BAB 1PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kerja praktik merupakan salah satu mata kuliah wajib di Jurusan Teknik

Mesin Universitas Sriwijaya yang harus ditempuh oleh mahasiswa Jurusan Teknik

Mesin sebagai salah satu syarat penyelesaian kurikulum. Dalam pelaksanaan kerja

praktik ini mahasiswa diharapkan dapat langsung mengaplikasikan ilmu yang

didapat untuk diterapkan dalam perusahaan dan industri. Melalui pengalaman ini

diharapkan dapat menambah wawasan mahasiswa sehingga memiliki daya nalar

dan pemahaman mengenai pengetahuan Teknik Mesin yang terarah, sehingga

selanjutnya mahasiswa dapat membuat suatu perencanaan secara teknis, mencari

solusi masalah keteknikan dalam lingkungan suatu perusahaan.

Mengingat pompa merupakan jenis fluida yang dingunakan untuk

memindahkan fluida dalam suatu instalasi, maka kesinambungannya perlu dijaga

dan dirawat setiap saat. Kegagalan suatu komponen pompa akan berakibat pada

berhentinya suatu proses dan kinerja. Untuk menghindari hal tersebut, maka

pengoperasian dan pemeliharaan pompa harus tepat. Supaya proses suatu produksi

tetap berjalan dengan baik.Pompa adalah suatu peralatan yang dipergunakan

untuk memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang lain, disini terjadi

perubahan energy mekanik menjadi energi hidrolis yang berupa head atau tinggi

kenaikan air. Pemindahan fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain tersebut

dapat mengalami hambatan-hambatan akibat belokan-belokan, katub,

sambunganmaupun adanya gesekan antara fluida yang dialirkan dengan pipa-

pipapenghantarnya.

Dalam proses pemindahan fluida dari suatu tempat ke tempat lain yang

digunakan mesin fluida atau pompa, jenis pompa yang dingunakan sangatlah

banyak mengingat proses pengolahan air mulai dari bendungan hingga stasiun

reservoir yang akan didistribusikan kepada masyarakat sangat besar.

Menurut sebuah survei di Inggris yang dilakukan oleh Sulzer Pump, pompa

sentrifugal melibatkan lebih dari 70% pasar pompa baru dengan total finansial 16

1

miliar Swiss Franc. Oleh karena itulah penelitian dan pengembangan di bidang

pompa sentrifugal terus dilakukan untuk meningkatkan kinerja pompa dan sisi

manufakturnya [ ].

Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirtamusi dalam melakukan

pelayanan air bersih kepada masyarakat, sistem jaringan distribusi dari suatu

kesatuan sistem penyediaan air bersih merupakan bagian yang sangat penting.

Fungsi pokok dari jaringan pipa distribusi adalah untuk menghantarkan air bersih

keseluruh pelanggan dengan tetap memperhatikan faktor kualitas, kuantitas dan

tekanan air. Kondisi yang diinginkan oleh seluruh pelanggan adalah ketersediaan

air secara terus menerus.

Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirtamusi menggunakan sistem

pemompaan yang banyak sekali untuk keperluan proses pengolahan air minum

dan pendistribusiannya ke setiap masyarakat yang akan membutuhkannya.

Dengan demikian, PDAM merupakan pilihan yang tepat untuk melakukan kerja

praktik, terutama bagi yang ingin mengkaji sistem pemompaan

1.2 Permasalahan

1.2.1 Umum

Adapun permasalahan umum yang akan dikaji dalam kegiatan kerja

praktik ini meliputi:

1. Tata kelola sistem penyediaan air minum.

2. Proses produksi dan pendistribusian air minum.

1.2.2 Khusus

Adapun permasalahan umum yang akan dikaji dalam kegiatan kerja

praktik ini meliputi:

1. Pemilihan, pengoperasian dan pemeliharaan pompa

2. Evaluasi performansi pompa.

1.3 Batasan masalah

1.3.1 Umum

Mengingat sangat luasnya permasalahan umum yang bisa didapatkan dalam

2

kajian ini, maka kami membatasi ruang lingkup permasalahan pada:

1. Tata kelola sistem penyediaan air minum Sektor Rambutan

2. Proses produksi dan pendistribusian air minum Sektor Rambutan.

1.3.2 Khusus

Permasalahan khusus yang akan dikaji dalam kegiatan kerja praktik ini

dibatasi pada:

1. Pemilihan, operasi dan pemeliharaan sistem pemompaan pada Pusat

Distribusi Rambutan.

2. Performansi sistem pemompaan pada Pusat Distribusi Rambutan.

1.4 Tujuan

1.4.1 Umum

Adapun tujuan umum yang ingin dicapai dalam melaksanakan kerja praktik

ini adalah :

1. Untuk mengkaji tata kelola sistem penyediaan air minum PDAM

Tirtamusi Sektor Rambutan.

