## PERENCANAAN POMPA SENTRIFUGAL UNTUK MEMENUHI KEBUTUHAN AIR BERSIH DI SUN PLAZA MEDAN

## Oleh: Kristian Tarigan 1)
Veryanto Sihombing 2)
Universitas Darma Agung,  Medan 1,2)
E-mail: kristiantarigan50@gmail.com 1)

## Verysihombing50@gmail.com 2)

## ABSTRACT
In  line  with  the  times  and  technological  advances  as  well  as  the  increasing  rate  of growth, this can clearly be seen from the various efforts made by the private sector and the  government  by  building  various  facilities  and  infrastructure  that  can  support development and with the development of new technologies in the use and selection  of pumps.  The  main  problem  in  this  discussion  is  regarding  the  need  for  clean  water  at SUN  PLAZA  MEDAN.  On  this  occasion  the  author  will  describe  the  results  of  the design  and  the  planned  pump  is  a  centrifugal  pump  with  a  pump  capacity  (Q)  of 18.14m^3/hour, Pump Head (H) 52m, Pump rotation of 2940 rpm, the type of impeller used is Radial, power the pump used is 4 HP, and here the pump is driven by an electric motor. The way a centrifugal pump works is not only to move air from a lower place to a higher place but also because of the pressure difference.
Keywords: Pump, Centrifugal Pump, Impeller, Clean Water.

## ABSTRAK
Sejalan  dengan  perkembangan  zaman  dan  kemajuan  teknologi  serta  laju  pertambahan penduduk  yang  semakin  meningkat  hal  ini  jelas  kita  lihat  dari  berbagai  usaha  yang dilakukan swasta maupun  pemerintah  dengan membangun berbagai sarana dan prasarana yang dapat menunjang pembangunan dan dengan semakin berkembangnya teknologi baru dalam  pemakaian  dan  pemilihan  pompa  dan  yang  menjadi  masalah  utama  didalam pembahasan  ini  adalah  mengenai  kebutuhan  air  bersih  di  SUN  PLAZA  MEDAN.  Pada kesempan  ini  penulisan  akan  memaparkan  hasil  perancangan  dan  disini  pompa  yang direncanakan  adalah  pompa  sentrifugal  dengan  kapasitas  pompa  (Q)  18,14 /jam,  Head Pompa(H)  52m,    Putaran  Pompa  sebesar  2940  rpm,  tipe  impeller  yang  dipakai  adalah Radial, daya pompa yang dipakai sebesar 4 HP, dan disini pompa digerakkan dengan Motor Listrik.  Cara  kerja  dari  pompa  sentrifugal  adalah  bukan  sekedar  untuk  memindahkan  air dari tempat rendah ketempat yang lebih tinggi tetapi juga karena adanya perbedaan tekanan. Kata Kunci : Pompa, Pompa Sentrifugal, Impeller, Air Bersih.
1. PENDAHULUAN
Sejalan dengan perkembangan zaman dan kemajuan teknologi  serta laju pertambahan  penduduk  yang  semakin meningkat harus diikuti oleh pembangunan pisik yang cukup memadai.  hal  ini  jelas  kita  lihat  dari berbagai  usaha  yang  dilakukan  swasta maupun  pemerintah  dengan membangun berbagai sarana dan prasarana yang dapat menunjang  pembangunan.  Pembangunan secara  fisik  akan  terlihat  pada  kota-kota besar  terutama  bagi  kota-kota  yang berfungsi sebagai lalu lintas,
perdagangan,  pusat  pemerintahan,  pusat industry, pusat perkantoran, pusat perbelanjaan,
sekolah-sekolahan, pariwisata dan lain-lain.
Maka berlandaskan dari segi keadaan tersebut, timbul berbagai problema  yang  sangat  luas  antara lain,perlu dibangun
sarana-sarana penunjang yang harus benar-benar dipertimbangkan  secara matang  sehingga perkembangan  kota nantinya akan dapat diatur  sedemikian  rupa  yang  akhirnya dapat  memenuhi  sebagai  kota  yang teratur, bersih, indah dan aman.
Diantara  berbagai  sarana  yang disebutkan  diatas,  yang  menjadi  masalah utama  didalam  pembahasan  ini  adalah mengenai kebutuhan air pada suatu plaza yaitu    SUN  PLAZA.  Plaza  yang  ada dikota haruslah memenuhi syarat kebersihan  sehingga  mendapat  rasa  puas bagi  orang  yang  akan  berbelanja  sehigga plaza  sebaiknya  dibangun  disekitar  pusat kota. Mengingat banyaknya ruangan yang diperlukan sebagai tempat jualan didalam gedung  tersebut  sedangkan  lokasi  tanah terbatas  karena  sulitnya  dan  mahalnya harga  tanah,  oleh  karena  itu  untuk memenuhi luas bangunan yang
diperlukan untuk plaza haruslah bertingkat. Pembangunan gedung yang
bertingkat  ini,  keuntungannya  disamping tidak membutuhkan areal tanah yang luas
juga  dapat  memberi  kepuasan  bagi  para pengunjung,  karena  dari  tingkat-tingkat diatas  mereka  dapat  melihat-lihat  atau memandang keindahan kota disekelilingnya. Tetapi disamping keuntungan  itu,  ada  juga  kerugian  yang didapatinya yaitu masalah lifting (pengangkatan  orang  dengan  memakai box),  juga  masaslah  pengadaan  air  pada tiap-tiap lantai (tingkat) karena air adalah masalah  utama  bagi  setiap  manusia dimana pun berada.
Oleh  karena  itu    pengadaan  air harus  benar-benar  diperhatikan  pada suatu  plaza,  sebab  jika  terjadi  kemacetan air  secara  menyeluruh  pada  plaza tersebut,  maka  pengunjung  atau  orang- orang  dating  kesitu  merasa  tidak  puas untk  berbelanja  atau  sekedar  main-main. Oleh  karena  itu  dirasa  perlu  untuk merencanakan pompa air untuk memenuhi  kebutuhan  air  pada  sun  plaza sesuai dengan tugas  yang diberikan yaitu merencanakan pompa air untuk kebutuhan air bersih disun plaza.
Rumusan Masalah
Pada bangunan gedung super market  (sun  plaza)  bertingkat  ini  pompa sentrifugal  yang  tidak  sesuai  sangat rentan mengalami
kavitasi.
Pengoperasian  pompa  sentrifugal  yang tidak  sesuai  dengan  kapasitas  akan mengalami  resirkulasi.  Dimana  air  yang keluar  dari  pompa  terbatas  sehingga terjadi sirkulasi.

