UTS Peralin_Pak Sapta PDF

KONVEYOR & ELEVATOR KONVEYOR & ELEVATOR KENAPA PENANGANAN BAHAN PENTING? ⚫ Aktifitas Penanganan Bahan : ⚫ 25 % dari total pekerja ⚫ 55 % dari total luasan pabrik ⚫ 87 % dari waktu produksi ⚫ 15 – 70 % dari total biaya produksi produk ⚫ 3 – 5 % dari bahan yan...

KONVEYOR & ELEVATOR KONVEYOR & ELEVATOR KENAPA PENANGANAN BAHAN PENTING? ⚫ Aktifitas Penanganan Bahan : ⚫ 25 % dari total pekerja ⚫ 55 % dari total luasan pabrik ⚫ 87 % dari waktu produksi ⚫ 15 – 70 % dari total biaya produksi produk ⚫ 3 – 5 % dari bahan yang ditangani “rusak”. ➔ Sistem Penanganan Bahan harus Efisien. PERANAN PENANGANAN BAHAN ⚫ Dengan penanganan bahan yang baik: ⚫ Total biaya produksi dapat dikurangi dengan: ⚫ Mengurangi Inventory ⚫ Memperbaiki safety ⚫ Mengurangi “kehilangan” ⚫ Memperbaiki pengendalian bahan ⚫ Kualitas dapat diperbaiki, dengan: ⚫ Pengurangan Inventory ⚫ Pengurangan Kerusakan bahan/produk GOALS OF MATERIAL HANDLING  The primary goal is to reduce unit costs of production  Maintain or improve product quality, reduce damage of materials  Promote safety and improve working conditions  Promote productivity  Promote increased use of facilities  Reduce tare weight (dead weight)  Control inventory  Promote Productivity:  material should flow in a straight line  use gravity! It is free power  move more material at one time  mechanize material handling  automate material handling GOOD MATERIALS HANDLING SYSTEM  Efficient and safe movement of materials to the desired place.  Timely movement of the materials when needed.  Supply of materials at the desired rate.  Storing of materials utilising minimum space.  Lowest cost solution to the materials handling activities. SYSTEM CONCEPT OF MATERIAL HANDLING (MH)  Materials handling is a subsystem (or part) of the production system.  As a system, MH:  design or method to be adopted,  types of materials handling equipment to be used,  different operations like packing /unpacking, movement and storage involved,  maintenance required for the equipment employed,  mode of transportation by the raw materials suppliers, distributors / customers, waste / scrap collectors etc.  Material Characteristics Category Measures Physical state Solid, liquid, or gas Size Volume; length, width, height Weight Weight per piece, weight per unit Shape volume Condition Long and flat, round, square, etc. Safety risk and risk of Hot, cold, wet, etc. damage Explosive, flammable, toxic; fragile, etc. MOVE CHARACTERISTICS  Dari mana ke mana :  Antar bangunan  Antar Departemen/Pusat Kerja dalam satu bangunan.  Pola pergerakan:  Vertical vs horizontal  Garis lurus vs tidak garis lurus  Frekuensi dan Volume Bahan yang diangkut  Jadwal pergerakan (fixed atau random).  Jarak pergerakan HUBUNGAN ANTARA VOLUME DAN JARAK PERGERAKAN DENGAN METODE (ALAT TRANSPORTASI) Quantity of material moved High Conveyors Conveyors AGV train Manual Powered trucks Low handling Unit load AGV Hand trucks Short Long Move Distance  Layout Type Characteristics Typical MH Equipment Fixed – Large product size, low Cranes, hoists, position production rate industrial trucks Variation in product and Hand trucks, Process processing, low and forklift trucks, medium production rates AGVs Product Limited product variety, Conveyors for high production rate product flow, trucks to deliver components to stations. UNIT LOAD ⚫ Unit Load: sejumlah barang atau bahan ongggokan yang disusun sedemikian hingga beban tersebut dapat diambil atau dipindah sebagai satu obyek tunggal secara sekaligus. ⚫ Semakin besar Unit Load ➔ ⚫ Semakin sedikit pergerakan yang terjadi ➔ ⚫ Semakin rendah biaya tiap satuan yang dipindahkan. ⚫ Semakin besar dan semakin berat peralatan PB ⚫ Semakin lebar aisle yang dibtuhkan ⚫ Semakin tinggi kapasitas beban lantai ⚫ Semakin tinggi persediaan work – in - process ⚫ Semakin kecil Unit Load ➔ ⚫ mengurangi