2. Untuk mengkaji proses produksi dan pendistribusian air minum PDAM

Tirtamusi Sektor Rambutan.

1.4.2 Khusus

1. Untuk mengkaji pemilihan, operasi dan pemeliharaan sistem pemompaan

Pusat Distribusi Rambutan.

2. Untuk mengkaji performansi sistem pemompaan pada Pusat Distribusi

Rambutan.

1.5 Manfaat

Dari kegiatan kerja praktik ini banyak manfaat yang bisa diambil. Adapun

beberapa manfaat yang akan didapatkan adalah:

1. Bagi Universitas, sebagai bahan masukan bagi universitas untuk

pengembangan kurikulum yang sesuai dengan kebutuhan industri.

3

2. Bagi Jurusan, mendekatkan hubungan antara Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya dengan industri agar pendidikan

sejalan dengan tuntutan pembangunan industri.

3. Bagi Mahasiswa, untuk menerapkan dan mengaplikasikan ilmu yang

telah didapat di bangku kuliah ke dalam praktik sesungguhnya. Di

samping itu, mahasiswa mendapatkan pengalaman tentang kerja teknis di

lapangan yang sesungguhnya serta mendapatkan bimbingan secara

langsung dari pihak perusahaan khususnya oleh tenaga-tenaga ahli.

4. Bagi Perusahaan, untuk ikut berpatisipasi membantu meningkatkan

sumber daya tenaga kerja yang perpengalaman.

4

BAB 2TEORI DASAR

2.1 Pengertian Pompa

Definisi pompa yaitu alat yang digunakan untuk memindahkan fluida dari

satu tempat ke tempat yang lain dari tekanan rendah ke tekanan tinggi. Secara

garis besar pompa dibagi menjadi dua, yaitu:

1. Dynamic pump

Salah satu jenisnya adalah pompa Sentrifugal.Prinsip kerja pompa ini

yaitu daya dari luar yang berasal dari penggerak mula diberikan kepada poros

pompa untuk memutar impeller di dalam zat cair.Maka zat cair yang ada di

dalam impeller, oleh dorongan sudu-sudu pompa ikut berputar. Karena gaya

sentrifugal maka zat cair mengalir dari titik pusat impeller menuju keluar

melalui saluran diantara sudu-sudu. Demikian pula head kecepatannya

bertambah besar karena zat cair mengalami percepatan.Zat cair keluar dari

impeller di tamping oleh saluran berbentuk volute (spiral) di sekeliling impeller

dan disalurkan keluar pompa melalui nozel.Di dalam nozel ini sebagian head

kecepatan aliran diubah menjadi head tekanan. Perubahan head kecepatan

menjadi head tekan terjadi karena volute semakin lama semakin besar,

sehingga aliran fluida menjadi lambat dan tekanan menjadi besar.

2. Positive displacement pump

Pompa perpindahan positif cara kerjanya yaitu cairan diambil dari salah

satu ujung dan pada ujung lainnya dialirkan secara positif untuk setiap

putarannya. Pompa jenis ini digunakan secara luas untuk pemompaan fluida

selain air, biasanya fluida yang kental.

Pada seluruh pompa jenis perpindahan positif, sejumlah cairan yang

sudah ditetapkan dipompa setelah setiap putarannya. Sehingga jika pipa

pengantarnya tersumbat, tekanan akan naik ke nilai yang sangat tinggi dimana

hal ini dapat merusak pompa.

5

Gambar 2.1 Operasi rangkaian seri dan paralel dari pompa-pompa dengan karakteristik sama. (Sularso., 2004).

2.1.1 Klasifikasi Pompa Menurut Rangkaian

Menurut rangkaiannya, operasi rangkaian pompa dibedakan menjadi dua

rangkaian, yaitu rangkaian seri dan rangkaian parallel

Gambar 2.1 menunjukkan karakteristik sama dari pompa yang dipasang

secara seri dan paralel. Untuk pompa tunggal diberi tanda (1), pompa seri (2), dan

pompa paralel (3). Untuk rangkaian seri menghasilkan head kurva (2) diperoleh

dari harga head kurva (1) dikalikan dua untuk kapasitas Q yang sama. Kurva

untuk susunan paralel diberi tanda (3), harga kapasitas Q kurva (3) ini diperoleh

dari harga kapasitas pada kurva (1) dikalikan dua untuk head yang sama. Kurva

R3 menunjukkan tahanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan R1 dan R2. Jika

sistem mempunyai kurva head kapasitas R1 maka titik kerja pompa (1) akan

berada di A, jika disusun paralel pada kurva (3) maka titik kerjanya akan berada di

B. Terlihat bahwa Q dititik B tidak sama dengan dua kali Q dititik A, ini terjadi

karena ada kenaikan head sistem. Rangkaian seri digunakan untuk menaikkan

head, sedangkan paralel untuk menaikkan kapasitas aliran.