## Batasan Masalah
Pada  bangunan  gedung  super market  (sun  plaza)  bertingkat  ini, berbagai  problem  dapat  timbul  akibat terhambatnya  jalannya  arus  air  untuk kebutuhan  sun  plaza  tersebut.  untuk menjaga  hal  itu  jangan  sampai  terjadi dan  pengunjung/konsumen  agar  merasa puas  selama  berbelanja  disun  plaza tersebut,  maka  kita  harus  meninjau lebih  dalam  mengenai  air  dan  instalasi air/pompa.
Tujuan
Ada  pun  beberapa  tujuan  yang  menjadi motivasi didalam melaksanakan perencanakan ini: 1. Untuk  mengetahui  kebutuhan    air yang  digunakan  pada  gedung  SUN PLAZA
2. Meningkatkan  kebutuhan  air  bersih digedung SUN PLAZA

## 2. TINJAUAN PUSTAKA Defenisi Pompa
Pompa  sentrifugal  adalah  suatu mesin  mekanis  yang  merubah  energi kinetis menjadi energi
fluida menggunakan  gaya  sentrifugal  (sularso, 2004)  pompa  sentrifugal  terdiri  dari sebuah  cakram  dan  terdapat  sudu-sudu, arah  putaran  sudu-sudu  itu  biasanya dibelokkan  ke  belakang  arah  terhadap arah putaran.