persediaan work – in – process ⚫ metode penanganan bahan lebih sederhana ⚫ mengurangi waktu penyelesaian ⚫ pergerakan semakin banyak ⚫ waktu penanganan semakin tinggi. Kebanyakan muatan satuan ditangani dengan palet atau peralatan muatan lain (seperti gerobak) Palet atau peralatan muatan satuan dipilih atas dasar : tujuan penentuan muatan satuan karakteristik barang yang akan dipindah kemampuan sistem pemindah dan keterbatasannya karakteristik pengangkat fasilitas fisik : penjual, pabrik, pelanggan karakteristik dan penempatan palet karakteristik bangunan Peralatan UNIT LOAD. Pallet Skids Tote Pans Pallet Boxes/Skid Boxes Cartons  Bulk Load Containers Strapping/Tape/Glue Bags Crates Shrink-Wrap/Stretch-Wrap Intermodal Containers  How = Pengelolaan Material + Move = Methods What = Alat/Peralatan PERALATAN PENANGANAN BAHAN 4 Kelompok :  Container dan unitizing equipment; Pallet, Skid boxes, Tote pans; shink wrap, palletizers.  Peralatan transportasi bahan (material transport); Conveyor, Industrial Vechile, Monorail, Hoists, Crane.  Peralatan penyimpanan dan pengambilan (storage dan retrieval); Block stacking. Doble deep rack; walkie stacker, staddle reach truck.  Peralatan identifikasi dan komunikasi (Identification and communication) -→ koordinasi dan informasi kebutuhan penanganan bahan ; bar coding, radio frequency  CONTAİNERS: TOTE PANS Dr. Muzaffer Kapanoğlu - Decision Support Systems © 2003  CONTAİNERS: PALLETS Dr. Muzaffer Kapanoğlu - Decision Support Systems © 2003  UNİTİZERS: PALLETİZER Dr. Muzaffer Kapanoğlu - Decision Support Systems © 2003  UNİTİZERS: STRETCHWRAPPER Dr. Muzaffer Kapanoğlu - Decision Support Systems © 2003 PERALATAN TRANSPORTASI ⚫ Operasi: ⚫ Manual: ⚫ beban relatif ringan o. fasilitas perawatan minimum. ⚫ volume terbatas o. siap pakai ⚫ kendala fisik o. pemindahan jarang ⚫ modal terbatas o. biaya rendah, ⚫ pola aliran rumit ⚫ Mekanis ⚫ volume tinggi - tidak diharapkan penanganan oleh orang ⚫ banyak penanganan - ada bottle neck ⚫ pemindahan langsung - digunakan beban satuan oleh pekerja ⚫ laju aliran terkendali -. kapasitas tinggi ⚫ barang berbahaya ⚫ Otomatik: ⚫ volume tinggi ⚫ % pemindahan tinggi ⚫ produk, barang seragam ⚫ dapat menggabungkan pemindahan – operasi ⚫ kendali proses dapat dijalankan ⚫ mengurangi biaya ⚫ jalur lintasan terbatas ⚫ perpindahan tetap ⚫ pola aliran tetap KONVEYOR  Digunakan, jika:  terjadi perpindahan antar titik tertentu yang frekuensinya tinggi.  lintasan pergerakan tetap.  Biaya investasi untuk konveyor sebanding dengan volume aliran.  Klasifikasi:  Menurut produk/bahan yang ditangani:  unit load or bulk load  Menurut Lokasi:  overhead, on-floor, or in-floor  Apakah berfungsi juga sebagai tempat akumulasi material (berperan sebagai tempat penyimpanan sementara).  1. Chute conveyor 13. Vertical conveyor 2. Wheel conveyor a. Vertical lift conveyor 3. Roller conveyor b. Reciprocating vertical conveyor a. Gravity roller conveyor 14. Cart-on-track conveyor b. Live (powered) roller conveyor 15. Tow conveyor 4. Jenis Chainkonveyor: conveyor 16. Trolley conveyor 5. Slat conveyor 17. Power-and-free conveyor 6. Flat belt conveyor 18. Monorail 7. Magnetic belt conveyor 19. Sortation conveyor 8. Troughed belt conveyor a. Diverter 9. Bucket conveyor b. Pop-up device 10. Vibrating conveyor c. Sliding shoe device 11. Screw conveyor d. Tilting device 12. Pneumatic conveyor e. Cross-belt transfer device a. Dilute-phase pneumatic conveyor b. Carrier-system pneumatic conveyor CONVEYORS Dr. Muzaffer Kapanoğlu - Decision Support Systems © 2003  CONVEYORS Dr. Muzaffer Kapanoğlu - Decision Support Systems © 2003 INDUSTRIAL TRUCKS ⚫ Karakteristik: ⚫ Digunakan untuk memindahkan material pada lintasan horizontal yang bervariasi, tanpa ada pembatas/penghalang pada area pergerakan. ⚫ Dapat digunakan untuk pergerakan vertikal, jika dilengkapi dengan perlengkapan mengangkat. ⚫ Digunakan jika volume aliran terputus atau tidak cukup besar sehingga penggunaan konveyor tidak sewsuai. ⚫ Memberikan pergerakan yang lebih fleksibel dibandingkan konveyor atau cranes Klasifikasi: ⚫ Pallet/Non-Pallet: ⚫ Does the truck have forks for handling pallets, or does the truck have a flat surface on which to place loads. Non-Pallet => (usually) other means required to load truck. ⚫ Manual/Powered: ⚫ Does the truck have manual or powered vertical (lifting) and/or horizontal (travel) movement capabilities. ⚫ Manual => walk => operator provides the force needed for lifting loads and/or pushing the vehicle. ⚫ Powered => on-board power source (e.g., batteries) used for lifting and/or travel. Klasifikasi: ⚫ Walk/Ride: ⚫ For non-automated trucks, can the operator ride on the truck (in either a standing or sitting position) or is the operator required to walk with the truck during travel. ⚫ Walk => manual or powered travel possible => powered travel speed limited to a normal walking pace. ⚫ Ride => powered => travel speed can be faster than a walking pace. Klasifikasi: ⚫ Stack/No Stack: ⚫ Can the truck be used to lift loads for stacking purposes. ⚫ Stack => can also be used as no stack => more expensive to add stacking capability. ⚫ No Stack may lift a load a few inches to clear the floor for subsequent travel (e.g., pallet jack), but the loads cannot be stacked on top of each other or on shelves ⚫ Narrow Aisle: ⚫ Is the lift truck designed to have a small turning radius or does it not have to turn at all in an aisle when loading/unloading. ⚫ Narrow Aisle => greater cost and (usually) standing operator => less aisle space required. Counterbalance and/or straddle used for load support. ⚫ Small turning radius => load support via straddle or reaching capabilities. No turning required => even narrower aisle => only one-side loading (sideloaders) or the capability to rotate the load (turret truck). ⚫ Automated: ⚫ Is the truck automated so that it can transport loads without requiring an operator. ⚫ Non-Automated => direct labor cost of operator is by far the largest cost to operate a non-automated truck. ⚫ Semi-Automated => operator used to control loading/unloading, but automated transport control (e.g., the S/R machine of a Man- on-board AS/RS). ⚫ Automated => Automated Guided Vehicle (AGV) => no direct labor cost, but higher equipment costs. ⚫ Hand truck ⚫ Narrow-aisle straddle truck ⚫ Two-wheeled hand truck ⚫ Narrow-aisle reach truck ⚫ Dolly ⚫ Turret truck ⚫ Floor hand truck ⚫ Operator-down turret truck ⚫ Operator-up turret truck ⚫ Pallet jack ⚫ Manual pallet jack ⚫ Order picker ⚫ Sideloader ⚫ Powered pallet jack ⚫ Tractor-trailer ⚫ Walkie stacker ⚫ Personnel and burden carrier ⚫ Manual walkie stacker ⚫ Automatic guided vehicle ⚫ Powered walkie stacker (AGV) ⚫ Pallet truck ⚫ Tow AGV ⚫ Platform truck ⚫ Unit load AGV ⚫ Walkie platform truck ⚫ Assembly AGV ⚫ Rider platform truck ⚫ Light load AGV ⚫ Counterbalanced lift truck ⚫ Fork AGV ⚫ Sit-down counterbalanced lift truck ⚫ Stand-up counterbalanced lift truck INDUSTRİAL VEHİCLES Dr. Muzaffer Kapanoğlu - Decision Support Systems © 2003 INDUSTRİAL VEHİCLES Dr. Muzaffer Kapanoğlu - Decision Support Systems © 2003  CRANES ⚫ Digunakan untuk memindahkan beban pada lintasan beragam (horizontal dan vertikal) dalam suatu area terbatas. ⚫ Digunakan jika volume aliran terputus-putus atau volume tidak cukup besar sehingga konveyor tidak sesuai. ⚫ Memberikan pergerakan yang lebih fleksibel dibandingkan konveyor, akan tetapi kurang fleksibel dibandingkan indystrial industrial trucks ⚫ Beban yang ditangani lebih bervariasi (bentuk dan bobot). ⚫ Kebanyakan cranes menggunakan hoists untuk pergerakan vertical, manipulators dapat digunakan jika dibutuhkan penempatan beban yang lebih tepat.  POMPA Perancangan Alat Proses Abdul Wahid Surhim 2016  Rujukan 1. Jacques Chaurette. 