6

Gambar 2.2 Operasi paralel dari pompa-pompa dengan karakteristik berbeda. (Sularso., 2004).

Gambar 2.2 menunjukkan bahwa pompa (1) mempunyai kapasitas yang

lebih kecil dari pada pompa (2), jika dipasang paralel akan menghasilkan kurva

karekteristik (3). Untuk kurva head kapasitas sistem R1 akan dicapai titik operasi

paralel pada garis C dengan laju aliran total sebesar Q, pompa (1) beroperasi

dititik D dengan kapasitas Q1 dan pompa 2 beroperasi di E dengan kapasitas Q2.

Laju aliran total Q = Q1 + Q2. Jika kurva head kapasitas sistem naik lebih curam

dari pada R2 maka pompa (1) tidak dapat menghasilkan aliran karena head yang

dimiliki tidak cukup tinggi untuk melawan head sistem, bahkan jika head sistem

lebih tinggi dari head pompa maka aliran akan membalik masuk ke dalam pompa

(1).

2.2 Komponen Pompa Sentrifugal

1. Stuffing Box

Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana

poros pompa menembus casing

Gambar 2.3 stuffing box

7

2. Shaft (poros)

Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama

beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar

lainnya.

3. Shaft sleeve

Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan

keausan pada stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai leakage

joint, internal bearing dan interstage atau distance sleever.

4. Vane

Sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.

5. Casing

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai

pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane),

inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller

dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis

(single stage).

6. Eye of Impeller

Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

7. Impeller

Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi

energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga

cairan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan

akibat perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya.

Klasifikasi impeller :

1) Impeler Tertutup

Biasanya digunakan untuk pompa air, dimana baling-baling

seluruhnya mengurung air. Hal ini untuk mencegah perpindahan air dari

sisi pengiriman ke sisi penghisapan, yang akan mengurangi efisiensi

pompa Dalam rangka untuk memisahkan ruang pembuangan dari ruang

penghisapan, diperlukan sebuah sambungan yang bergerak diantara

impeller dan wadah pompa. Penyambuangan ini dilakukan oleh cincin

yang dipasang diatas bagian penutup impeller atau bagian dalam

8

permukaan silinder wadah pompa.Kerugian dari impeller tertutup ini

adalah resiko yang tinggi terhadap rintangan.

Gambar 2.4 impeler tertutup

2) Impeler Terbuka

Impeler ini kemungkinan tersumbatnya kecil.Akan tetapi untuk

menghindari terjadinya penyumbatan melalui resirkulasi internal,

voulute atau back-plate pompa harus diatur secara manual untuk

mendapatkan setelan impeller yang benar.

Gambar 2.5 impeler semi terbuka

8. Wearing Ring

Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang

melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan

cara memperkecil celah antara casing dengan impeller.

9

9. Packing

Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing

pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

10. Bearing

Bearing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari

poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban

axial.Bearing juga memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan

lancar dan tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil.

Bantalan sebagai pendukung gerakan poros, sangat besar perannya dalam

operasi kerja pompa.Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa

setiap desain pompa memiliki spesifikasi dalam bentuk dan posisi masing-

masing komponen.Demikian juga halnya dengan bantalan, banyak sekali

desain pompa yang meletakkan bantalan pada berbagai posisi, hal ini

disesuaikan dengan fungsi utamanya yaitu mendukung gerakan relatif

poros.

1) Bantalan Gelinding dan Elemennya

Bantalan digunakan untuk mendukung gerakan relatif diantara

komponen mesin dan memungkinkan berbagai posisi pada masing-masing

komponen tersebut.

Bearing atau bantalan gelinding adalah salah satu jenis bantalanyang

memungkinkan gerakan relatif secara radial pada sumbu

geraknya.Elemennya terdiri dari rolling element, pemisah / pemegang bola

(cage), inner ring, outer ring.

10

Gambar 2.6 elemen bantalan gelinding

Gambar 2.7 sket komponen bantalan-bantalan gelinding

Material bola pada umumnya menggunakan paduan kromiun

dengan baja karbon tinggi, dengan proses pengerasan baja. Untuk pemisah

digunakan material jenis baja karbon rendah dengan proses stamping.

Bantalan gelinding dibuat dalam berbagai jenis dan ukuran.

Bantalan satu-baris radial misalnya, dibuat dalam 4 seri, yaitu extra light,

ligth,medium light dan heavy.Seri heavy ditunjukkan dengan angka 400.

