BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Ada tiga jenis zat, zat padat, zat cair dan gas. Yang memiliki
sifat, wujud dan cara transfortasi yang berbeda-beda. Dalam materi
yang akan kita bahas kali ini adalah cara transfortasi zat cair.
Yaitu dengan pompa. Pompa cairan adalah alat yang dapat menghisap
cairan dari satu sisi dan mengeluarkan cairan ini melalui sisi yang
lainnya. Kenaikan tekanan yang dihasilkan diperlukan untuk
mengatasi gesekan,beda tinggi dan beda tekanan sepanjang jarak
pengangkutan. Tinggi hisap teoritis (tanpa aliran) tergantung pada
: Tekanan hampa (vakum) yang maksimum dapat dicapai pompa
Tekanan udara di atas permukaan cairan
Tekanan uap cairan
Berat jenis cairan
Tinggi tekan teoretis (tanpa aliran) tergantung pada :
Tekanan lebih yang maksimum dapat dicapai pompa
Tekanan balik (counter pressure)
Berat jenis cairan
Tinggi hisap dan tinggi tekan teoritis sama-sama memberikan
tinggi pengangkutan teoritis suatu pompa. Tinggi pengangkutan
praktis (dengan aliran) berharga lebih kecil yakni sebesar
kehilangan tekan sepanjang jarak pengangkutan. Jumlah yang diangkut
oleh suatu pompa dinyatakan dalam jumlah yang diangkut persatuan
waktu.
Setiap pompa mempunyai karakteristik berbeda-beda. Karakteristik
ini ditentukan oleh pabrik pembuatnya. Pompa telah banyak digunakan
orang sejak lama, mulai dari unit terkecil di rumah tangga sampai
industri-industri besar. Penggunaan pompa yang semakin luas dari
waktu ke waktu menyebabkan perkembangan pompa sangat pesat.1.2
Pembatasan Masalah Pengertian dan klasifikasi pompa
Penggunaan pompa
Prinsip kerja dari setiap klasifikasi pompa
BAB II
ISI2.2 Pembahasan
2.2.1 Pengertian PompaPompa adalah suatu alat yang digunakan
untuk memindahkan suatu cairan dari suatu tempat ke tempat lain
dengan cara menaikkan tekanan cairan tersebut. Kenaikan tekanan
cairan tersebut digunakan untuk mengatasi hambatan-hambatan
pengaliran. Hambatan-hambatan pengaliran itu dapat berupa perbedaan
tekanan, perbedaan ketinggian atau hambatan gesek.2.2.2Klasifikasi
Pompa
Secara umum pompa dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu
Positive Displacement Pump (PDP) dan Variable Head Capacity Pump
(VHCP).1. Positive Displacement Pump (PDP)Positive Displacement
Pump biasa disebut dengan pompa kerja positif. Pada pompa kerja
positif kenaikan tekanan cairan di dalam pompa disebabkan oleh
pengecilan volume ruangan yang ditempati cairan tersebut. Adanya
elemen yang bergerak dalam ruangan tersebut menyebabkan volume
ruangan akan membesar atau mengecil sesuai dengan gerakan elemen
tersebut. Secara umum pompa kerja positif diklasifikasikan menjadi
:a. Pompa Reciprocating
Pompa reciprocating adalah pompa dimana energi mekanik dari
penggerak pompa diubah menjadi energi aliran dari cairan yang
dipompa dengan menggunakan elemen yang bergerak bolak-balik di
dalam silinder. Elemen yang bergerak bolak-balik itu dapat berupa
piston atau plunyer. Ketika volume silinder membesar akibat gerakan
piston atau plunyer maka tekanan dalam silinder akan turun dan
relatif lebih kecil daripada tekanan pada sisi isap, sehingga
fluida pada sisi isap akan masuk ke dalam pompa.dan sebaliknya.