2005. TUTORIAL CENTRIFUGAL PUMP SYSTEMS. Fluid Design inc. Canada 2. Towler and Sinnot. Chapter 5 Piping and Instrumentation. In Chemical Engineering Design. 3. Jacques Chaurette. 2003. TOTAL HEAD, N.P.S.H. AND OTHER CALCULATION EXAMPLES. www.lightmypump.com 4. Jacques Chaurette. 2006. TUTORIAL NPSHA FOR THOSE WHO HATE THAT STUFFY WORD. www.lightmypump.com 5. Jacques Chaurette. 2003. PUMP PERFORMANCE MEASUREMENTS. www.lightmypump.com 6. Robert Stover. PUMPS. Bioprocess Engineering: Systems, Equipment and Facilities. Edited by Lydersen et al.  Pokok Bahasan 1. Jenis Pompa 2. Tiga Karakteristik Penting Sistem Pompa 3. Friksi dalam Sistem Pompa 4. Energi dan Head dalam Sistem Pompa 5. Head Statik 6. Laju Alir 7. Bagaimana Pompa Sentrifugal Menghasilkan Tekanan  Pokok Bahasan 8. Head Total 9. Hubungan antara Head dan Head Total 10.Menentukan Head Friksi 11.Kinerja (Kurva Karakteristik) Pompa 12.Memilih Pompa Sentrifugal 13.Contoh: Sistem Pompa Air Rumah Tangga 14.Tekanan Keluar Pompa  Jenis-jenis Pompa Piston Reciprocating Plunger Positive Displacement Gear Rotary Screw Pompa Vane Radial Flow Axial Flow Centrifugal Kinetic Mixed (Dynamic) Flow Peripheral (Regenerative Special High Head, Turbine) Low Flow  Pompa, Kompresor, Blower dan Kipas Angin POMPA o Peralatan untuk menaikkan cairan – fluida yang relatif inkompresibel – ke tingkat tekanan atau head yang lebih tinggi KOMPRESOR o Peralatan untuk menaikkan gas – fluida yang kompresibel – ke tingkat tekanan yang lebih tinggi BLOWER o Peralatan untuk menggerakkan sejumlah volume gas dengan kenaikan tekanan moderat KIPAS ANGIN o Peralatan yang menggerakkan sejumlah gas dengan kenaikan tekanan yang rendah  Memindahkan Air SUMBER AIR BAK PENAMPUNG Jauh/Dekat Di atas/dalam tanah Sumber Daya Air (UU No. 7 Tahun 2004) Cara Jadul Pompa RT Sumur Dalam Sistem Pompa Industri  3 Karakteristik Penting Pompa Driving force untuk terjadinya Jumlah volume yang Tenaga yang memperlambat perpindahan fluida dipindahkan per partikel-partikel fluida satuan waktu Laju Alir (Tabel 1)  Laju Alir Berdasarkan Diameter dan Tekanan Laju Alir 180 Laju Alir 180 160 160 140 140 AXIS TITLE 120 120 100 100 80 60 80 40 60 20 40 0 30 psi 40 psi 50 psi 60 psi 70 psi 20 TEKANAN 0 1/4 1/2 3/4 1 1 1/2 1/4 1/2 3/4 1 1 1/2 30 psi 40 psi 50 psi 60 psi 70 psi Tipikal Sistem Pompa  Pompa dan Tekanan Pompa menyediakan energi yang diperlukan untuk mengarahkan fluida melalui sistem dan mengatasi friksi dan perbedaan ketinggian (elevasi) Tekanan dinaikkan saat partikel-partikel fluida dipaksa lebih dekat satu sama lain Contoh: o Di alat pemadam kebakaran, kerja atau energi dihabiskan untuk memberi tekanan cairan kimia yang ada di dalamnya, sehingga energinya dapat disimpan dan digunakan nantinya  Tekanan pada Wadah yang Terbuka Apakah mungkin memberi tekanan pada wadah yang terbuka? YA Contoh: SEMPROTAN o Jika kita tekan kedalam, tekanan naik dan makin dalam semakin keras kita harus menekan o Ada cukup friksi saat fluida bergerak melalui jarum untuk menghasilkan tekanan yang besar pada bodi semprotan  Tekanan pada Pompa Jika ide tekanan pada semprotan diterapkan di pompa, o meski ujung pipa keluaran terbuka, o sangat mungkin untuk memiliki tekanan pada keluaran pompa o disebabkan adanya friksi yang cukup di dalam sistem dan perbedaan elevasi  Friksi pada Sistem Pompa Friksi akan selalu ada, hatta di fluida, karena dia adalah tenaga yang menolak pergerakan dari suatu obyek Friksi pada Fluida Padat dan Cair Friksi pada fluida padat pasti besar; tapi bisa diperkecil dengan bantuan roda Friksi pada fluida cair kecil, tapi dapat menjadi besar pada o Pipa yang panjang o Pipa pendek tapi laju alirnya besar dan diameternya kecil, seperti pada semprotan o Pipa yang kasar o Sambungan pipa (elbow, tee, dll) o Cairan yang viskositasnya tinggi 4 Bentuk Energi pada Sistem Pompa 1.Tekanan 2.Elevasi 3.Friksi 4.Kecepatan  Energi