11

Gambar 2.8 seri bantalan gelinding NTN (NTN Application Note)

Sebagian besar pabrik manufaktur menggunakan sistem penomoran

dan melakukan penentuan bahwa, 2 digit terakhir dikali 5 menunjukkan

ukuran bore (diameter dalam) dalam satuan mm. Digit ke-tiga dari kanan

menunjukkan nomor seri bantalan.

gambar 2.9 nomor seri bantalan (NTN Application Note)

Jadi, bantalan dengan seri 6305 berarti bantalan tersebut adalah jenis

bantalan untuk beban medium (3) dengan ukuran diameter dalam 25 mm,

diameter luar mulai dari 60 mm dan merupakan jenis Deep groove ball

bearing.Digit lainnya merupakan tambahan dari masing-masing

manufakturuntuk nomor katalog.

Apabila jenis bantalan yang digunakan tidak sesuai dengan

ketentuan rancangannya, maka akan mengakibatkan kerusakan. Beberapa

penyebab kerusakan bantalan diantaranya adalah keretakan bantalan,

keausan, pemasangan yang tidak sesuai, pelumasan yang tidak cocok,

kerusakan dalam pembuatan komponen, diameter bola yang tidak sama.

Dan getaran yang timbul tentu saja disebabkan oleh adanya gaya kontak

pada kerusakan tersebut. Pada bantalan ideal, besarnya gaya kontak akan

sama pada setiap bola dan pada setiap posisi bola. Bila pada bantalan bola

12

terdapat kerusakan maka besarnya gaya kontak tidak lagi seragam. Hal

inilah yang menimbulkan getaran yang tidak beraturan.

2) Jenis Kerusakan Bantalan

Cacat pada bantalan bola dapat dikelompokkan dalam dua kategori

yaitu cacat lokal dan cacat terdistribusi.

Jenis cacat yang termasuk dalam cacat lokal adalah adanya goresan,

keausan ataupun pecah pada lintasan dalam, lintasan luar dan bola.Sinyal

yang dibangkitkan karena cacat lokal ini berupa impuls, yaitu pada saat

elemen rotasi bersentuhan dengan cacat lokal tersebut.

Cacat Lokal pada Lintasan Dalam (Inner Race)

Cacat Lokal pada Lintasan Luar (Outer Race)

Cacat Lokal pada Bola (Rolling Element)

Cacat Lokal pada Pemisah (Cage)

3) Pelumas

Fungsi dari Pelumasan bearing pada pompa adalah untuk mencegah

kontak langsung antara bearing dengan poros.Oleh karna itu sangat di

butuhkan pelumasan. Pelumasan bearing pada pompa adalah masalah yang

sangat penting sehingga pompa tidak boleh di putar tanpa pelumasan,

karna akan menyebabkan kerusakan pada material bearing.

2.3 Pola Pemeliharaan Pompa Sentrifugal

Jenis-jenis pemeliharaan pompa sentrifugal dapat dikelompokkan antara

lain:

1. Preventive maintenance

Pemeliharaan ini merupakan salah satu alternatif untuk menjaga agar

peralatan tetap beroperasi karena perawatan ini sengaja dilakukan untuk

mencegah terjadinya kerusakan terhadap suatu peralatan.

Agar pemeliharaan dapat berhasil dengan baik, maka harus dilakukan

kegiatan antara lain :

1) Mencatat hasil pemeriksaan dan pemeliharaan

13

2) Menciptakan hubungan yang baik dan opini yang sinkron antara pihak

operasi dan pihak pemeliharaan

3) Administrasi pemeliharaan yang baik meliputi surat-surat yang

diperlukan dalam melakukan pekerjaan

4) Berpedoman selalu dengan Standard Operational Procedure (SOP)

yang telah di tetapkan

5) Melakukan komunikasi yang baik sesama pekerja

2. Predictive Maintenance

Metode pmeliharaan ini tidak berdasarkan time based ataupun running

hours, melainkan berdasarkan kondisi aktual dari suatu peralatan

3. BreakDown Maintenance

Pada Breakdown Maintenance tidak ada aksi yang diambil terhadap

suatu peralatan yang sedang beroperasi sampai pada komponen peralatan

tersebut mengalami kegagalan atau penurunan performance

4. Overhoul

Pemeliharaan yang meliputi pekerjaan-pekerjaan melepas bagian

pompa untuk di cek kondisinya apakah masih layak pakai atau tidak, jika

memang terjadi kerusakan maka perlu dilakukan perbaikan ataupun

penggantian

5. Troubleshooting

Suatu metode untuk menemukan penyebab kerusakan dan cara

memperbaikinya.

Petunjuk troubleshooting yang baik adalah :

1) Menggunakan pikiran yang jernih dan pendekatan logika

2) Mengenal prinsip kerja alat

3) Bekerja dengan cepat dan hati-hati agar volume pekerjaan dapat

diselesaikan secara cepat, tepat, selamat, efektif dan efisien.