## Pompa Sentrifugal
Pompa  centrifugal  adalah  pompa yang  bekerja  dengan  menggunakan energy mekanis dari luar pompa berupa motor listrik yang selanjutnya digunakan  untuk  memutar  impeller. Akibat  putaran  impeller  tersebut  fluida terdorong  oleh  sudu-sudu  kemudian fluida akan menuju  saluran  keluar  pada proses tersebut fluida akan memperoleh percepatan sehingga fluida akan memiliki energy kinetis. Gambar 1. Pompa Sentrifugal
Jenis-Jenis Pompa Sentrifugal a.      Pompa Sentrifugal aliran Radial
Fluida  memasuki  impeller  secara aksial  dan  meninggalkan  impeller secara  radial  atau  aliran  berubah  90º. Pada  pompa  ini  energy  yang  dihasilkan adalah akibat gaya sentrifugal saja. b.      Pompa Sentrifugal aliran Campuran
Fluida  memasuki  impeller  secara aksial  dan  meninggalkan  impeller dalam arah perpaduan aksial dan radial.
Pada  pompa  ini  sebagian  energy dihasilkan oleh gaya sentrifugal sebagian  lagi  akibat  dorongan  sudu- sudu.Impeller  aliran  campuran  ini sering  digunakan  untuk  pompa  yang bekerja  memompakan  air  buangan  atau air  limbah  karena  pompa  ini  tidak mudah tersumbat oleh benda asing yang terisap.
c.      Pompa Sentrifugal aliran Aksial
Fluida  masuk  dan  meninggalkan impeller dalam arah aksial. Pada pompa ini energy sepenuhnya dihasilkan dorongan sudu-sudu. Tujuan mendapatkan  kapasitas  besar  dan  yang rendah  serta  aliran  fluida  yang  tidak berelevasi  (mendaki),  maka  pompa aliran  aksial  adalah  yang  paling  cocok digunakan.
Rumah Pompa Rumah pompa pada pompa sentrifugal  dirancang  sedemikian  rupa agar  kinetic  yang  dihasil  kan  dapat diubah menjadi energy tekanan sebelum fluida  tersebut  meninggalkan  rumah pompa Karakteristik Rumah Pompa a. Volute Casing Impeller  dikelilingi  rumah  pompa berbentuk spiral dengan penampang mula-mula kecil kemudian membesar  untuk  menambah  luas sehingga  kecepatan  menurun  dan menambah tekanan aliran.
b. Vortex Casing
Merupakan  penyempurnaan  dari bentuk volute casing, vortex casing secara hidrolik beraksi sama
dengan volute casing. Secara mekanis rumah pompa ini menyeimbangkan beban poros khususnya pada aliran yang sedikit.
c. Diffuser Volute Casing Baling-baling  pengarah  yang  tetap mengelilingi  runner  atau  Impeller pada  pompa  jenis  diffuser.  Lalua- laluan yang berangsur-angsur mengembang  ini  akan  mengubah arah aliran cairan dan mengkonversikannya menjadi tekanan tinggi.

## Impeller
Impeller  adalah  satu  bagian  dari pompa  yang  berbentuk  roda  putar. Fungsi  dari  impeller  ini  adalah  untuk merubah energy kecepatan. Impeller ini dipasang  pada  poros  dan  dikunci dengan  baik  agar  tidak  lepas.  Impeller ini dibagi atas tiga bagian, yaitu : a. Impeller tertutup (closed impeller)
b. Impeller setengah terbuka (semi open impeller)
c. Impeller terbuka (open impeller)
Taber 1. Jenis Impeller Berdasarkan Putaran Spesifik.

## 3. METODE PELAKSANAAN Perhitungan kapasitas pemakaian air
Pada  perancangan  ini,  kapasitas
pompa didasarkan pada jumlah kebutuhan-kebutuhan  air  per  hari  pada setiap  karyawan  maupun  pengunjung serta  pemakaian  air  pada  fasilitas bangunan yang ada pada gedung.
1. Karyawan
Dalam hasil survey jumlah kebutuhan  air  bersih  pada  gedung  di SUN PLAZA tergantung jumlah karyawan/staf-staf kantornya dan satpam. Dimana  SUN  PLAZA  karyawan bekerja dengan dua shift yaitu:
- Shift  pagi  pukul  08.00-15.00, karyawan  yang  bekerja  sebanyak 710 orang.
- Shift  siang  pukul  15.00-22.00, karyawan  yang  bekerja  sebanyak
800  orang  dan  ditambah  dengan karyawan  diskotik  sebanyak  35 orang. Berdasarkan tabel jumlah pemakaian air untuk tiap orang diperkirakan 110 liter/hari. Maka kapasitas air yang dibutuhkan adalah :
- Untuk karyawan shift pagi :
= 78100 liter/hari
= 11157,1 liter/7jam
- Untuk karyawan shift siang :
= 88000 liter/hari = 12571,4 liter/7jam