. Pompa reciprocating mempunyai tekanan yang tinggi sehingga
mampu melayani sistem dengan head yang tinggi. Namun kapasitas
pompa ini biasanya rendah. Tekanan yang dihasilkan tidak tergantung
pada kapasitas tetapi tergantung pada daya penggerak dan kekuatan
bahan.Pompa reciprocating mempunyai bagian-bagian, yaitu :
Silinder
Packing
Kerangan
Air chamber
Power (motor)
Gambar 2.1 Power (motor)
Gambar 2.2 Air chamber
Kegunaan dari pompa reciprocating dipakai pada proses yang
memerlukan head yang tinggi,mempunyai kapasitas fluida yang rendah
dan mempunyai likuid yang kental,slurries(lumpur) dan mudah
menguap.b. Pompa RotaryPompa rotary adalah pompa perpindahan
positif dimana energi mekanis ditansmisikan dari mesin penggerak ke
cairan dengan menggunakan elemen yang berputar (rotor) di dalam
rumah pompa (casing). Pada waktu rotor berputar di dalam rumah
pompa, akan terbentuk kantong-kantong yang mula-mula volumenya
besar (pada sisi isap) kemudian volumenya berkurang (pada sisi
tekan) sehingga fluida akan tertekan keluar. Beberapa pompa rotari
yang banyak ditemukan antara lain :a) Pompa roda gigi luar,
rotornya berupa sepasang roda gigi yang berputar di dalam rumah
pompa. Roda gigi itu dapat berupa gigi heliks-tunggal, heliks-ganda
atau gigi lurus.Gambar 2.3 Pompa roda gigi luarb) Pompa roda gigi
dalam, mempunyai rotor yang berupa roda gigi dalam yang berpasangan
dengan roda gigi luar yang bebas (idler).
Gambar 2.4 Pompa roda gigi dalamc) Pompa kam dan piston, disebut
juga pompa plunyer rotari, terdiri dari lengan eksentrik dan lengan
bercelah pada bagian atasnya.
Gambar 2.5 Pompa rotari kam & pistond) Pompa cuping (pompa
lobe), mempunyai dua rotor atau lebih dengan dua, tiga, empat
cuping atau lebih pada masing-masing rotor.
Gambar 2.6 Pompa rotari dua cuping (lobe)
Gambar 2.7 Pompa rotari tiga cuping
Gambar 2.8 Pompa rotari empat cuping
e) Pompa vane, rotornya berupa elemen berputar yang dipasang
eksentrik dengan rumah pompa. Pada keliling rotor terdapat
alur-alur yang diisi bilah-bilah sudu yang dapat bergerak bebas.
Ketika rotor diputar sudu-sudu bergerak dalam arah radial akibat
gaya sentrifugal, sehingga salah satu ujung sudu selalu kontak
dengan permukaan dalam rumah pompa membentuk sekat-sekat ruangan di
dalam pompa.
Gambar 2.9 Pompa tiga sekrup
Gambar 2.10 Pompa vane
Pompa rotary banyak digunakan pada pemompaan cairan yang
viskositasnya lebih tinggi dari air. Keuntungan lain adalah aliran
yang dihasilkan hampir merata (uniform), karena putaran rotor
relatif konstan.2. Variable Head Capasity Pump
Variable Head Capasity Pump atau disebut juga pompa kerja
dinamis terdiri dari pompa sentrifugal dan pompa turbin.a. Pompa
Sentrifugal
Pada pompa sentrifugal, energi penggerak dari luar diberikan
kepada poros yang kemudian digunakan untuk menggerakkan
baling-baling yang disebut impeler. Impeler memutar cairan yang
masuk ke dalam pompa sehingga mengakibatkan energi tekanan dan
energi kinetik cairan bertambah. Cairan akan terlempar ke luar
akibat gaya sentrifugal yang ditimbulkan gerakan impeler. Cairan
yang keluar dari impeler ditampung oleh saluran berbentuk volut
(spiral) di keliling impeler dan disalurkan ke luar pompa melalui
difuser. Di dalam difuser ini sebagian energi kecepatan akan diubah
menjadi energi tekanan.
Pompa sentrifugal merupakan pompa yang paling banyak digunakan
karena mempunyai bentuk yang sederhana dan harga yang relatif
murah. Berikut ini adalah beberapa keuntungan pompa sentrifugal
dibandingkan jenis pompa perpindahan positif (Lazarkiewics, 1965)
:1. Gerakan impeler yang kontinyu menyebabkan aliran tunak dan
tidak berpulsa.2. Keandalan operasi tinggi disebabkan gerakan
elemen yang sederhana dan tidak adanya katup-katup.
3. Kemampuan untuk beroperasi pada putaran tinggi, yang dapat
dikopel dengan motor listrik, motor bakar atau turbin uap.
4. Ukuran kecil sehingga hanya membutuhkan ruang yang kecil,
lebih ringan dan biaya instalasi ringan.
5. Harga murah dan biaya perawatan murah.
Dasar-dasar pompa sentrifugal
Pada industri minyak bumi, sebagian besar pompa yang digunakan
dalam fasilitasgathering station, suatu unit pengumpul fluida dari
sumur produksi sebelum diolah dan dipasarkan, ialah pompa bertipe
sentrifugal. Gaya sentrifugal ialah sebuah gaya yang timbul akibat
adanya gerakan sebuah benda atau partikel melalui lintasan lengkung
(melingkar).