2.4 Dasar Perhitungan

14

1. Persamaan Bernouli

Persamaan bernouli adalah persamaan yang menghubungkan perubahan

tinggi kecepatan, tinggi tekanan, dan tinggi letak dari fluida. Persamaan bernouli

dinyatakan dengan persamaan

v2

2+ P

ρ+gz= v2

2+ P

ρg+z=H (2.1)

dimana :

v = Kecepatan aliran rata rata (m/s)

g = Percepatan gravitasi (m/s2)

ρ = Kecepatan fluida (kg/m2)

z = Tinggi letak fluida (m)

H= Tinggi energi (m)

2. Persamaan kontinuitas

Persamaan kontinuitas adalah persamaan yang menyatakan bahwa didalam

aliran cairan termampatkan, jumlah aliran pada setiap satuan waktu adalah sama

pada semua penampang disepanjang aliran. Persamaan kontinuitas dapat

dinyatakan dengan persamaan

ρs Vs As = ρd Vd Ad (2.2)

3. Kapasitas

Kapasitas pompa adalah sejumlah volume cairan yang dihasilkan pompa

secara kontinyu dalam satuan waktu. Kapasitas yang dihasilkan pompa biasanya

direncanakan sesuai kebutuhan operasi atau dapat dihitung berdasarkan instalasi

perpipaan pada sisi hisap (suction) atau sisi tekan (discharge), sebagai berikut :

Q= π4

d s2 vs=

π4

dd2 vd (2.3)

15

dimana :𝑄 = Kapasitas pompa (𝑚3/𝑠)𝑑𝑠 = Garis Tengah bagian dalam pipa suction (m)𝑣𝑠 = Kecepatan cairan pipa suction (m/s)𝑑𝑑 = Garis Tengah bagian dalam pipa discharge (m)𝑣𝑑 = Kecepatan cairan pipa discharge (m/s)

4. Tahanan Sistem (Head)

Tekanan diperlukan untuk memompa cairan melewati sistem pada laju

tertentu.Tekanan ini harus cukup tinggi untuk mengatasi tahanan sistem, yang

juga disebut “head”. Head total merupan jumlah dari head static dan head

gesekan/friksi.

Head statik merupakan perbedaan tinggi antara sumber dan tujuan dari

cairan yang dipompakan

Gambar 2.10 head statik

Head statik terdiri dari :

1) Head statik sisi isap (Hs)

Dihasilkan dari pengangkatan cairan relatif terhadap garis pusat

pompa. Hs nilainya positif jika ketinggian cairan berada di atas garis pusat

pompa, dan negatif jika ketinggian ciran berada di bawah garis pusat

pompa disebut “pengangkat hisap”

16

2) Head statis sisi tekan (Hd)

Jarak vertikal antara garis pusat pompa dan permukaan cairan

dalam tangki.

(1)Kurva kinerja pompa

Head debit aliran enentukan kinerja sebuah pompa yang secara

grafis ditentukan Dalam gambar 2.2 sebagai kurva kinerja atau kurva

karakteristik pompa. Gambar 2.2 memperlihatkan kurva pompa

sentrifugal dimana head secara perlahan turun dengan meningkatnya

aliran

Dengan meningkatnya tahanan sistem, Head juga akan naik. Hal

ini pada giliran nya akan menyebabkan debit aliran berkurang dan

akhirnya mencapai nol. Debit alian nol hanya dapat diterima untuk

jangka pendek tanpa menyebabkan pompa terbakar.

Gambar 2.11 kurva kinerja sebuah pompa

(2) Titik Operasi Pompa

Debit aliran pada Head tertentu disebut titik tugas. Kurva

kinerja pompa terbuat dari banyak titik-titik tugas. Titik operasi pompa

ditentukan oleh perpotongan kurva sistem dengan kurva pompa

sebagaiman ditunjukkan dalam gambar

17

Gambar 2.12 titik oprasi pompa

3) Head Total (H)

Head total adalah ukuran dasar untuk mengetahui berapa liter per menit

kah air yang bisa dihasilkan pompa pada kedalaman tertentu.

Dirumuskan

H ef =Pd−P s

γ+H z+Σ H s+Σ H d+

V d2−V s

2

2g

4) Head Loss (Hf)

Dalam suatu sistem perpipaan, aliran fluida di dalam pipa pada dunia

industri mengalami penurunan tekanan ( pressure drop ) seiring dengan

panjang pipa dan beberapa fittings yang dilalui fluida tersebut. Menurut

teori dalam mekanika fluida, penurunan tekanan tersebut disebabkan

karena fluida yang mengalir mengalami gesekan di sepanjang aliran

fluida seperti panjang pipa, diameter pipa, kekasaran permukaan dan

viskositas dari fluida tersebut. Adapun viskositas ini menyebabkan

timbulnya gaya gesek yang sifatnya menghambat. Untuk melawan gaya

geser tersebutdiperlukan energi sehingga mengakibatkan adanya energi

yang hilang pada aliran fluida, energi yang hilang ini mengakibatkan

penurunan tekanan aliran fluida atau disebut juga kerugian tekanan

(head loses). Kerugian tekanan ( head loses ) ini dibagi menjadi 2 jenis,

yaitu kerugian major (major loses) dan kerugian minor ( minor loses ).