Tekanan Tekanan dihasilkan pada bagian bawah penampung disebabkan cairan mengisi wadah secara sempurna, dan beratnya menghasilkan gaya yang didistribusikan ke seluruh permukaan Jenis ini disebut TEKANAN STATIK ENERGI TEKANAN adalah energi yang dibangun saat partikel-partikel cairan atau gas digerakkan lebih dekat sedikit satu sama lainnya Contohnya pada alat pemadam kebakaran  Energi Elevasi, Friksi dan Kecepatan ENERGI ELEVASI adalah energi yang tersedia pada cairan saat dia memiliki ketinggian tertentu o Jika energi ini keluar, dia dapat mengarahkan pada sesuatu yang berguna seperti turbin yang menghasilkan listrik ENERGI FRIKSI adalah energi yang hilang ke lingkungan disebabkan oleh pergerakan cairan melalui pipa dan sambungan dalam sistem ENERGI KECEPATAN adalah energi yang menggerakkan obyek. Contoh: jika air keluar dari selang, maka dia memiliki energi kecepatan Hubungan antara Ketinggian, Tekanan dan Kecepatan  Energi Pompa Energi yang harus disuplai oleh pompa adalah energi friksi PLUS perbedaan ketinggian yang harus dicapai oleh cairan (energi elevasi) ENERGI POMPA = ENERGI FRIKSI + ENERGI ELEVASI  HEAD Apa itu HEAD? HEAD sebenarnya adalah cara untuk menyederhanakan penggunaan energi Untuk menggunakan energi kita perlu mengetahui BERAT dari obyek yang dipindahkan ENERGI ELEVASI (EE): berat dari obyek (W) dikalikan jarak (d) EE = W x d ENERGI FRIKSI (FE): gaya friksi (F) dikalikan jarak cairan yang dipindahkan atau panjang pipa (l) FE = F x l  HEAD HEAD adalah energi dibagi dengan berat atau jumlah energi yang digunakan untuk memindahkan sebuah obyek dibagi berat obyek tersebut HEAD ELEVASI (EH): EH = (W x d)/W = d HEAD FRIKSI (FH): FH = (F x l)/W = l Satuan F dan W sama, sehingga satuan FH juga sama dengan satuan EH, yakni satuan jarak (m, ft)  Satuan Energi = Satuan Jarak? Jika kita masukkan sebuah tube di bagian keluaran pompa, cairan akan naik di dalam tube setara dengan tekanan keluaran pompa Sebagian tinggi cairan di dalam tube adalah tinggi elevasi dan lainnya tinggi head friksi Keduanya satuannya sama: SATUAN JARAK  Definisi Head (Webster) HEAD adalah kumpulan (body) air yang tersimpan di dalam penampung pada sebuah ketinggian  Tekanan dan Ketinggian Dikarenakan ketinggian dan beratnya, fluida menghasilkan tekanan pada titik bawah (penampung) Sehingga semakin tinggi penampungnya, semakin tinggi tekanannya  Tekanan dan Bentuk Wadah Tekanan tidak tergantung bentuk wadahnya Ini hal yang sangat penting Karena itu, betapa pun kompleksnya sistem perpipaan, kita mungkin akan mengetahui tekanan di bagian bawahnya jika kita mengetahui tingginya  Head Statik Head statik: jarak antara permukaan cairan penampung tujuan dan permukaan cairan penampung asal Head statik akan menghasilkan tekanan pada pompa yang harus diatasi saat pompa dinyalakan  Head Statik Konvensinya: Head statik diukur dari suction flange elevation dan ujung pipa yang terbuka ke udara Jika ujung pipanya dimasukkan kedalam penampung? Head Statik  Faktor yang Memengaruhi Laju Alir Pada sistem yang identik, laju alir dipengaruh oleh head statik Jika elevasi ujung pipa tinggi, maka laju alirnya rendah (bandingkan dengan naik sepeda) Head Statik  0 Mungkin tidak perlu pompa, tapi cukup SIFON Sifon Total Head TINGGI MAKSIMUM yang dapat dicapai oleh fluida dari permukaan suction headnya Pada kondisi ini laju alirnya = 0 Variasi Head Total Laju Alir Tergantung Friksi 1 Laju Alir Tergantung Friksi 2 Laju Alir Tergantung Friksi 3 Laju Alir Tergantung Friksi 4  Pompa Sentrifugal Bagaimana pompa sentrifugal menghasilkan tekanan? Partikel fluida memasuki pompa pada flens masuk (suction flange) atau koneksi Partikel-partikel tersebut berputar 90 derajat ke bagian datar impeller dan mengisi volume antar-tiap baling-baling impeller Komponen Pompa Sentrifugal  Cara Bekerja Pompa Sentrifugal Partikel-partikel fluida dalam pompa dikeluarkan dari ujung