Studi Numerik Perilaku Fluida Pada Pompa Sentrifugal Tipe Closed impeller Dengan Variasi Jumlah Sudu Dan Debit Pompa

Firdausi, Irham Nadhil (2023) Studi Numerik Perilaku Fluida Pada Pompa Sentrifugal Tipe Closed impeller Dengan Variasi Jumlah Sudu Dan Debit Pompa. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000181-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 September 2025. Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Berkembangnya teknologi pada bidang industri menunjang kegiatan manusia dalam menganalisa berbagai permasalahan yang ditemukan untuk meningkatkan produktivitas suatu industri. Dalam mendukung meningkatnya kebutuhan energi tersebut dapat dilakukan dengan upaya untuk meningkatkan kualitas maupun kuantitas pada mesin-mesin dan peralatan produksi. Salah satu mesin dan peralatan produksi yaitu pompa. Pompa merupakan salah satu mesin pemindah fluida dari suatu titik ke titik lainnya yang beroperasi dengan membuat perbedaan tekanan pada bagian hisap dan bagian tekan. Salah satu faktor penting yang memengaruhi kinerja dari pompa sentrifugal yaitu jumlah sudu impeller yang digunakan. Jumlah sudu impeller dapat berdampak pada losses seiringan dengan bertambahnya jumlah sudu. Bertambahnya jumlah sudu impeller dapat berdampak terhadap kenaikan head dan tekanan pada pompa sentrifugal. Oleh karena itu, penting untuk dilakukan penelitian mengenai jumlah sudu terhadap performa pompa sentrifugal seperti yang dilakukan pada penelitian ini. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh variasi jumlah sudu impeller dan debit terhadap nilai head dan efisiensi pompa sentrifugal serta fenomena aliran fluida. Penelitian dilakukan dengan metode simulasi numerik dengan memvariasikan jumlah sudu impeller sebanyak 6,7 dan 8 serta debit sebesar 3,72 m^3/jam, 2,4 m^3/jam dan 1,38 m^3/jam. Tahap pre-processing terdiri dari pembuatan geometri 3-dimensi dan pemodelan simulasi dengan software SolidWorks 2021, lalu meshing dan penentuan kondisi batas pada software Ansys Fluent. Tahap processing dilakukan menggunakan software Fluent 2021 R2 yang terdiri dari tahapan check, scale, smooth/swap grid, grid , solver, viscous, materials, units, boundary conditions, solutions, initialization, monitor residual dan itarate. Penelitian ini akan menghasilkan data kuantitatif dan kualitatif dari tahap post-processing sebagai berikut: nilai head, efisiensi, plot kontur tekanan dan kecepatan, plot velocity vector, serta velocity pathline dan streamline. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa jumlah sudu impeller memiliki pengaruh yang cukup besar terhadap performa pompa sentrifugal. Bertambahnya jumlah sudu dapat membuat guidance aliran menjadi lebih terarah sementara jumlah sudu yang berkurang membuat guidance aliran yang lebih buruk dan mendukung potensi terjadinya sirkulasi yang lebih besar. Didapatkan efisiensi tertinggi pada kapasitas 3 kg/s variasi impeller dengan jumlah sudu 8 dengan nilai 80,136% pada nilai head sebesar 12,104 m. Kapasitas yang berkurang menyebabkan aliran tidak dapat melaju dengan baik dan menyebabkan sirkulasi karena aliran tersebut tidak dapat melewati daerah bertekanan tinggi pada volute dari pompa sentrifugal. Kapasitas yang meningkat juga mengakibatkan menigkatnya headloss yang didapatkan. Kapasitas yang berubah berpengaruh terhadap berubahnya nilai head dan efisiensi dari pompa sentrifugal.
==================================================================================================================================
The development of technology in the industrial field supports human activities in analyzing various problems found to increase the productivity of an industry. In supporting the increasing energy needs, efforts can be made to improve the quality and quantity of production machinery and equipment. One of the production machinery and equipment is the pump. The pump is one of the fluid transfer machines from one point to another that operates by making a pressure difference in the suction and pressure parts. One important factor that affects the performance of a centrifugal pump is the number of impeller blades used. The number of impeller blades can have an impact on losses as the number of blades changes. Increasing the number of impeller blades can have an impact on the increase in head and pressure in centrifugal pumps. Therefore, it is important to conduct research on the optimal number of blades for centrifugal pump performance as conducted in this study. This study aims to determine the effect of variations in the number of impeller blades and discharge on the head value and efficiency of centrifugal pumps and fluid flow phenomena. The research was conducted using numerical simulation method by varying the number of impeller blades as much as 6, 7 and 8 and the discharge of 3,72 m^3/hour, 2,4 m^3/hour and 1,38 m^3/hour. The pre-processing stage consists of creating 3-dimensional geometry and simulation modeling with SolidWorks 2021 software, then meshing and determining boundary conditions in Ansys Fluent software. The processing stage is carried out using Fluent 2021 R2 software which consists of the stages of check, scale, smooth/swap grid, grid, solver, viscous, materials, units, boundary conditions, solutions, initialization, monitor residual and itarate. This research will produce quantitative and qualitative data from the post-processing stage as follows: head value, efficiency, pressure and velocity contour plot, velocity vector plot, and velocity pathline and streamline. The results obtained show that the number of impeller blades has a considerable influence on the performance of a centrifugal pump. Increasing the number of blades can make the flow guidance more directional while the reduced number of blades makes the flow guidance worse and supports the potential for greater circulation. The highest efficiency was obtained at a capacity of 3 kg/s impeller variation with a number of blades of 8 with a value of 80.136% at a head value of 12.104 m. The reduced capacity causes the flow to not travel properly and causes circulation because the flow cannot pass through the high pressure area on the volute of the centrifugal pump. Increased capacity also results in increased headloss obtained. The changing capacity affects the changing head value and efficiency of the centrifugal pump.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Pompa Sentrifugal, Impeller, Jumlah Sudu, Debit, CFD; Centrifugal Pump, Impeller, Number of Blades, Mass Flow, CFD
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ919 Centrifugal pumps--Design and construction.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Irham Nadhil Firdausi
Date Deposited:	09 Oct 2023 00:57
Last Modified:	09 Oct 2023 00:57
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/102449

Actions (login required)

View Item