Major loses adalah kerugian tekanan yang diakibatkan oleh adanya

gesekan di sepanjang aliran pipa, sedangkan kerugian tekanan yang

18

terjadi dalam sistem pipa dikarenakan berbagai fittings seperti bends

(belokan), elbows (siku-siku), joints (sambungan-sambungan), valves

(katup) dan sistem lainnya dimana menyebabkan luas penampang

saluran tidak konstan disebut minor loses. Efisiensi dari suatu sistem

aliran akan tercapai maksimal apabila desain atau perancangan sistem

salurannya dilakukan dengan cermat dan tepat. Perancangan ini

meliputi penentuan diameter pipa, posisi pipa, penggunaan sambungan-

sambungan dan penggunaan belokan (elbow). Dalam perencanaan suatu

sistem aliran, sulit dihindari adanya fittings. Adanya fittings dalam

suatu saluran akan menyebabkan terjadinya kerugian tekanan pada

aliran. Hal tersebut dikarenakan oleh perubahan arah aliran fluida yang

melalui saluran tersebut.Mekanika fluida merupakan cabang ilmu

teknik mesin yang mempelajari keseimbangan dan gerakan gas maupun

zat cair serta gaya tarik dengan benda -benda disekitarnya atau yang

dilalui saat mengalir. Dimana pada dunia industri sebagian besar

fluidanya mengalir pada pipa tertutup (closed conduit flow) dan

memiliki beberapa masalah utama yang terjadi antara lain terjadinya

gesekan di sepanjang dinding pipa, terjadinya kerugian tekanan dan

terbentuknya turbulensi akibat gerakan relatif dalam molekul fluida

yang dipengaruhi viskositas fluida.

Berikut beberapa hal yang diperlukan untuk menghitung head losses

(1) Bilangan Reynolds

Bilangan Reynolds digunakan untuk menunjukkan sifat utama aliran,

yaitu apakah aliran adalah laminar, turbulen, atau transisi serta letaknya

pada skala yang menunjukkan pentingnya secara relatif kecenderungan

turbulen berbanding dengan laminar. Rumus untuk menentukan

bilangan Reynolds:

ℜ=VDρμ

Dimana :

RE = Reynolds Number

V = Kecepatan alir fluida (m/s)

19

Ρ = Densitas fluida (kg/m3)

μ = Viskositas dinamik (kg/m.s)

(2) Viskositas

Viskositas fluida adalah ukuran ketahanan suatu fluida terhadap

deformasi atau perubahan bentuk.Viskositas dipengaruhi oleh

temperatur, tekanan, kohesi dan laju perpindahan momentum

molekularnya.

Viskositas dibedakan atas dua jenis, yaitu:

Viskositas Kinematik

Viskositas kinematik adalah perbandingan antara viskositas mutlak

terhadap rapat jenis. Adapun hubungannya dinyatakan sebagai berikut

v= ρμ

Viskositas dinamik

Viskositas Dinamik atau viskositas mutlak mempunyai nilai sama

dengan hukum viskositas Newton. Rumusnya dinyatakan sebagai

berikut:

μ= τdu /dy

(3) Head Loss major

Head loss major dapat terjadi karena adanya gesekan antara aliran

fluida yang mengalir dengan suatu dinding pipa. Pada umumnya

kerugian ini dipengaruhi oleh panjangpipa.Untuk dapat menghitung

head loss major, perlu diketahui lebih awal jenis aliran fluida yang

mengalir. Jenis aliran tersebut dapat diketahui melalui Reynold number.

Head loss major dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

berikut:

H f =f L V 2

D 2 g

Dimana:

Hf = head loss major (m)

f = faktor gesekan

d = diameter pipa (m)

20

L = panjang pipa (m)

V = kecepatan aliran fluida di dalam pipa (m/s)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

Diagram Moody telah digunakan untuk menyelesaikan permasalahan

aliran fluida di dalam pipa dengan menggunakan faktor gesekan pipa (f)

dari rumus Darcy–Weisbach. Untuk aliran laminar dimana bilangan

Reynold kurang dari 2300, faktor gesekan dihubungkan dengan

bilangan Reynold, menurut Streeter (1992) dinyatakan dengan rumus:

f =64ℜ

Atau

f =0.31644√ℜ

Sedangkan untuk aliran turbulen nilai faktor gesekan diperoleh dengan

menggunakan diagram moody sebagai fungsi dari angka Reynold (

Reynolds Number ) dan kekasaran relatif ( Relative Roughness ), yang

nilainya dapat dilihat pada table sebagai fungsi dari nominal diameter

pipa dan kekasaran permukaan dalam pipa yang tergantung dari jenis

material pipa.