runcing baling-baling impeller pada kecepatan tinggi Partikel-partikel tersebut lalu membentur selongsong (casing) dari pompa dan diperlambat di bawah energi kecepatan dan di atas energi tekanan Tidak seperti friksi yang merupakan energi terbuang, penurunan energi kecepatan menyuguhkan kenaikan energi tekanan  PRINSIP NERACA ENERGI  Eksperimen Pompa Sentrifugal Isi plastik dengan air Lubangi bagian bawahnya Ikat bagian atas plastik tersebut Ayunkan (diberi gaya sentrifugal) Air akan keluar dari lubang plastik Makin cepat ayunannya, makin banyak air yang keluar dari lubang karena tekanan dalam plastik naik Kurva Hubungan Tekanan Keluaran Pompa vs Laju Alir Pompa  Total Head TOTAL HEAD dan FLOW adalah kriteria utama yang digunakan untuk o membandingkan satu pompa dengan lainnya o memilih pompa sentrifugal TOTAL HEAD berhubungan dengan tekanan keluaran (discharge pressure)pompa  Kenapa Bukan Langsung Discharge Pressure Saja? Tekanan adalah sesuatu yang sudah akrab di kehidupan sehari-hari Contoh: alat pemadam kebakaran diberi tekanan 60 psig (410 kPa), ban mobil 35 psig (240 kPa) Kenapa pabrik pompa tidak memakai tekanan keluaran sebagai kriteria? 1. Tidak diketahui untuk apa kita menggunakan pompa 2. Tidak diketahui berapa laju alir yang diperlukan karena tidak seperti pompa displacement, laju alir pompa sentrifugal tidak tetap  Kenapa Bukan Langsung Discharge Pressure Saja? o Tekanan keluaran tergantung pada tekanan yang ada di bagian masukan pompa o Jika sumber fluida yang mau dipompa berada di bawah atau di atas masukan pompa, untuk laju alir yang sama kita akan dapatkan tekanan keluaran yang berbeda o Karena itu, untuk menghilangkan permasalahan ini, lebih disukai digunakan perbedaan antara masukan dan keluaran pompa 3. Besaran tekanan yang dapat dihasilkan pompa tergantung pada densitas fluida o Pihak pabrik tidak mengetahui fluida apa yang nantinya akan dipompa KARENA ITU DIGUNAKAN TOTAL HEAD SEBAGAI KRITERIA POMPA  Hubungan antara Head dan Total Head TOTAL HEAD adalah tinggi cairan yang dinaikkan ke bagian discharge pompa kurangi tinggi cairan yang dinaikkan ke bagian suction pompa Kenapa dikurangi? Karena kita menginginkan kontribusi energi dari pompa saja dan bukan energi yang disuplai ke pompa  Energi dan Head Jika digunakan ENERGI, kita perlu tahu beratnya Jika HEAD, kita perlu tingginya saja POMPA itu proses kontinyu, sehingga tidak peduli berapa berat yang dipindahkan  Contoh 1 Jarak (static head) antara permukaan air dan suction pompa = 10 ft Jarak (discharge head) antara suction pompa dan permukaan air di penampung = 15 ft Total head = 10 + 15 = 25 ft PLUS friction head loss Head Friksi (Tabel 2) Head Friksi adalah energi yang hilang akibat friksi yang disebabkan oleh pergerakan fluida melalui pipa dan sambungan Dipilih kecepatan 10 fps karena itu angka yang khas untuk kecepatan di pipa Angka itu moderat (tidak terlalu tinggi yang dapat mengakibatkan friksi yang banyak, juga tidak terlalu kecil yang dapat menyebabkan penurunan tajam pada friksi)  Ukuran Pipa Masukan Pompa Konservatifnya: kecepatan masuk pompa dibuat lebih rendah (misal, 4 dan 7 fps) sehingga dipilih ukuran pipa yang cukup besar Itulah kenapa ukuran pipa masuk pompa lebih besar dari pada ukuran pipa keluar pompa  Kinerja (Kurva Karakteristik) Pompa Kurvanya mirip dengan kurva sebelumnya (tekanan vs laju alir), tapi kurva karakteristik pompa menggambarkan total head vs laju alir Kurva sebelumnya tidak praktis karena harus mengetahui suction pressure yang digunakan untuk menghasilkan kurva tersebut Tidak semua pabrik pompa menyediakan kurva seperti ini  Panduan Memilih Pompa Sentrifugal 1. Tentukan laju alir 2. Tentukan head statik 3. Tentukan head friksi 4. Hitung head total 5. Pilih pompa  Contoh Diperlukan laju alir sebesar 10 gpm Sesuai Tabel 2, maka ukuran pipa yang tersedia antara ½” dan ¾”. Dipilih ¾” Pipa masukan ke