Prinsip-prinsip dasar pompa sentrifugal ialah sebagai berikut:
Gaya sentrifugal bekerja pada impeller untuk mendorong fluida ke
sisi luar sehingga kecepatan fluida meningkat. Kecepatan fluida
yang tinggi diubah olehcasingpompa (voluteataudiffuser) menjadi
tekanan atau head.
Selain pompa sentrifugal, industri juga menggunakan pompa
tipepositive displacement. Perbedaan dasar antara pompa sentrifugal
dan pompa positive displacementterletak pada laju alirdischargeyang
dihasilkan oleh pompa. Laju alirdischargesebuah pompa sentrifugal
bervariasi bergantung pada besarnyaheadatau tekanan sedangkan laju
alir dischargepompapositive displacementadalah tetap dan tidak
bergantung padahead-nya.
Pompa sentrifugal diklasifikasikan berdasarkan beberapa
kriteria, antara lain:1. Bentuk arah aliran yang terjadi
diimpeller. Aliran fluida dalam impeller dapat berupaaxial
flow,mixed flow, atauradial flow.2. Bentuk konstruksi
dariimpeller.Impelleryang digunakan dalam pompa sentrifugal dapat
berupaopen impeller,semi-open impeller, atau close impeller.3.
Banyaknya jumlahsuction inlet. Beberapa pompa setrifugal
memilikisuction inletlebih dari dua buah. Pompa yang memiliki satu
suction inletdisebutsingle-suction pumpsedangkan untuk pompa yang
memiliki duasuction inletdisebutdouble-suction pump.4.
Banyaknyaimpeller. Pompa sentrifugal khusus memiliki beberapa
impellerbersusun. Pompa yang memiliki
satuimpellerdisebutsingle-stage pumpsedangkan pompa yang memiliki
lebih dari satuimpeller disebutmulti-stage pump.Terminologi
Beberapa terminologi dan istilah khusus yang sering berkaitan
dengan pompa, ialah:
1. TDH =Total Dynamic Head, yaitu besarnya head pompa. Merupakan
selisih antara head discharge dengan head suction; terkadang
disebut head atau total head.
2. BEP =Best Efficiency Point, yaitu kondisi operasi dimana
pompa bekerja paling optimum.
3. NPSHr =Net Positive Suction Head required, yaitu nilai head
absolut dari inlet pompa yang dibutuhkan agar tidak terjadi
kavitasi.
4. NPSHa =Net Positive Suction Head available, yaitu nilai head
absolut y ang tersedia pada inlet pompa.
5. Kavitasi, yaitu kondisi dimana terjadinyabubble(gelembung
udara) di dalam pompa akibat kurangnya NPSHa (terjadi vaporisasi)
dan pecah pada saat bersentuhan denganimpelleratau casing. Agar
tidak terjadi kavitasi, maka NPSHa harus lebih besar dari
NPSHr.
6. Minimum flow, yaitu flow rate yang terkecil yang dibutuhkan
agar pompa beroperasi dengan baik. Apabila laju alir lebih rendah
dari minimum flow, pompa dapat mengalami kerusakan.
7. Efficiency, yaitu besarnya perbandingan antara energi yang
dipakai (input) dengan energi output pompa.
8. BHP = brake horsepower, yaitu power (daya) yang dibutuhkan
oleh pompa untuk bisa bekerja sesuai dengan kurvanya; memiliki
satuan hp.
Kurva Perfomansi Pompa
Kurva performansi bermanfaat untuk menggambarkan beberapa
parameter unjuk kerja dari pompa yang antara lain:
1. Besarnyaheadterhadapflow rate2. Besarnya efisiensi
terhadapflow rate3. Besarnya daya yang dibutuhkan terhadapflow
rate4. Besarnya NPSHr terhadapflow rate5. Besarnyaminimum stable
continuous flow
Agar pompa dapat beroperasi dengan baik, terdapat prosedur
proteksi standar yang diterapkan pada pompa sentrifugal. Beberapa
standar minimum paling tidak terdiri dari:
1. Proteksi terhadap aliran balik.Aliran keluaran pompa
dilengkapi dengancheck valveyang membuat aliran hanya bisa berjalan
satu arah, searah dengan arah aliran keluaran pompa.
2. Proteksi terhadapoverload. Beberapa alat sepertipressure
switch low,flow switch high, danoverload relaypada motor pompa
dipasang pada sistem pompa untuk menghindarioverload.
