Comparation of tank filling method based on fluid mechanics point of view

A few months ago, in UNILA mech. engineering forum there was this topic about fluide mechanics posted posted by one of our colleagues, i try to gave my opinion on that topic and now i like to share it with you..semoga berguna…

Ada bak air yang sangat tinggi (seperti gambar), akan diisi air dari sebuah danau, ke bak air yang isinya setinggi 25 m,
cara mengisi ada dua:
1. kiri : air dari danau dengan pompa lalu pipa dari bawah bak air
2. kanan: air dari danau dengan pompa lalu pipa dari atas bak air
ket :gambar bulat = pompa, garis hitam = pipa
Pertanyaannya :
a. Cara yang mana yang lebih baik, dilihat dari energi yang dibutuhkan (listrik untuk pompa dan besarnya pompa)?
b. bak mana yang lebih cepat terisi?

gambarnya di bawah ini:

debit air berbanding lurus dengan diameter pipa dan diameter pipa dianggap sama.

So, here’s my answer :

Bang, aku coba jawab ya, mohon kawan2 koreksi kalo ada yang salah

1. Energi yang dikeluarkan pompa adalah konversi energi listrik motor menjadi energi mekanik untuk memutar impeler sehingga memiliki kemampuan untuk meningkatkan tekanan fluida.
Energi listrik ini disebut dengan HHP (Hydraulic Horse Power) = Qd. delta P / 36.8
Dalam kasus ini diasumsikan kedua sistem memiliki efisiensi 100% dan laju alir yang sama sehingga satu2nya faktor yang mempengaruhi besar kecilnya energi listrik adalah delta P : differential pressure (selisih tekanan hisap dan buang) . Dalam kasus pompa tekanan yang harus dilawan oleh energi pompa ini disebut juga dengan head.

Head ini ada 2 : 1. Static Head : selisih ketinggian antara discharge level (keluaran pompa ) dengan suction level (masuk pompa)
2. Dynamic head : Rugi tekanan akibat friksi sepanjang permukaan pipa..
Pada perhitungan, yang digunakan adalah Total head yaitu : Static head + Dynamic head

Kembali ke topik kita,

* Proses yang di kanan memiliki static head lebih besar dibandingkan yang di kiri, karena pada proses yang di kanan fluida di discharge di ketinggian yang lebih tinggi yaitu pada puncak tangki.
* Proses yang di kanan memiliki dynamic head lebih besar dibandingkan yang di kiri, karena pada proses yang di kanan pipa yang digunakan lebih panjang dan elbow juga lebih banyak sehingga friksi yang terjadi akan lebih besar.

Kesimpulannya Total Head proses kanan lebih besar dibandingkan lebih proses kiri
Berdasarkan rumus di atas, Energi listrik pompa akan berbanding lurus dengan total head, maka proses yang di kanan akan membutuhkan energi listrik yang lebih besar untuk mengisi tangki hingga penuh dalam waktu yang sama. Sehingga menurut saya proses kiri lebih baik dibandingkan proses kanan, karena consume less energy for same result.

2. Ini sekaligus menjawab pertanyaan yang kedua bahwa lebih cepat mana dari kedua proses adalah tergantung energi yang mampu kita berikan, tapi yang pasti untuk mencapai kecepatan yang sama saja proses kanan sudah harus mengeluarkan energi yang lebih besar, apalagi kalau mau lebih cepat…
Semoga berguna,

Asatta Oloan Siregar

Engineering & Design Dept.
PT. Amec-Berca Indonesia

Advertisements

~ by asatta on October 3, 2008.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: