian 8.562
Pump Handbook, Igor J. Karasik, William C.Krutzsc, Waren H. Frase, Joseph Messina
Maka harga kerugian head akibat peralatan instalasi pipa adalah :
hlk = 8.562 m
c. Head Tekanan ( (∆��)
Head tekanan merupakan energi yang dibutuhkan untuk mengatasi perbedaan tekanan pada sisi
isap dengan sisi tekan. Dalam sistem kerja ini, tekanan air memasuki pompa lebih kecil dari
tekanan keluar yaitu 3bar, maka beda head tekanan pada sistem ini adalah .
∆ℎ� = 10
hp2− hp1
γ
Dimana : p1 = 1 atm = 1 kgf/��2
P2 = 3 bar = 3,06 kg /��2
= 10
3,06 - 1
0,9957
= 20,68 m
3.7 Head Total Pompa
H = hs + hlf + hlk + ∆ℎ�
= 10 + 0,8624 + 8,562 + 20,68
= 40,1044 m

Untuk menjaga pompa dapat bekerja/ melayani pemompaan dalam waktu lama dimana
terjadi peningkatan gesekan di dalam pipa dan perlengkapannya, maka head pompa di
tambahkan 10% s/d 25% (Austin ) dari hasil hitungan diatas. Sehingga head pompa pada
perencaan ini adalah :
Htp = ( 10 ÷ 25 ) % �� + ��
Htp = 40,1044 + (4,01044 ÷ 10,0261)
= ( 44,11481 ÷ 50,1305 )
= 44 m ( ditetapkan )
3.8 Daya Pompa
Untuk menentukan besar daya motor yang dibutuhkan untuk menggerakkan pompa,
maka perlu diketahui besar daya pompa yang terjadi dan jenis motor penggerak yang ditetapkan.
Adapun besarnya daya pompa (Pp) adalah
Pp = �x g x H x Q
= 0,9957 kg / �3
x 9,81 m/det2
x 44 m x 0,02777 �3
��
= 11,935 KW
= 12 KW
3.9 Putaran Pompa ( N )
Besarnya putaran motor listrik dapat ditentukan dengan mengetahui frekuensi dan jumlah kutub
pada motor listrik. Pada umumnya frekuensi listrik di Indonesia adalah 50 Hz dapat dilihat pada
Tabel 3.5 berikut ini.
Tabel 3.2 Harga Putaran dan Kutubnya
Sularso, Pompa dan Kompresor
Jumlah
kutub
Putaran
(rpm)

2 3000
4 1500
6 1000
8 750
10 600
12 500
Putaran Motor ( Nm ) =
120 �
�
dimana : f = Frekwensi ( 50 HZ )
P = Jumlah kutub motor listrik ( diambil yang 2 kutub )
( Nm ) =
120 � 50
2
= 3000 rpm
Slip yang diizinkan ( ∝ ) = 1 ÷ 2 %
Maka :
Putaran Pompa, np = ( 0,98 ÷ 0,99 ) ��
= ( 2940 ÷ 2970 ) ��
�� = 2950 rpm

3.10Penentuan Putaran spesifik ( �� )dan Type impeller
Impeler adalah roda atau rotor yang dilengkapi dengan sudu-sudu, dimana sudu - sudu ini
berguna untuk memindahkan energi mekanis poros menjadi energi fluida, tipe impeler suatu
pompa ditentukan berdasarkan putaran spesifik pompa tersebut. Putaran spesifik untuk pompa
yang memiliki impeler satu tingkat dapat dihitung menggunakan persamaan :
�� =
n �Q
H3/4
Untuk menghitung efisiensinya digunakan grafik hub efisiensi ( �� ) (Austin Hal. 63 )
Q = 0,02777 �3
/�� = 1,66662 �3
/�� = 440,3 GPM
�� =
2950 � 440,3
180,455 3/4
= 1257 rpm
Dari tabel jenis impeller, maka jenis impeller yang digunakan adalah type radial.
Maka �� = 73
3.11 Daya Poros Pompa
P =
Pp
np
=
11,935
73 %
= 16,349 KW

3.12 Spesifikasi Pompa
Berdasarkan pertimbangan – pertimbangan yang telah dilakukan sebelumnya, maka
spesifikasi yang akan direncanakan adalah sebagai berikut :
• Kapasitas Pompa = 100 m3
/jam
• Head Pompa = 44 m
• Putaran Pompa = 2950 rpm
• Jenis Pompa = Sentrifugal satu tingkat
• Putaran Spesifik Pompa = 1257 rpm
• Efisiensi Pompa = 73%
• Type Impeller = Radial
• Putaran Motor/Frekwensi = 3000 rpm/ 50 Hz
BAB IV
UKURAN –UKURAN UTAMA POMPA
4.1. Dimeter Poros Pompa (ds)
Diameter poros pompa diperoleh dengan menghitung Momen Torsi (T)
T = P/W
Dimana; W = 2π n/60
= 2π 2950/60
= 308.76 m/det
P = 16,349 = 16349 W
=
16349
308,76
= 52,950 Nm

= 52950 Nmm
Sehingga diameter poros pompa (ds) :
ds = �T/0.2τ1ijin
3
�1�� = 20 N/mm2
(pompa satu tingkat)
= �
52950
0,2 x 20
3
= 23,65 mm
= 24 mm
4.2 Diameter Hub Impeller (Dh)
Dh = (1.2 ÷ 1.4) ds
Dh = (1.2 ÷ 1.4) 24
= 28,6 ÷ 33,6
Dh dibuat = 30 mm
4.3. Sisi Masuk Impeller
4.3.1. Kecepatan pada Sisi Isap (Vi)
Vi =
Q
Ai
=
Q
πdi
2
/4
Dimana: Q = 0.02777 m3
/det
di = 0.15405 m

=
0.02777
π x 0.154052
/4
= 1,493 m/det
Untuk menentukan V0 maka lihat Gambar 2.14
Q = 0,02777 m3
/det
n = 2950 rpm
maka V0 = 3,1 m/det.
4.3.2. Diameter Mata Impeller (D0)
D0 = �
4 x 1,05 x Q
π . V0
+ Dh2
Dimana: Q = 0.02777 m3
/det
Dh = 30 mm = 0,03 m
V0 = adalah kecepatan sisi masuk izin = 3,1 m/det
Kebocoran pada aliran masuk diperkirakan 2%
= �
4
π
1.05 x 0.02777
3,1
+0.032
= 0.11349 m
= 113,49 mm
4.3.3. Diameter Sisi Masuk Impeller (D1)
D1 =�
D0
2
+ Dh2
2
�1/2
=�
113,492+ 302
2
�1/2

= 83,012 mm
= 0,0830 m
4.3.4. Kecepatan Keliling Sisi Masuk Impeller (U1)
U1 =
π . D1. n
60
Dimana: D1 = diameter sisi masuk impeller = 0.083 m
n = 2950 rpm
=
π x 0.083 x 2950
60
= 12,813 m/det
4.3.5. Kecepatan Sisi Masuk Impeller (Vr1)
Vr1 = ( 1.1 ÷ 1.3 ) V0
Dipilih Vr1 = 1.3 V0
Dimana: V0 = 3,1 m/det
= diambil 4 m/det
4.3.6. Sudut Sisi Masuk Impeler (�1)
Tan �1 =
Vr1
U1
Dimana:Vr1 = 4 m/det

U1 = 12,813 m/det
=
4
12,813
= 17,330
4.3.7. Lebar Sudu Sisi Masuk (b1)
b1 =
Q
π D1 . Vr1 . E1
dimana Q = 0.02777 m3
/det (kebocoran diperkirakan 2%)
E1 = 0.8 – 0.9
E1 = dibuat 0.85
D1 = 0.083 m
Vr1 = 4 m/det
=
0.02777
π x 0,083 x4 x 0.85
= 0.03 m = 30 mm
4.3.8. Diagram Kecepatan Sisi Masuk Impeler
Gambar 4.1 Diagram Kecepatan Sisi Masuk Impeler