3. Proteksi terhadap vibrasi.Vibrasi yang berlebihan akan
menggangu kinerja dan berkemungkinan merusak pompa. Beberapa alat
yang ditambahkan untuk menghindari vibrasi berlebihan
ialahvibration switchdanvibration monitor.
4. Proteksi terhadapminimum flow.Peralatan seperti pressure
switch high (PSH), flow switch low (FSL), dan return line yang
dilengkapi dengan control valve dipasang pada sistem pompa untuk
melindungi pompa dari kerusakan akibat tidak terpenuhinyaminimum
flow.
5. Proteksi terhadaplow NPSH available.Apabila pompa tidak
memiliki NPSHa yang cukup, aliran keluaran pompa tidak akan
mengalir dan fluida terakumulasi dalam pompa. Beberapa
peralatansafetyyang ditambahkan pada sistem pompa ialahlevel switch
low(LSL) danpressure switch low(PSL).b. Pompa TurbinSebuah pompa
turbin adalah pompa sentrifugal yang terutama digunakan untuk
memompa air dari sumur dalam atau bawah tanah yang lain dan manusia
buatan menjadi pertanda air untuk sistem distribusi air. Sebuah
pompa sentrifugal terdiri dari sebuah poros pompa, sebuah perangkat
yang dikenal sebagai impeller berputar, dan motor atau mesin.
Sebuah pompa turbin dapat terdiri dari impeller semi-terbuka atau
tertutup ganda, juga dikenal sebagai "tahap." Sebuah pelat logam
yang disebut kain kafan mendukung baling-baling impeller dalam
sebuah impeller terbuka atau semi-terbuka, sedangkan dalam impeller
tertutup, kain kafan membungkus baling-baling impeller. Pompa
turbin juga terdiri dari titik asupan air dan titik debit air.Motor
pompa turbin biasanya diletakkan di atas permukaan air, tapi jenis
kapal selam yang tersedia tergantung pada persyaratan aplikasi.
Total energi yang diambil oleh pompa untuk memindahkan air dari
sumber daya, yaitu tangki pasokan, ke titik debit dikenal sebagai
head total. Kepala total pompa turbin yang kuat dapat melebihi
beberapa ratus meter (lebih dari 70 meter).
Gambar 2.11 Pompa Turbin
Pada operasi, air masuk pusat impeller berputar, yang dikenal
sebagai "mata" dari impeller. Poros pompa adalah batang baja yang
mentransfer daya dari motor atau mesin rotary untuk impeller.
Selanjutnya, air dipercepat dan terdorong keluar sepanjang
baling-baling impeller ke impeller berikutnya, jika ada, dan
akhirnya untuk keluar pompa. Dengan demikian, tenaga listrik diubah
menjadi energi mekanik, sehingga air mengalir di bawah tekanan
tertentu. Sebagai hasil dari mekanisme ini, lebih banyak air masuk
pompa dari sumber air.Secara umum, pompa turbin memiliki kepala
konstan, dan air mengalir merata pada tekanan tinggi. Tahapan dapat
dihubungkan dalam seri untuk meningkatkan kapasitas kepala pompa
turbin.Dua tipe umum dari turbin adalah pompa submersible dan pompa
turbin vertikal. Pompa Submersible
Seperti namanya, pompa submersible turbin terdiri dari sebuah
motor submersible. Pompa dipasang tepat di atas motor, dan kedua
komponen ini tersuspensi dalam air. Pompa Submersible menggunakan
impeler tertutup dan mudah untuk menginstal dan memelihara. Pompa
ini hanya berjalan pada tenaga listrik dan dapat digunakan untuk
memompa air dari sumur yang sangat dalam dan bengkok. Selain itu,
mereka cenderung tersambar petir dan membutuhkan arus konstan air
di motor. Pompa Turbin Vertikal.
Pompa turbin vertikal secara khusus dibuat untuk memompa air
dari sumur. Pompa turbin vertikal yang lebih murah dari pompa
submersible turbin dengan diameter kecil. Pompa ini terdiri dari
impeller terbuka atau semi-terbuka. The impeler harus disesuaikan
secara periodik untuk memfungsikan pompa.Pompa turbin vertikal
terutama digunakan dalam sumur yang mana permukaan air berfluktuasi
secara teratur. Pompa ini dapat berjalan di kedua daya pembakaran
internal dan tenaga listrik. Instalasi dan perbaikan pompa ini
lebih sulit dan mahal dari pompa sentrifugal lainnya. Meskipun
kelemahan ini, pompa turbin vertikal memberikan laju aliran yang
tinggi dan efisiensi yang tinggi.
