Studi Eksperimen Pengaruh Jumlah Sudu dan Putaran Impeller terhadap Karakteristik Pompa Sentrifugal dengan Elliptical Blade Leading-Edge

Kanda, Brahmana Dindanya (2025) Studi Eksperimen Pengaruh Jumlah Sudu dan Putaran Impeller terhadap Karakteristik Pompa Sentrifugal dengan Elliptical Blade Leading-Edge. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5007211121-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Pompa sentrifugal memiliki peran penting dalam berbagai sektor industri. Pompa ini berfungsi untuk memindahkan fluida dengan prinsip kerja mengubah energi kinetik dari impeller menjadi energi tekanan. Kinerja pompa sentrifugal dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti jumlah sudu dan bentuk leading-edge pada impeller, serta kecepatan putar pompa. Jumlah sudu pada impeller dan kecepatan putar pompa memengaruhi distribusi aliran, head, serta potensi kerugian akibat gesekan, sedangkan bentuk geometri leading-edge yang tepat pada impeller dapat mengurangi separasi aliran dan pressure drop.Penelitian dilakukan secara eksperimental menggunakan pompa sentrifugal MQC 175 yang memiliki spesifikasi head maksimal (H_max) sebesar 31,5 m, kapasitas maksimal (Q_max) sebesar 100 l/menit, diameter suction dan discharge masing-masing sebesar 1". Pompa dioperasikan menggunakan sistem perpipaan CUSSON friction in pipe apparatus. Benda uji dalam penelitian ini adalah impeller bertipe backward dengan leading-edge berbentuk elips, yang divariasikan jumlah sudunya sebesar 5, 7, dan 9. Penelitian dilakukan dengan variasi kecepatan putar motor sebesar 2000, 2400, dan 2850 RPM. Penelitian ini menghasilkan output berupa grafik karakteristik pompa, meliputi grafik head pompa, WHP, BHP, dan efisiensi pompa.Hasil yang dididapatkan dari studi eksperimen ini adalah penurunan kecepatan putar poros impeller pompa akan menurunkan performa pompa dari segi head, WHP dan BHP. Adapun trendline dari parameter head, WHP dan BHP akan sama seperti kecepatan putar poros awal pompa. Bertambahnya jumlah sudu akan meningkatkan kebutuhan daya ditandai dengan meningkatnya nilai BHP. Nilai head dan efisiensi terbaik dicapai oleh impeller dengan jumlah sudu terbatas yang mampu memberikan keseimbangan optimal antara guidance aliran yang optimal serta friction losses yang minimal, di mana pada penelitian ini dicapai oleh impeller dengan jumlah sudu 7 dengan nilai head dan efisiensi maksimal masing-masing sebesar 23,8 m dan 32,78%. Selain itu, pompa dengan elliptical leading-edge menunjukkan performa yang lebih baik dalam mengarahkan aliran dari sisi suction ke impeller, mengurangi pembentukan separasi dan vortex hal ini ditandai dengan hasil performa yang lebih baik jika dibandingkan dengan bentuk initial leading-edge. Hasil penelitian ini memberikan pemahaman yang lebih mendalam mengenai optimasi desain impeller guna meningkatkan efisiensi dan performa pompa sentrifugal secara keseluruhan.
====================================================================================================================================
Centrifugal pumps play a vital role across various industrial sectors. These pumps function to transfer fluids by converting the kinetic energy of the impeller into pressure energy. The performance of a centrifugal pump is influenced by several factors, such as the number of blades and the shape of the impeller's leading-edge, as well as the impeller’s rotational speed. The number of blades and the impeller speed affect flow distribution, head, and potential friction losses, while an appropriately designed leading-edge geometry can minimize flow separation and pressure drop. The study was conducted experimentally using an MQC 175 centrifugal pump, which has a maximum head (H_max) of 31.5 m, a maximum flow rate (Q_max) of 100 l/min, and both suction and discharge diameters of 1″. The pump was operated through a Cussons Friction in Pipeline apparatus. The test specimens were backward curved impellers with elliptical leading edges, varied in blade count of 5, 7, and 9. The experimental program covered motor speeds of 2000, 2400, and 2850 RPM. The results are presented as pump characteristic curves, including head, water horsepower (WHP), brake horsepower (BHP), and overall pump efficiency.The findings obtained from this experimental study indicate that a reduction in the rotational speed of the impeller shaft leads to a decrease in pump performance in terms of head, water horsepower (WHP), and brake horsepower (BHP). However, the trendlines for head, WHP, and BHP parameters remain consistent with those at the original shaft speed. An increase in the number of blades results in higher power demand, as indicated by the rise in BHP values. The optimal head and efficiency are achieved with a limited number of blades that provide a well-balanced combination of effective flow guidance and minimal friction losses, which, In this study, the impeller with seven blades demonstrated the best performance, achieving a maximum head of 23.8 m and an efficiency of 32.78%.. Furthermore, impellers with elliptical leading-edge geometry demonstrate superior performance in directing fluid flow from the suction side to the impeller, reducing flow separation and vortex formation. This is evidenced by improved overall performance compared to impellers with the initial leading-edge design. These results offer deeper insight into impeller design optimization to enhance the efficiency and overall performance of centrifugal pumps.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Jumlah sudu, Leading-edge, Pompa sentrifugal, Centrifugal pump, Leading edge, Number of blades
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ903 Pumping machinery. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ919 Centrifugal pumps--Design and construction.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Brahmana Dindanya Kanda
Date Deposited:	30 Jul 2025 04:04
Last Modified:	30 Jul 2025 04:04
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/123782

Actions (login required)

View Item