## 2. Pengunjung
Pada  gedung  tersebut  terdapat  24 buah  kamar  mandi.  Dari  hasil  survey rata-rata pengunjung tiap hari diperkirakan sekitar 3000 orang. Pemakaian  air  rata-rata  yang  dipakai pengunjung tersebut :
= 15000 liter/hari
= 1875 liter/8jam
3. Kebutuhan air untuk rastoran
Untuk kebutuhan air pada restaurant dapat dihitung melalui banyaknya  restaurant  dengan  kapasitas yang  berbeda-beda.  Jumlah  restaurant dengan  kapasitas  masing-masing  dapat dilihat pada tabel 2 berikut ini : Tabel 2. Nama-nama Restauran No  Nama Restauran Kapasitas
(orang )
1 Lius Garden 132 2 Fountain 72 3 MC Donald 84 4 Papa Rons 44 5 Pempek Sriwijaya 78 6 Snack Bar 46 7 Luciano Café 56 8 Steak Indian Food 210 Jumlah 722 4. Kebutuhan  air  untuk  Taman dan lain-lain Menurut hasil perkiraan kebutuhan air untuk taman dan lain-lain setiap harinya adalah :
liter/hari
= 500 liter/hari
5. Perencanaan Ukuran-ukuran
Pipa
Q = A x v Dimana : Q = Kapasitas aliran ( =
A =
= Luas penampang Pipa ( d = Diameter pipa (m) v = Kecepatan Aliran (m/detik) = 1,5 + 3 m/detik Maka diperoleh :
√ = √ = √ 0,05 m = 1,97 inci = 2 inci (diambil) Dari harga ini, diameter pipa isap dibuat 2 inci dengan yang ada dipasaran dan  bahan  pipa  terbuat  dari  besi  tuang. Dari  table  ukuran  pipa  standar  pada lampiran, diperoleh ukuran pipa
nominal  untuk  diameter  pipa  2  inci,
yaitu : Diameter Luar ( = 2,375 in Diameter Dalam ( = 2,067 in Tebal (t)                        = 0,308 in Schedule Number            = 40 Dalam perancangan ini direncanakan diameter pipa isap ( = Diameter  pipa  tekan  ( =  2  in. Dengan  demikian  aliran  sebenarnya dalam pipa isap dan pipa buang adalah :
=
= 2,31 m/detik
Maka  kecepatan  masih  dalam batas  yang  diizinkan,  yaitu  berada diantara 1,5 3 m/detik. Perhitungan Head Pompa
Head  yang  diperlukan  dari  suatu pompa dapat diperoleh dengan menambahkan head statis (head sunction  +  head  discharge) dengan head  dinamis  yaitu  head  yang  terjadi dalam  aliran  fluida (mayor  losses  dan minor losses) .
6. Head Pompa Pada Pipa Isap
Mayor losses (
=
Dimana :
= Faktor gesekan yang diperoleh dari diagram Moody
= Panjang pipa isap
= 1,5 m + 7 m + 2 m = 10,5 m = Diameter pipa isap
= 2,067 in = 0,0525 m
= kecepatan aliran pada pipa isap
= 2,31 m/detik
g  = percepatan gravitasi
= 9,81 Untuk memperoleh harga koefisien  gesek  dari  pipa  terlebih dahulu dicari harga bilangan
Reynoldnya yaitu : Re =
Dimana :
V = Viskositas kinematik air (pada temperature ) = 0,897 . .
Maka :
Re =
Untuk bahan pipa dari besi tuang tak dilapisi, diagram moody diperoleh  :
Sehingga kekasaran relative adalah :
= 4,6 .
Dari diagram moody untuk
Re = 1,35.
diperoleh koefisien gesekan ( , sehinggah  mayor  losses  pada  pipa  isap dapat diperoleh yaitu:
= 0,029 .
= 1,58 m Minor Losses (
- ∑
Dimana : = Koefisien tahanan elbow
standar 1 buah
= 1. 0,9 = 0,9 = Foot valve 1 buah = 1. 0,5 = 0,5 = Kecepatan aliran pada pipa isap
2,31 m/detik g   = 9,81 Maka :
= (0,9 + 0,5)
= 0,38 m Maka  total  head  pada  pipa  isap adalah :
= 1,58 + 0,38
= 1,96 m
7. Head Pompa pada Pipa Tekan
Mayor  Losses  pada  pipa  buang ( Panjang pipa tekan :
Bahan  pipa  tekan  dengan  bahan pipa isap, yaitu galvanis. Diameter pipa isap sama dengan pipa tekan,  maka :
Re =
Dimana :
V   = Viskositas kinematik air (pada temperature = 0,897 . Maka :
Re  =
= 1,35 . Untuk bahan pipa dari besi tuang, dari  diagram  moody  diperoleh  :
Sehinggah kekasaran relative adalah :
= 4,6 . Dari  diagram  moody  untuk  Re  = 1,35  . diperoleh koefisien gesekan ( ,
sehingga  mayor  Losses  pada  pipa  isap dapat diperoleh yaitu :
= 0,029 . = 9,2 m
Minor Losses (
∑
Dimana : = Koefisien tahanan elbow standar 4 buah
= 4 . 0,9
= 3,6
= Check valve 1 buah
= 1 . 0,19
= 0,19
= Socket 7 buah
= 7 . 0,1 = 0,7
Maka  minor  losses  pada  pipa tekan dapat dihitung :
= (3,6 + 0,19 + 0,7)
Maka  total  head  pada  pipa  tekan adalah = = 9,2 + 1,2
= 10,4 m Maka head total pompa adalah :
= = 1,5 + 1,96 + 33 + 10,4 = 46,86 m Kemungkinan adanya kekurangan ketelitian perhitungan dan adanya losses yang belum diperhitungkan maka diambil penambahan head sebesar 10 % dari head total pompa, maka :
= (1 + 0,1) . 46,86 m = 51,55 = 52 m Dengan  demikian  pompa  yang dirancang  memiliki  data-data  sebagai berikut :
Kapasitas pompa ( = 0,005 Head pompa = 52 m

