Impeller Modification Of Torishima Centrifugal Pump Model

Santoso, Muhammad Fernanda Hanif (2021) Impeller Modification Of Torishima Centrifugal Pump Model. Undergraduate thesis, Sepuluh Nopember Institute of Tehnology.

[img] Text
04211741000023-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 1 October 2023.

Download (9MB)

Abstract

Lumpur adalah campuran partikel cair dan padat, beberapa di antaranya tidak dapat larut. Campuran ini dapat dipompa, yang merupakan proses yang biasa digunakan sebagai cara mudah untuk menangani padatan. Industri penambangan, pengerukan, ekstraksi pasir dan kerikil dan industri lainnya menggunakan pompa lumpur sebagai solusi hemat biaya untuk mengangkut padatan. Pompa lumpur adalah salah satu jenis pompa khusus yang dapat menangani lumpur. Tidak seperti pompa air, pompa lumpur rentan terhadap keausan dan lebih tahan lama. Ada beberapa jenis pompa slurry, yang paling umum adalah: pompa sentrifugal. Pompa lumpur sentrifugal, yang dapat memberikan kapasitas tinggi dengan head terbatas, terutama digunakan untuk memompa padatan dengan konsentrasi kurang dari 70% (berat) melalui pipa. Pompa lumpur sentrifugal bisa vertikal, horizontal atau submersible. Karena kebutuhan industri, akhir-akhir ini telah dipelajari optimalisasi penggunaan konsep mekanis untuk memproduksi pompa dengan efisiensi lebih tinggi dengan head yang lebih tinggi. Dari semua komponen pompa, impeler memiliki pengaruh terbesar terhadap kinerja karena aliran fluida dalam pompa menghasilkan energi melaluinya. Untuk meningkatkan kinerja pompa sentrifugal dilakukan optimasi impeller dan desain volute. Oleh karena itu, banyak penelitian telah dilakukan tentang perancangan berbagai jenis pompa sentrifugal. Oleh karena itu, analisis yang akurat sangat penting untuk mengoptimalkan variabel yang mempengaruhi kinerja pompa. Parameter desain dari pengembangan bidang baling-baling untuk desain impeller dipilih dan pengaruh parameter desain terhadap kinerja pompa dianalisis menggunakan CFD dan FEM untuk mengoptimalkan impeller. Hasil akhir yang didapatkan dari CFD adalah tekanan dan head yang akan dihitung untuk mendapatkan efisiensi, dan dari FEM adalah sudu impeller, poros, dan volute casing yang memiliki maksimal Von Mises tegangan yang berpengaruh pada kekuatan tensil. Hasil akhir terbaik didapatkan oleh pompa dengan impeller tertutup ketika mengoperasikan air laut dengan efisiensi 58% di 1450 rpm. Ketika beroperasi dengan lumpur pasir, hasil terbaik didapatkan pompa 5 sudu, 65% padatan dengan efisiensi 24% di 850 RPM dan 4 sudu, 55% padatan dengan efisiensi 21% di 850 RPM. Tegangan maksimum untuk material pompa saat mengoperasikan air laut adalah 1.4e+06 N⁄m^2 di volute casing, 2.7e+07 N⁄m^2 di sudu impeller, dan 4.1e+07 N⁄m^2 di poros. Ketika mengoperasikan lumpur pasir dengan 5 sudu didapatkan 3.2e+05 N⁄m^2 di volute casing, 3.9e+10 N⁄m^2 di sudu impeller, dan 1.9e+09 N⁄m^2 di poros. Ketika mengoperasikan lumpur pasir dengan 4 sudu didapatkan 3.2e+05 N⁄m^2 di volute casing, 9.4e+07 N⁄m^2 di sudu impeller, dan 2.8e+09 N⁄m^2 di poros. ================================================================================================== Slurry is a mixture of liquid and solid particles, some of which cannot be dissolved. This mixture can be pumped, which is a process commonly used as a convenient way to handle solids. Mining, dredging, sand and gravel extraction industries and other industries use mud pumps as a cost-effective solution for transporting solids. Slurry pump is a special type of pump that can handle mud. Unlike water pumps, slurry pumps are prone to wear and tear and are more durable. There are several types of slurry pumps, the most common are: centrifugal pumps. The centrifugal slurry pump, which can provide high capacity with a limited head, is mainly used to pump solids with a concentration of less than 70% (weight) through the pipeline. The centrifugal slurry pump can be vertical, horizontal, or submersible. Due to the needs of the industry, the optimization of the use of mechanical concepts has recently been studied to manufacture higher-efficiency pumps with higher heads. Of all the components of the pump, the impeller has the greatest impact on performance because the fluid flow in the pump generates energy through it. To improve the performance of the centrifugal pump, optimization of the impeller and design of the volute were carried out. Therefore, a lot of research has been conducted on the design of various types of centrifugal pumps. Therefore, accurate analysis is essential to optimize the variables that affect pump performance. Design parameters from vane plane development for impeller design were selected and effect of the design parameters on the performance of the pump was analyzed using CFD and FEM to optimized impeller.The final results obtained for CFD are pressure and head then will be calculated to get the efficiency and from the FEM are the impeller blade, shaft, and volute casing that have a maximum Von Mises stress which resulted with the tensile strength of the materials. The final result with the best performance were obtained with pump using closed impeller when operate with sea water with efficiency of 58% at 1450 rpm. When operated with sand slurry, the best performance were obtained with pump using 5 blade, 65% solids concentration with efficiency of 24% at 850 RPM and 4 blade, 55% solids concentration with efficiency 21% at 850 RPM. Maximum stress for the materials used in the centrifugal pump when in operation with sea water obtained 1.4e+06

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: CFD, FEM, Lumpur
Subjects: T Technology > T Technology (General)
T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation
Divisions: Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Marine Engineering > 36202-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Muhammad Fernanda Hanif Santoso
Date Deposited: 30 Aug 2021 04:05
Last Modified: 02 Mar 2022 09:10
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/91081

Actions (login required)

View Item View Item