Cara Menghitung Head Total Pada Pompa - seputarpabrik.com

Head pompa adalah total energi pompa untuk mengalirkan cairan setiap satuan massa. Besarnya head pompa merupakan penjumlahan dari Head Loss (H_l), Head Pressure (H_p), Head Statis (H_s) dan Head velocity (H_v).

Head loss timbul dari friksi, Head pressure karena ada perubahan tekanan, Head statis karena ada perubahan ketinggian dan Head velocity karena ada perubahan kecepatan.

Untuk mulai perhitungannya, berikut contoh soal (soal yang sama di artikel lainnya) disertai gambar flow diagramnya. Sebuah proyek Bio Filter Tank dengan debit 30 M³/day. Hitung Head pompa yang diperlukan!

Gambar Flow Diagram Bio Filter Tank

1. Menghitung Head Loss (H_l)

Friksi - friksi yang perlu diperhitungkan antara lain:
a. Friksi pada pipa lurus (F_𝒇)
b. Friksi pada Elbow (h_𝒇elbow)
c. Friksi pada valve (h_𝒇valve)
d. Friksi karena kontraksi kolam penampungan ke pipa (h_c)
e. Friksi karena ekspansi dari pipa ke tangki (h_ex)

1.a Friksi pada pipa lurus (F_𝒇)

Keterangan:
F_𝒇 : Friksi pipa lurus
𝒇 : Faktor gesekan fanning
ΔL : Total panjang pipa (M)
v : Kecepatan fluida (M/s)
ID : Diameter dalam pipa (M)

Faktor gesekan fanning untuk aliran turbulent dapat dihitung dengan rumus:

Untuk nilai variabel diameter dalam pipa (ID), kecepatan fluida (v), bilangan Reynold (Re) dan faktor koreksi energi kinetik (𝝰) sudah berhasil dihitung dengan soal yang sama di artikel mengenai cara menentukan ukuran diameter pipa dan cara menghitung bilangan Reynold, sehingga diketahui:

Re : 451.265 (aliran turbulent)
ID : 0,0125 M
v : 2,9 M/s
𝝰 : 1

Jika nilai ini dimasukan pada rumus di atas akan diperoleh

𝒇 = 0,0033

Pada gambar diagram flow Bio Filter dapat dihitung total panjang pipa

ΔL = 16 M

Jika nilai variabel ini dimasukan pada rumus Friksi pipa lurus (F𝒇) maka diperoleh:

F_𝒇 = 4 x 0,0033 x (16 M x 2,9² M/s / 0,0125² M x 2)
F_𝒇 = 5.686 J/kg

1.b Friksi pada elbow (h_𝒇elbow)

Jumlah elbow (90°) : 2
K_𝒇 : 0,75 (Konstanta elbow, Geankoplis tabel 2.10-1)

Maka jika setiap variabel dimasukan sesuai rumus friksi pada elbow :

h_𝒇elbow = 6,3 J/kg

1.c Friksi pada valve (h_𝒇valve)

Konstanta valve, contohnya jika memakai globe valve = 6. Tetapi dalam diagram flow Bio Filter tidak memakai valve maka nilai friksi valve adalah 0

h_𝒇valve = 0

1.d Friksi karena kontraksi kolam penampungan ke pipa (h_c)

A1: Luas penampang kolam penampungan
A2: Luas penampang pipa

Pada diagram flow Bio Filter, yang dirancang adalah penggunaan pompa submersible sehingga tidak ada pipa inlet yang dipasang. Anggap A2 tergantikan oleh suction pompa submersible.

Luas penampang suction pompa submersible (A2) jauh lebih kecil dari luas penampang kolam penampungan (A1) sehingga bisa diasumsikan nilanya adalah 0.

A2/A1 = 0

Sehingga jika dimasukan semua nilai variabel yang telah diketahui di atas ke dalam persamaan maka akan didapat

h_c = 2,31 J/kg

1.e Friksi karena ekpansi dari pipa ke tangki (h_ex)

A1: Luas penampang pipa
A2: Luas penampang tangki

Luas penampang pipa (A1) jauh lebih kecil dari luas penampang tangki (A2) sehingga bisa diasumsikan nilanya adalah 0.

A1/A2 = 0

Sehingga jika dimasukan semua nilai variabel yang telah diketahui di atas ke dalam persamaan maka akan didapat

h_ex = 4,2 J/kg

Total Head loss adalah jumlah keseluruhan dari 5 jenis friksi di atas

H_l = F_𝒇 + h_𝒇elbow + h_𝒇valve + h_c + h_ex
H_l = 5.698,8 J/kg

2. Menghitung Head Statis (H_s)

Persamaan untuk menghitung Head Statis

H_s = g.(Z₂ - Z₁)

Keterangan:
g : 9,8 M/s (gaya gravitasi bumi)
Z₁: 0 (Jarak kolam penampungan ke pompa)
Z₂ : 0 (Tinggi pipa input, diketahui pompa submersible tidak memakai pipa input)

Sehingga dapat dihitung Head Statis

H_s = 9,8 M/s x 0
H_s = 0

3. Menghitung Head velocity (H_v)

H_v = v₂² - v₁²

Prinsip kerja pompa submersible sama dengan pompa sentrifugal sehingga

v1 = v2

Maka

H_v = 2,9² M/s - 2,9² M/s
Hv = 0

4. Menghitung Head pressure (H_p)

H_p = p₁ - p₂ / 𝝆

Karena tekanannya sama nilainya p₁ = p₂ maka

H_p = 0

Dan akhirnya bisa diperoleh nilai Head total

𝝨F = H_l + H_s + H_v + H_p
𝝨F = 5.698.8 J/kg + 0 + 0 + 0
𝝨F = 5.689.8 J/kg

Demikian tadi cara menghitung Head Pump yang terdiri dari beberapa jenis head dan banyak rumus yang digunakan. Semoga tidak menjadi pusing😁

Loading posts