## 4. HASIL DAN PEMBASAN
1. Putaran Elektromotor
Untuk menemukan putaran pompa yang menjadi faktor pertimbangan adalah :
- Kapasitas pompa
- Head pompa
- Standart putaran electromotor Putaran  electromotor  dapat  dicari dengan perasamaan :
n = . f
Dimana : n  = putaran eletromotor (rpm)
f  = Frekuensi
= 50 Hz
P  = Jumlah kutub = 1 Maka : n  = 60 . 50
= 3000 rpm Maka  putaran  electromotor  yang dirancang  adalah  3000  rpm,
diperoleh  putaran  pompa  lebih kecil (1-2)% dari putaran electromotor  yang  disebut  factor slip. = (1 – s) n Dimana :
= Putaran Pompa 9rpm) s = Factor slip = 2 % (diambil) Maka : = (1 – 0,02) x 3000
= 2940 rpm

## 2. Pemilihan Jenis Impeller
Jenis  impeller  yang  digunakan ditentukan  berdasarkan  putaran  spesifik speed  pompa,  dimana  spesifikasi  speed pompa  sentrifugal  dapat  dibagi  atas empat bagian yaitu : Tabel 3. Jenis- jenis Impeller
= √ Dimana : = Putaran Spesifik (rpm)
n   = Putaran Pompa (2940 rpm) H  = Head Pompa (52 m = 170,6ft)
Q  = 5 . = 76,26 GMP
Maka :
= √ = 554,5 rpm
Dari  hasil  spesifikasi  speed  yang diperoleh  dari  hasil  perhitungan  diatas
No. Jenis Impeller Ns (Matrik) Ns (British) 1. Impeller Radial 10 – 30 500 – 3000 2. Impeller Prancis 30 – 60 1500 – 4500 3. Impeller Campuran 50 – 150 4500 – 8000 4. Impeller Propeller 150 -600 8000
yaitu  554,5  rpm  maka  diperoleh  jenis impeller  type  Radial  dengan  batasan spesifikasinya  berada  diantara  500- 3000,  jadi  putaran  diambil  Ns  =  1000 rpm.
Z = [ ] = [ ] = 2,1 tingkat Dipilih Impeller = 2 tingkat
Head bertingkat =
Putaran spesifik tingkat : √
= 932,5 rpm
3. Daya Pompa
Untuk  menghitung  daya  pompa digunakan rumus sebagai berikut :
=
Dimana :
= Daya Pompa (KW)
= Berat Jenis Air
= 9778 ( pada suhu Q  = Kapasitas Pompa (5. H  = Head Pompa (52 m)
= Effisiensi Pompa (85% - 90%)
= diambil 85 % Maka :
= = 2,99 KW = 2,99 . 1,341 HP = 4 HP

