Studi Numerik Perbandingan Jarak Clearence pada Pompa Sentrifugal Semi Open untuk Melayani Fluida Viscous

Wuryaningrum, Emy Zuraida (2023) Studi Numerik Perbandingan Jarak Clearence pada Pompa Sentrifugal Semi Open untuk Melayani Fluida Viscous. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 10211910010026-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Pompa sentrifugal merupakan jenis pompa rotodinamik yang mengubah energi mekanik menjadi energi kecepatan pada fluida melalui gaya sentrifugal. Faktor-faktor seperti desain dan jumlah sudu pada impeller, sudut inlet dan outlet sudu, serta ukuran gap antara casing dan impeller (side clearance) memainkan peran penting dalam menentukan kinerja dan efisiensi keseluruhan pompa sentrifugal.Dalam hal ini untuk menghasilkan pompa yang lebih efisien dan efektif, telah banyak dilakukan penelitian mengenai variasi impeller pada pompa sentrifugal. Namun, pendekatan trial-error dengan membuat dan menguji prototipe memerlukan waktu dan biaya yang signifikan karena melibatkan banyak parameter geometri bebas dalam pengembangan dan prediksi kinerja pompa.
Oleh karena itu, penelitian ini menggunakan metode simulasi CFD (computational fluid dynamic) untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas tanpa perlu melakukan eksperimen fisik. Dalam penelitian CFD pada pompa sentrifugal ini, digunakan impeller semi open tipe backward dengan enam sudu dan variasi side clearance sebesar 1 mm dan 3 mm, dengan konfigurasi tiga dimensi. Variasi side clearance pada pompa di-rancang dan dianalisis melalui simulasi CFD menggunakan perangkat lunak Ansys. Penelitian ini mencakup variasi flow rate dan studi efek model turbulensi k-epsilon pada medan aliran steady dengan putaran 1500 rpm untuk melayani dua jenis fluida, yaitu air dan nira. Hasil simulasi akan memberikan informasi tentang jenis side clearance mana yang lebih optimal untuk digunakan dalam fluida air dan nira.
Selanjutnya, hasil simulasi dalam penelitian ini menampilkan gambaran visual tentang distribusi tekanan statis, tekanan total, serta kecepatan dan arah kecepatan fluida. Validasi hasil simulasi telah dilakukan dan dinyatakan valid karena grafik trendline yang dihasilkan telah identik dengan data dari penelitian sebelumnya. Selain itu, dari segi kuantitatif, penelitian ini menghasilkan data performa kinerja yang meliputi Head, efisiensi, daya yang dihasilkan oleh pompa (WHP dan BHP), dan torsi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pompa dengan side clearance 1 mm pada fluida Nira memiliki performa paling optimal untuk head dan efisiensi terbaik. Efisiensi tertinggi tercapai pada flow rate sebesar 4 lps. Hal ini menunjukkan bahwa pompa semi open dengan konfigurasi tersebut mampu memberikan performa yang lebih baik dalam mengatasi fluida Nira dengan efisiensi yang tinggi pada kecepatan aliran 4 lps.
=========================================================================================================================================
Centrifugal pumps are a type of rotodynamic pump that converts mechanical energy into kinetic energy in the fluid through centrifugal force. Factors such as the design and number of impeller blades, the angle of the inlet and outlet blades, and the size of the gap between the casing and the impeller (side clearance) play a crucial role in determining the overall performance and efficiency of centrifugal pumps.
To create more efficient and effective pumps, numerous studies have been conducted on impeller variations in centrifugal pumps. However, the trial-and-error approach of creating and testing physical prototypes can be time-consuming and costly, as it involves many free geometrical parameters in the development and performance prediction of the pump.
Therefore, this research employs Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation methods to enhance efficiency and effectiveness without the need for physical experiments. In the CFD study of centrifugal pumps, a semi-open backward-type impeller with six blades and variations in side clearance of 1 mm and 3 mm are utilized in a three-dimensional configuration. The variations in side clearance in the pump are designed and analyzed through CFD simulations using ANSYS software.
This research covers variations in flow rate and studies the effects of the k-epsilon turbulence model on the steady flow field with a rotation speed of 1500 rpm for two types of fluids, namely water and nira. The simulation results will provide information on which side clearance is more optimal for use in water and nira.
Furthermore, the simulation results in this study present a visual representation of the distribution of static pressure, total pressure, velocity, and velocity vector of the fluid. The validation of the simulation results has been conducted, and it has been confirmed as valid since the generated trendline graphs align with the data from previous research. Additionally, in terms of quantitative analysis, the study yields performance data, including head, efficiency, water horsepower (WHP), brake horsepower (BHP), and torque.The research findings indicate that the pump with a 1 mm side clearance handling Nira fluid exhibits the most optimal performance in terms of head and efficiency. The highest efficiency is achieved at a flow rate of 4 lps. This signifies that the pump with this configuration demonstrates superior performance in handling Nira fluid, achieving a high level of efficiency at a flow rate of 4 lps.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Side-Clearance, Impeler semi-open, Pompa sentrifugal, kinerja Side-Clearance, Semi-Open Impeller, Centrifugal pump, Peformance
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ919 Centrifugal pumps--Design and construction.
Divisions:	Faculty of Vocational > Mechanical Industrial Engineering (D4)
Depositing User:	Emy Zuraida Wuryaningrum
Date Deposited:	29 Jan 2024 04:49
Last Modified:	29 Jan 2024 04:49
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/103177

Actions (login required)

View Item