Kecepatan Relatif Sisi masuk V1 = �U1
2
+ Vr1
2
= �12,8132 + 42
= 13,42 m/det
4.4. Sisi Keluar Impeler
4.4.1. Diameter Luar Impeler
D2 =
1840 x ∅√H
n
Dimana H = 55 m = 180,445 ft
n = 2950 rpm
dipilih∅ : = 1.0
=
1840 x 1,0 �180,445
2950
= 8,378 in = 0.212 m = 212 mm
4.4.2. Sudut Sisi Keluar (�2)
�2 = 15 - 400
�2 dibuat = 220
4.4.3. Kecepatan Keliling sisi Luar Impeler (U2)
U2 =
π . D2 n
60
Dimana D2 = 0.212 m

n = 2950 rpm
=
π . 0.212 x 2950
60
= 32,72 m/det
(35 m/det < U2< 65 m/det pada persamaan 2.31: bahan sudu adalah perunggu,logam-logam
ringan dan baja tuang tebal 3 – 6 m
4.4.4. Lebar Sudu Sisi Keluar (b2)
b2 =
Q
π . D2 . Vr2 �2
dimana Q = 0.02777 m3
/det
�2 = 0.90 – 0.95
dibuat �2 = 0.9
Vr2 = Vr1 – 15% Vr1
= 4 - 15% . 4
= 3,4 m/det
=
0.02777
3,4 x π x 0.212 x 0.9
= 0.0136 m = 13,6 mm

4.4.5. Diagram Kecepatan Sisi Keluar Impeler
Gambar 4.2 Diagram Kecepatan Sisi Keluar Impeller
Dari data perhitungan :
�2 = 220
U2 = 32,72 m/det
Vr2 = 3,4 m/det
Dari diagram kecepatan sisi keluar impeller diperoleh :
Vu2 = U2 -
Vr2
Tanβ2
= 32,72 –
3,4
Tan220
= 24,305 m/det
V2
1
= �Vr2
2
+ Vu2
1
= �3,42 + 17,01352
= 17,34 m/det

V2 = �Vr2
2
+ ( �2 − ��2)2
= �3,42 + (32,72 − 24,305)2
= 9,075 m/det
Vu2
1
= Vu2 . η
= 24,305 x 0.7
= 17,0135 m/det
4.5. Jumlah Sudu (z)
Z = 6,5
D2+D1
D2-D1
sin
β2+β1
2
Dimana D1 = 83 mm
D2 = 212 mm
�1 = 17,330
�2 = 220
= 615
212 + 83
212 - 83
sin
17,33+22
2
= 5
= 5 ( Jumlah sudu impeller )

4.6. Jarak Pembagian Sudu (t1)
t1 = D1. π /z
dimana D1= 0.083 m
z = 5
= 0.083 . π/5
= 0.052 m
4.7. Tebal Sudu (s)
Sesuai persamaan 2.13 tebal sudu (s) = 3 – 6 mm, dipilih (s) = 3 mm. tebal sudu (s) = 3
mm ini ditinjau terhadap lebar penyempitan pembagian sudu (τ1) dan koefisien penyempitan
sudu (T1)
T1 =
s
Sinβ1
=
3
sin 17,33
= 10.073 mm
= 0.010073 m
τ1 =
t1
t1-τ1
=
0.052
0.052-0.010073
= 1.24 mm

4.8. Melukiskan Kelengkungan Impeller
Data :
Vr1 = 4 m/det
R1 =
�1
2
= 0,083/2 = 0,0415 m
�1 = 17,330
�1 =
Vr1
sin β1
=
4
sin 17,330 = 13,43 m/det
��2 = 3,4 m/det
�2 =
D2
2
=
0,212
2
= 0,106 m
�2 = 200
�2 =
Vr2
sin β2
=
3,4
sin 220 = 9,076 m/det
� =
Rb2
-Ra2
2(Rbcosβb-Racosβa
Untuk melukiskan kelengkungan impeller dibuat (lima) lingkaran konsentris mulai dari
R1 sampai R2. Jadi diantara R1 dan R2 dibuat Ra, Rb dan Rc dengan pembagian
R1 = 0,0415 m
Ra = 0.0584 m
Rb = 0.0742 m
Rc = 0.090125 m
R2 = 0.106 m