## 4. Spesifikasi Pompa
Kapasitas Pompa (Q) = 18,14 Head Pompa (H)      = 52 meter
Putaran Pompa = 2940 rpm Jenis Pompa = Pompa sentrifugal Putaran Spesifikasi ( = 554,5 rpm Tipe Impeller = Radial Daya Pompa = 4 HP Penggerak Pompa           =Motor Listrik

## 5. SIMPULAN
a. Spesifikasi Ukuran Pompa
1.Jenis pompa   : Pompa sentrifugal
2.Jumlah tingkat : 2 (dua tingkat impeller) 3.Type Impeller : Radial 4.Kapasitas pompa per unit:18 5.Head pompa (H) : 52 m 6.Putaran pompa ( ) : 3000 rpm
7.Daya pompa : 2,99 KW
8.Daya Elektromotor : 3,78 KW
9.Frekuensi : 50 Hz
b. Ukuran Utama Pompa
1. Poros
a. Diameter : 32 mm
b. Bahan : B aja Carbon G32221
SCM80S 2. Impeller a. Diameter eye impeller ( ): 87 mm b. Diameter hub (dh) : 42 mm c. Diameter sisi masuk impeller
( ) : 87 mm
d. Diameter luar impeller
( ) : 215 mm
e. Lebar impeller sisi masuk
( ) : 14,2 mm f. Lebar impeller sisi keluar ( ) : 5,3 mm
g. Bentuk sudu  : Backward curved vances h. Jumlah sudu  : 3 i. Jarak antara sudu pada sisi hisap ( ) : 3,55 mm
j. Jarak antara sudu pada sisi tekan
( ) : 5,3 mm
k. Tebal sudu (s) : 3mm
l. Bahan impeller : Bronze
3. Rumah pompa (rumah volute)
a. Jari-jari dalam volute ( ) : 111 mm
b. Sudut lidah volute ( ) :
c. Tebal dinding rumah ( ) : 14,68 mm d. Bahan rumah pompa : Cast Iron JIS
G5501 FC 20
4. Bantalan a. Jenis bantalan : Bola baris tunggal

## b. Normalisai : 6606

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Austin H.Church, “Pompa dan Blower Sentrifugal” , Penerbit Erlangga, Jakarta, 1990. Victor L. Streeter, dan E. Benjamin Wylie, “Mekanika Fluida” , Penerbit Erlangga, Jakarta, 1990. Suralso, Haruo Tahara, “Pompa dan Kompresor” , Penerbit Pradnya Paramitha, Jakarta, 1991. Friz Dietzel, “Turbin, Pompa dan Kompresor” , Penerbit Erlangga, Jakarta, 1990. Sularso, Kyokatsu Suga, “Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin” , Penerbit Pradnya Paramitha, Jakarta, 1978. Tayler G. Hicks and Theodore W. Edwards, “Pump Application Engineering” , Mc Graw Hill, Inc, USA, 1971. AC.Trowt, Fin Law and FW Crouley, “Water Pump” , Ed, Alion Printing Co.Ltd, 1985. Igor. J. Karrasik, William. C. Krutzsh, Waren. H. Fraser and Josept P.Messina. “ Pump Hand Bokk” , Me Graw Hill, New York, 1976. P. N. Modi, SM. Seith Dr ,”Hydrolies and Fluid
Mechanic” , Ed. Standard Book House, 1977. Ir. W. Pasaribu, “Pompa dan Blower”.