pompa dipilih 1” Panjang pipa semuanya 30 ft  Kehilangan Friksi di Bagian Suction Pompa Pada diameter 1”, friksinya 0.068 ft per ft pipa Panjang pipa 30 ft: 30 x 0.068 = 2.4 ft Kehilangan friksi dari sambungan diasumsikan 30%: 0.3 x 2.4 = 0.7 ft Friksi check valve 5 ft, tapi jet pump tidak perlu itu Total kehilangan friksi = 2.4 + 0.7 = 3.1 ft  Kehilangan Friksi di Bagian Discharge Pompa Total panjang pipa 30 ft, maka kehilangan friksi = 30 x 0.23 = 6.9 ft Dari fittings: 30% x 6.9 = 2.1 ft Total loss = 6.9 + 2.1 = 9.0 ft Total loss suction dan discharge = 3.1 + 9.0 = 12.1 ft  Memilih Rating Pompa Head statik = 15 + 20 = 35 ft Total Head = head statik + friction loss = 35 + 12.1 = 47 ft Total head disebut juga TOTAL DYNAMIC HEAD (TDH) KITA HARUS MEMBELI POMPA YANG TOTAL HEADNYA MINIMAL 47 FT PADA 10 GPM Panduannya: variasinya  15% Rating pompa harus sedekat mungkin dengan kriteria tersebut  Rating Pompa BEP (best efficiency point) adalah rating pompa Pada kondisi ini pompa berada pada kondisi yang sangat efisien, sehingga vibrasi dan noise sangat minim Variasinya 15% pada total head Prosedur Pemilihan Pompa Friction Loss di Break Pressure head semua segmen TOTAL HEAD Horsepower of control valve pipa Friction loss di Tank pressure NPSHA Kenaikan suhu fittings head Thoma Friction loss di Velocity head Specific speed cavitation peralatan parameter Friction loss di Total static Predict pump Suction specific check valve head efficiency speed Friction Loss di Semua Segmen Pipa  H FP   L  H FP      L TABEL  100  Panjang Pipa (L) Tabel dari Cameron Hydraulic Data sesuai dengan Flow dan Diameter Pipa Friction Loss di Fittings Setiap jenis fitting harus DIKALIKAN jumlah fitting tersebut  Friction Loss di Peralatan p (psi) H EQ  2.31 SG Pressure drop: o Filter = 3 psi o HE = 5 psi o Control valve = 4.24 psi Specific Gravity (SG) lihat Tabel Sifat Air Friction Loss di Check Valve p (psi) H check  2.31 SG p (psi)  Q (gpm)  2   SG  CV  CV dari Tabel dari Trueline Valve Corp.  Panjang Ekuivalen 2 fLu hf  2 gd f = faktor friksi dari grafik Moody L = panjang pipa (m)  dapat berasal dari semua panjang pipa termasuk panjang ekuivalen pipa dari fitting dan valve u = kecepatan aliran melalui pipa (m/s) g = gravitasi, 9.81 m/s2 d = diameter dalam pipa (m) Towler & Sinnot, hlm. 247  Total Static Head TOTAL STATIC HEAD: perbedaan antara elevasi permukaan cairan discharge tank dan suction tank Elevasi (z2): 2830’ Elevasi (z1): 2803’ TOTAL STATIC HEAD = z2 – z1 = 2830’ – 2803’ = 27 ft  Velocity Head 2 2 v2 v1 Velocty Head   2g 2g v adalah kecepatan partikel fluida di satu titik Biasanya v1 adalah titik di permukaan cairan suction tank Karena terlalu kecil, maka dianggap 0 v2 tergantung dari titik yang diukur o Kalau ujung pipa keluaran nyemplung di cairan discharge tank, maka titik pengukurannya di permukaan cairan discharge tank  v2 = 0 o Kalau diinginkan pengukurannya di suatu titik pada elevasi tertentu, maka v2 dihitung di pipa pada elevasi tersebut  Tank Pressure Head Jika suction tank diberi tekanan dengan tekanan p1, maka pressure headnya H1 Tanki yang terbuka tekanannya atmosfir sehingga H = 0 Kalau suction dan discharge tank-nya keduanya terbuka, maka H1 = H2 = 0 Jika terjadi perbedaan, maka dihitung dengan rumus: HP2-P1 = (P2 – P1)/(.g)  Total Head Penjumlahan seluruh head yang sudah dihitung di atas NO Component Sign (ft fluid) Results 1 Pipe Friction Head Loss + HFP 2 Fitting Friction Head Loss + HFF 3 Equipment Friction Head Loss + HEQ 4 Check Valve Head Loss + Hcheck 5 Total Static Head + z2 - z1 6 Velocity Head Difference + v22/2g - v12/2g 7 Tank Pressure Head Difference + H1 - H2 TOTAL HEAD = HP  Break Horsepower Efisiensi pompa (pump) diambil dari grafik Kurva Karakteristik Pompa Faktor yang mempengaruhinya: o Laju alir (q) o Total head (HP) o Specific speed (Ns) Kurva Karekteristik Pompa 1780 RPM  NPSHA NPSHA = Net Positive Suction Head Available o Ukuran yang berhubungan dengan tingkat tekanan pada pump suction o Makin tinggi tekanannya, makin tinggi NPSHAnya dan makin baik operasi pompanya o Harganya bervariasai dari 0 sampai head tekanan atmosfir 34 ft DITAMBAH suction static head DIKURANGI kuantitas lain o NPSHA harus lebih besar dari pada NPSHR (NPSH Required) Rumus NPSHA NPSHA  Rumus NPSHA Jika kita kesulitan menghitung pump suction pressure (pGS), maka dihitung headnya: Rumus Lain NPSHA P Pf Pv NPSH avail  H   .g .g .g  NPSHR NPSHR adalah cara lain untuk menyatakan kehilangan tekanan (pressure loss) di suction area dari sebuah pompa pada kondisi yang diketahui NPSHR dapat juga dilihat pada Kurva Karakteristik Pompa  Contoh 2 Pada contoh sebelumnya sudah dihitung total friksinya 3.1 ft Velocity headnya terlalu kecil sehingga diabaikan Tekanan atmosfir 14.7 psia Tekanan uap untuk air pada suhu 60F = 0.5 psia SG air = 1.0  Contoh 3 Liquid chlorine is unloaded from rail tankers into a storage vessel. To provide the necessary NPSH, the transfer pump is placed in a pit below ground level. Given the following information, calculate the NPSH available at the inlet to the pump, at a maximum flow rate of 16,000kg/h. The total length of the pipeline from the rail tanker outlet to the pump inlet is 50m. The vertical distance from the tank outlet to the pump inlet is 10 m. Commercial steel piping, 50mm internal diameter, is used. Miscellaneous friction losses due to the tanker outlet constriction and the pipe fittings in the inlet piping are equivalent to 1000 equivalent pipe diameters. The vapor pressure of chlorine at the maximum temperature reached at the pump is 685 kN/m2 and its density and viscosity, 1286 kg/m3 and 0.364 mNm-2s. The pressure in the tanker is 7 bara.  Jawaban Friction Losses o Miscellaneous losses = 1000x50x10-3 = 50m of pipe Total length of inlet piping = 50+50=100m  Ringkasan Data Pompa  Specific Speed SPECIFIC SPEED: bilangan yang menyediakan sebuah indikasi laju impeller, laju alir, dan head yang dihasilkan Ns RENDAH jika 10.000 Nilai ini bisa digunakan untuk memprediksi KAVITASI  Predict Pump Efficiency Untuk memprediksi efisiensi pompa secara langsung, maka digunakan grafik kurva karakteristik pompa yang dihubungkan dengan Ns (specific speed) dan laju alirnya (q) Pompa yang lebih besar (laju alir tinggi) dengan laju spesifik yang sama, akan lebih efisien Untuk ukuran impeller yang lebih besar dari 10”, efek ukuran atau laju alir yang naik adalah kecil dan umumnya tidak signifikan  Suction Specific Speed SUCTION SPECIFIC SPEED (S) adalah bilangan berdimensi sama dengan specific speed dan digunakan sebagai panduan untuk pencegahan kavitasi Hanya saja, H (total head) diganti dengan NPHSA Hydraulic Institute membatasi S sampai 8500, tapi lembaga lain 10.000 – 12.000  Thoma Cavitation Parameter THOMA CAVITATION PARAMETER () adalah bilangan tanpa dimensi dan digunakan untuk memprediksi onset cavitation Gunakan bilangan ini untuk memverifikasi bahwa pompa ini memiliki NPSHA yang cukup untuk beroperasi secara layak Thoma Number  Kenaikan Suhu Penyebab panas ada 2: 1. Karena transmisi tenaga antara impeller dan fluida tidak efisien, maka dihasilkan panas 2. Saat prosesnya sangat tidak efisien misalnya pada laju alir yang rendah, panas pun dihasilkan Pabrik pompa membatasi kenaikan suhu sampai 15 oF Kenaikan suhu tergantung pada total head, panas jenis fluida dan efisiensi pada titik operasi  Pressure Head of Control Valve Ada dua metode perhitungan: METODE 1 o Terdiri atas tekanan pada masukan control valve dengan menggunakan total head pompa dan kehilangan friksi serta perbedaan elevasi antara MASUKAN SISTEM dan masukan katup METODE 2 o Terdiri atas tekanan pada masukan control valve dengan menggunakan kehilangan friksi dan perbedaan elevasi antara KELUARAN SISTEM dan masukan katup Metode 1 Metode 2