4.1 Pembagian Lingkaran Konsentris Impeller
Lingkaran
Kosentris
R R2
Β Cos β R Cos β Rb Cos
βb – Ra
Cos βa
Rb2
–
Ra2
ρ
1
a
b
c
2
0,0415
0,0584
0,0742
0,090125
0,106
0,0018105
0,0034105
6
0,0055056
0,008122
0,011236
17,16
17,87
18,58
19,29
20
0,95548
0,95175
0,94787
0,94385
0,9396
0,04065
0,05558
2
0,07033
0,08506
0,09959
7
0,014932
0,014747
0,01473
0,014537
0,0016
0,00209
0,00261
0,00311
4
0,05358
0,08554
0,08881
0,107

a. Gambar Kelengkungan Impeller

4.9 Perhitungan Rumah Pompa
Radius Lidah (Tongue ) ( Rt )
Rt = ( 1,05 – 1,1 ) R2
Dimana R2 = 0,106m
= ( 1,05 – 1,1 ) 0,106
= 0,1113 - 0,1166
Dipilih Rt = 0,1162 m
4.10 Sudut Antara Tongue Teoritis dan Tongue Aktual ( θ0
t )
θ0
t =
132 log Rt / R2
Tan ∝2
dimana ; Rt = 0,1162 m
R2 = 0,106 m
Tan ∝2 =
Vr2
VI
u2
=
3,4255
42,052
= 4,650
=
132 log 1,096
tan 4,65
= 1,130

BAB V
KESIMPULAN
Dari hasil perencanaan diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Jenis pompa yang digunakan untuk menaikkan air ke Barometrik Condenser adalah
pompa sentrifugal satu tingkat
2. Data spesifikasi pompa rancangan
• Kapasitas Pompa = 100 m3
/jam
• Head Pompa = 44 m
• Putaran Pompa = 2950 rpm
• Jenis Pompa = Sentrifugal satu tingkat
• Putaran Spesifik Pompa = 1257 rpm
• Efisiensi Pompa = 73%
• Type Impeller = Radial
• Putaran Motor/Frekwensi = 3000 rpm/ 50 Hz
3. Impeller
• Diameter Hub Impeller (Dh) = 30 mm
• Diameter Mata Impeller (D0) = 113,49 mm
• Diameter Sisi Masuk Impeller (D1) = 0,083 m
• Diameter Sisi Keluar Impeller (D2) = 0,212 m
• Lebar Sudu Sisi Masuk (b1) = 30 mm
• Lebar Sudu Sisi Keluar (b2) = 13,16 mm
• Jumlah Sudu (Z) = 5 buah

DAFTAR PUSTAKA
1. Austin H Church , Pompa dan Blower Sentrifugal, Erlangga, Jakarta, 1993
2. Fritz Duetzel , Turbin Pompa dan Kompresor, Erlangga, Jakarta, 1990
3. Hicks & Edwards , Teknologi Pemakaian Pompa , Erlangga Jakarta 1996
4. Tahara, Haruo / Sularso , Pompa dan Kompresor , Pradnya Paramita, Jakarta, 1987
5. Karasik , Igor, Pump hand Book , Mc Gaw Hill Book Company, USA, 1976
6. Neowen, Ing A/ Anwir, BS, Pompa Jilid 1 , Bharata, Jakarta, 1994
7. Neowen, Ing A/ Anwir, BS, Pompa Jilid 2 , Bharata, Jakarta, 1994
8. Streeter, Victor L & Wylie, Benyamin/Prijono, Arko, Mekanika Fluida Jilid 1 , Erlangga,
Jakarta, 1999

Perancangan Pompa Sentrifugal 100m3/jam untuk Air Barometrik

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (19)

Similar to Perancangan Pompa Sentrifugal 100m3/jam untuk Air Barometrik

Similar to Perancangan Pompa Sentrifugal 100m3/jam untuk Air Barometrik (20)

Perancangan Pompa Sentrifugal 100m3/jam untuk Air Barometrik