(4) Head Loss Minor

Head loss minor dapat terjadi karena adanya sambungan pipa (fittings )

seperti katup (valve), belokan (elbow) , saringan (strainer), percabangan

(tee joint), losses pada bagian masuk, losses pada bagian keluar,

pembesaran pipa (expansion), pengecilan pipa (contraction), dan

sebagainya. Head loss minor dapat dihitung dengan menggunakan

rumus sebagi berikut:

H l=nk V 2

2 g

21

keterangan :

n = jumlah komponen minor losses

v = kecepatan fluida (m/s)

k = koefisien minor losses ( dari data tabel)

g = percepatan gravitasi ( m/s2 )

5. Kinerja Hisapan Pompa (NPSH)

Kavitasi atau penguapan adalah pembentukan gelembung

dibagian dalam pompa.Hal ini dapat terjadi manakala tekanan static

fluida setempat menjadi lebih rendah dari tekanan uap cairan (pada

suhu sebenarnya).Kemungkinan penyebabnya adalah jika fluida

semakin cepat dalam kran pengendali atau disekitar impeller pompa.

Penguapan itu sendiri tak menyebabkan kerusakan, Walau demikian,

bila kecepatan berkurang dan tekanan bertambah, uap akan menguap

dan jatuh. Hal ini memiliki tiga pengaruh yang tidak dikehendaki.

1) Erosi permukaan baling baling, terutama jika pompa cairan

berbasis air.

2) Meningkatnya kebisingan dan getaran, mengakibatkan umur seal

dan bearing menjadi lebih pendek.

3) Menyumbat sebagian linasan impeller, yang menurunkan kinerja

pompa dan dalam kasus yang ekstrim dapat menyebabkan

kehilangan Head total.

Head Hisapan Positif Netto Tersedia/Net positive suction Head

available (NPSHa) menandakan jumlah hisapan pompa yang melebihi

tekanan uap cairan, dan merupakan karakteristik rancangan sistem.

NPSH yang diperlukan NPSHr adalah hisapan pompa yang diperlukan

untuk menghindari kavitasi, dan merupakan karakteristik rancangan

pompa.

6. Debit

Definisi debit adalah besaran yang menunjukkan volume fluida atau

cairan (m3) yang mengalir melalui suatu penampang per satuan waktu

(sekon). Dirumuskan

22

Q=Vt

7. Daya Masuk Motor Listrik (Pin)

Daya Listrik adalah besarnya daya yang dihasilkan oleh motor yang

dipakai dalam menggerakkan pompa. Dirumuskan

P¿=VI cos θ

8. Daya Keluar Motor Listrik (Pout)

Prinsip pengukuran daya keluar motor listrik adalah mengukur daya

masuk motor listrik dan efisiensi motor, dirumuskan

Pout=P ¿ηm

9. Daya Hidrolis (Ph)

Daya hidrolis adalah daya yang dibutuhkan untuk mengalirkan

sejumlah zat cair. Dirumuskan

Ph=ρ gQH

10. Daya Pompa (Pp)

Daya pompa adalah besarnya daya yang di hasilkan pompa.

Dirumuskan

Pp=Ph

ηp

2.5 Kriteria Perencanaan Teknis Sistem Distribusi Air Bersih

Kriteria perencanaan teknis jaringan distribusi air bersih digunakan

sebagai pedoman dalam merencanakan jaringan distribusi air bersih, sehingga

jaringan yang direncanakan dapat memenuhi persyaratan teknis dan hidrolis serta

ekonomis. Sistem distribusi air bersih bertujuan untuk mengalirkan/membagikan

air bersih ke seluruh daerah pelayanan dengan merata dan berjalan secara terus

menerus sesuai dengan kebutuhan konsumen. Untuk kelancaran sistem

pendistribusian tersebut, perlu diperhatikan faktor-faktor berikut : 

1. Tersedianya tekanan yang cukup pada jaringan pipa distribusi, sehingga

air masih bisa mengalir ke konsumen dengan sisa tekanan yang cukup. 

2. Kuantitas air yang mencukupi kebutuhan penduduk/konsumen dan dapat

melayani 24 jam.