Turbin pompa air digunakan untuk berbagai aplikasi, seperti
memompa air untuk irigasi, pemadam kebakaran, pembangkit listrik
tenaga air, dan pengolahan air limbah. Keuntungan utama dari pompa
air turbin revolusi rendah per menit, atau RPM, dengan kepala
tinggi dan konstan. Fitur ini memungkinkan penggunaan pompa ini
untuk terus memompa air dari sumur dalam.2.2.3 Penggunaan Pompa
Pada era sekarang ini berbagai macam bentuk pompa dengan
berbagai keunggulannya telah banyak ditawarkan oleh
perusahaan-perusahaan produsen pompa. Sering kali suatu perusahaan
membuat pompa tertentu yang hanya digunakan untuk aplikasi khusus.
Mengingat banyaknya jenis pompa di pasaran, maka kejelian dalam
memilih pompa menjadi syarat utama agar diperoleh kerja pompa yang
optimum sesuai dengan sistem yang dilayani.Dalam rumah tangga pompa
banyak digunakan untuk memompa air dari sumur untuk digunakan dalam
kehidupan sehari-hari. Dalam bidang pertanian pompa banyak
digunakan dalam sisten irigasi untuk mengairi sawah-sawah. Dalam
penyediaan air minum untuk masyarakat, pompa digunakan untuk
mendistribusikan air minum dari PDAM ke rumah-rumah penduduk.Dalam
industri minyak, pompa tidak hanya digunakan pada pengilangan
tetapi juga digunakan pada penyaluran minyak ke pusat-pusat
distribusi. Pada pusat pelayanan tenaga khususnya PLTU pompa
digunakan sebagai pengisi air ketel (boiler feed pump). Selain itu
juga digunakan untuk memompa kondensat (air yang diembunkan di
dalam kondensor) ke pompa pengisi ketel (boiler feed pump) dan
untuk mengalirkan air dingin ke kondensor. Pada gedung-gedung,
pompa digunakan untuk mengalirkan air pendingin ke ruangan-ruangan
dalam sistem AC sentral.Pada industri makanan secara umum,
kebersihan dalam proses produksi merupakan kebutuhan utama untuk
mempertahankan kualitas produk. Oleh karena itu pompa-pompa yang
dipakai dalam industri makanan harus tahan karat tanpa ada
kebocoran minyak pelumas ke dalam makanan. Proses pembersihannya
juga harus dibuat semudah mungkin. Dalam industri makanan banyak
digunakan pompa saniter yang telah memenuhi syarat-syarat
kebersihan dan kesehatan. Pompa ini digunakan untuk mengalirkan
bahan-bahan mentah cair (belum mengalami proses produksi) dan juga
produk-produk makanan cair sebelum mengalami pengepakan. Selain itu
juga digunakan untuk menyuplai kebutuhan air bersih sebagai
campuran bahan-bahan lain dalam proses pabrik.Pipa-pipa yang
digunakan dalam proses produksi juga harus memenuhi syarat
kebersihan. Oleh karena itu bahan pipa harus tahan terhadap karat.
Bahan yang sering digunakan adalah baja tahan karat (stainless
steel) karena selain tahan karat pipa tersebut juga mempunyai
permukaan yang halus dan pembersihannya juga mudah.
BAB III
KESIMPULAN Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk
memindahkan suatu cairan dari suatu tempat ke tempat lain dengan
cara menaikkan tekanan cairan tersebut. Klasifikasi Pompa terdiri
dari Positive Displacement Pump (PDP) yaitu Pompa Reciprocating dan
pompa rotary serta Variable Head Capacity Pump (VHCP) yaitu pompa
sentrifugal dan pompa turbin Pompa dalam kehidupan sehari-hari
sangat sering digunakan karena itu pemilihan pompa harus dilakukan
dengan benar dan teliti agar bisa dipakai sesuai kebutuhan.DAFTAR
PUSTAKAHandojo, Dr.Ir.Lienda, M.Eng. 1995. Teknologi Kimia. PT
Pertja. JakartaIsmail, Syarifuddin. Alat Industri Kimia.
Universitas Sriwijaya. Palembang
Margaretty. Elina, Rusnadi. Irawan, Suci Ningsih. Aisyah. 2012.
Modul Peralatan Industri Proses. Politeknik Negeri Sriwijaya.
PalembangTyler G. Hicks, 19962