23

3. Kualitas air bersih terjamin mulai dari pipa distribusi sampai ke

konsumen. Sistem distribusi air bersih merupakan jaringan perpipaan yang

mengalirkan

air bersih dari sumber/instalasi ke daerah pelayanan. Secara sederhana

suatu system distribusi sir bersih dapat dilihat pada ilustrasi gambar berikut :

Gambar 2.13 Sistem Distribusi Air Bersih Sistem Gravitasi

 

Gambar 2.14 Sistem Distribusi Air Bersih Sistem Pompa

24

BAB 3METODOLOGI

3.1 Orientasi Umum

Orientasi umum merupakan pendahuluan berupa pengenalan terhadap hal-

hal yang umum berupa sejarah singkat dan kondisi lapangan di PDAM Tirtamusi

dengan bimbingan dari teknisi ahli di lapangan. Tujuan dilakukan studi lapangan ini adalah untuk mendapatkan data-data penunjang yang diperlukan dalam penyusunan laporan dalam hal

ini juga berkaitan dengan struktur organisasi dan personalia.

3.2 Studi Kasus

3.2.1 Pengumpulan data

Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengumpulan data adalah

jenis-jenis data seperti jenis pompa, mass flow, pressure suction dan discharge,

diameter suction dan discharge, tempat diperolehnya data dan jumlah data yang

harus dikumpulkan agar diperoleh data yang akurat.

3.2.2 Pengukuran di Lapangan

Pengukuran di lapangan merupakan pengambilan data aktual di lapangan

adapun data-data aktual tersebut meliputi mass flow, pressure suction dan

discharge, diameter suction dan discharge

3.2.3 Analisis data

Analisis data dilakukan secara terus menerus bersamaan dengan

pengumpulan data dengan cara menelaah data yang diperoleh dari kerja praktik,

dimana hasilnya berupa data kuantitatif yang akan dibuat dalam bentuk tabel dan

di tampilkan dalam bentuk grafis dengan menggunakan diagram h-Q dan η-Q

3.2.3 Hasil dan pembahasan

Hasil dan pembahasan data pada kerja praktik akan dibahas dengan

menggunakan rumusan yang terdapat di teori dasar antara lain rumus head, NPSH

25

dan efisiensi pompa. Kemudian akan ditampilkan secara grafis dengan

menggunakan diagram h-Q dan η-Q

3.2.4 kesimpulan

kesimpulan akan diambil dari analisis data dan hasil dan pembahasan yang

telah dilakukan pada NPSH, head dan efisiensi pompa sentrifugal yang digunakan

di PDAM Tirtamusi

3.3 Penyusunan Laporan

Penyusunan hasil penelitian didalam kegiatan kerja praktik tentang kajian

desain operasi dan pemeliharaan pompa sentrifugal kedalam bentuk laporan kerja

praktik.

No Kegiatan Minggu Ke

1 2 3 4 5 6 7 8

1 Orientasi Umum

2 Pengumpulan Data

3 Analisis Dan

Pembahasan

4 Kesimpulan Dan

Saran

5 Penyusunan Laporan

Keterangan : Warna Kuning = Pelaksanaan kegiatan

Warna putih = Tidak ada kegiatan

26

3.4 Waktu Pelaksanaan

Tempat Pelaksanaan : Kami mengusulkan untuk melaksanakan kerja praktik

ini selama dua bulan mulai tanggal 1 januari s/d 29 februari 2016

Nama Instansi/Perusahaan : PDAM Tirtamusi

Alamat Perusahaan : Jl. Rambutan ujung No.1

Telepon : 0711-355089

27

BAB 4PENUTUP

Demikian proposal ini kami buat dengan sebenar–benarnya, besar harapan

kami untuk dapat melaksanakan Kerja Praktik di perusahaan ini. Kami menyadari

bahwa pada saat pelaksanaan Kerja Praktik akan sedikit menganggu kegiatan

perusahaan dan untuk itu sebelumnya kami meminta maaf yang sebesar–besarnya.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat dan petunjuk-Nya

kepada kita semua. Atas bantuan dan perhatiannya kami ucapkan terima kasih.

28

DAFTAR PUSTAKA

1. Goulds Pump, Inc. 1995. “Gould Pump Manual (6th Edition)”. Seneca

Falls, New York

2. Tahara, Haruo dan Sularso. 1983. “Pompa dan kompresor”. Jakarta: PT.

Pradnya Paramita

3. Handayani, Sri Utami. Juli 2013. “Karakteristik Pompa Sentrifugal Aliran

Campur Dengan Variable Frequency Drive”. Volume 15

4. Arya Bhaskara A.P., Ir.Ronny Dwi Noriyati,M.Kes, Dr. Ir. Totok

Soehartanto, DEA. “Analisa Kinerja Pompa Sentrifugal Di Fase 1

Pertamina Dppu Ngurah Rai Berdasarkan Hubungan Daya Listrik Nyata

Dan Debit Keluaran Yang Terukur”.

digilib.its.ac.id/public/ITSUndergraduate-16558-2407100093-Paper.pd

29