Page 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dari zaman dahulu sampai sekarang, pompa banyak dipakai dalam dunia
industri. Untuk itu, kepentingan masyarakat juga digunakan pompa yaitu untuk
mendistribusikan air dari reservoir ke perumahan penduduk. Sebagai contoh
engineer yang nantinya terjun ke dunia industri, dan mengingat begitu besarnya
peranan pompa pada aplikasinya di lapangan maka sudah seharusnya memahami
karakteristik pompa. Dalam praktikum kali ini akan dipelajari tentang pompa
sentrifugal.
1.2. Tujuan
Memahami karakteristik pompa sentrifugal
Mengenal sistem pompa sentrifugal seri
Mengenal sistem pompa sentrifugal paralel
1.3. Manfaat
Dengan adanya praktikum mengenai pompa ini, praktikan akan
mengetahui dan memahami karakteristik pompa sentrifugal. Selain itu praktikan
juga akan mampu menghitung debit, daya, dan efisiensi pada pompa dengan
diketahuinya beberapa parameter pada pompa tersebut.
Page 2
PUMPS
POSITIVEDISPLACEMENT
NON-POSITIVE DISPLACEMENT(DYNAMIC PUMPS)
ROTARY RECIPROTATING
GEAR
VANE
SCREW
LOBE
PISTON
DIAPHRAGM
CENTRIFUGAL SPECIAL EFFECT
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Teori Dasar
Pompa merupakan piranti ( alat ) yang berfungsi memindahkan fluida zat
cair dari tekanan tinggi ke tekanan yang lebih rendah. Dalam konsep
termodinamika, pompa merupakan suatu sistem dimana fluida yang mengalir
didalamnya mengalami tingkat keadaan berupa peningkatan tekanan, laju aliran
dan temperatur. Pompa akan memberikan energi mekanis ( Em = Ek + Ep ) pada
fluida yang melaluinya, dimana energi kinetik ( Ek = ½ mv2 ) dikarenakan oleh
kecepatan yang dihasilkan impeller dan energi potensial ( Ep = mgh ) dikarenakan
head ( ketinggian ) pada fluida yang dihasilkan oleh pompa. Pada umumnya,
klasifikasi pompa dilihat berdasarkan head atau berdasarkan debit. Untuk positive
displascement pump, yang ingin dihasilkan adalah debit dan untuk dynamic
pump, yang diinginkan adalah head.
KLASIFIKASI POMPA
Page 3
2.2. Positive Displacement Pump ( Pompa Perpindahan Positif )
Seperti telah diterangkan di atas, positive displacement pump
menghasilkan debit yang cukup besar. Pompa ini bekerja dengan mengalirkan
fluida dimana fluida dimasukkan dalam sebuah rongga yang dapat mengekspansi
kemudian fluida tersebut dipaksa keluar (diekspansikan) melalui bagian outlet
yang berukuran lebih kecil sehingga tekanan fluida menjadi tinggi. Fluida yang
masuk akan searah dengan fluida yang keluar, atau dalam artian alirannya radial.
Pompa ini biasanya digunakan untuk memompa fluida kental. Pompa ini banyak
dipakai pada pompa minyak dan oli pada kendaraan bermotor, dan pompa pada
kebanyakan sistem hidrolik. Sistem kerja pompa ini juga dipakai pada jantung
kebanyakan binatang dan manusia.
Adapun kelebihan dari pompa perpindahan positive yaitu :
Performance fleksibilitas yang tinggi
Ukuran relatif kecil.
Efisiensi volumetrik yang tinggi
Menghasilkan tekanan fluida yang tinggi
Pompa perpindahan positif ini dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian,
yaitu :
Rotary
Pompa rotari 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. Pompa rotari 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.
Reciprotating
Pompa reciprocating adalah pompa dimana energi mekanik dari penggerak
pompa diubah menjadi energi aliran dari cairan yang dipompa dengan
Page 4
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. Sebaliknya ketika volume silinder
mengecil akibat gerakan piston atau plunyer maka tekanan dalam silinder akan
naik sehingga fluida akan tertekan keluar.
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 ini juga dapat bekerja pada
pengisapan kering. Kekurangan pompa reciprocating adalah alirannya tidak
kontinu (berpulsa) dan tidak steady yang disebabkan adanya gaya enersia akibat
gerakan bolak-balik oleh piston atau plunyer.
Contoh :
Gambar 2.1. Gear pump Gambar 2.2. Lobe Pump
Page 5
2.2.1. Gear Pump
Gambar 2.3. Gear pump
Cara kerja pompa ini secara umum adalah pertama tekanan atmosfir dalam
tangki memaksa fluida masuk melalui port inlet dan masuk ke dalam sela-sela
roda gigi yang berputar ke arah luar seperti yang pada gambar. Kemudian fluida
terjebak diantara roda gigi dan dinding pompa bagian dalam sampai akhirnya
dikeluarkan pada outlet port. Biasanya pompa jenis ini banyak dipakai pada
pompa minyak dan oli.
Klasifikasi pompa gear pump ( pompa roda gigi ) yaitu :
Pompa roda gigi-luar (External-gear Pump)
Pompa ini merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana. Apablia
gerigi roda gigi pada sisi hisap ( gambar 2.4) , cairan akan mengisi ruangan yang
ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan
ditekan keluar apabila geriginya bersatu lagi. Roda gigi itu dapat berupa gigi
heliks-tunggal, heliks-ganda atau gigi lurus. Beberapa desain mempunyai lubang
fluida yang radial pada rada gigi bebas dari bagian atas dan akar gerigi sampai ke
lubang dalam roda gigi. Ini memungkinkan cairan melakukan jalan pintas (by-
pass) dari satu gigi ke gigi lainnya, yaitu menghindarkan terjadinya tekanan
berlebih yang akan membebani bantalan secara berlebihan dan menimbulkan
kebisingan.
Pompa roda gigi-dalam (Internal-gear Pump)
Jenis ini (Gambar 2.5 – 2.6) mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam
berpasangan dengan roda gigi-luar yang bebas (idler). Sebuah sekat yang
Page 6
berbentuk bulan sabit (Gambar 2.5-2.6) dapat digunakan untuk mencegah cairan
yang kembali ke sisi pompa.
Gambar 2.4. External gear pump design untuk hydrolic power
Gambar 2.5. Internal gear (Gerotor) pump design untuk automotive oil pumps.
Gambar 2.6. Internal gear (Gerotor) pump design for high viscosity fluids.
Page 7
2.2.2. Vane Pump
Gambar 2.7. Vane Pump
Pada pompa vane ini, 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. Untuk lebih jelas tentang cara kerja pompa vane ini,
perhatikan gambar berikut ini :
Gambar 2.8. Prinsip Kerja Vane Pump
Dari gambar, dapat dilihat bahwa cara kerja dari pompa vane adalah
sebagai berikut :
sumbu rotor diposisikan secara eksentrik (tidak sejajar) terhadap cam ring
ketika sedang berotasi.
Page 8
Aliran fluida masuk dari inlet port terus ke bagian dalam cam ring dan
terjebak diantara vane.
Karena vane dapat dengan bebas meluncur (sliding) dalam blok akibat
gaya sentrifugal perputaran rotor, maka vane dapat menempel atau terus
berkontak pada dinding cam ring bagian dalam.
Fluida yang terjebak diantara vane dan dinding bagian dalam cam ring
tersebut akhirnya dipaksa keluar melalui outlet port.
Pompa vane ini biasanya digunakan untuk pompa hidrolik bertekanan
tinggi dan penggunaan pada otomotif seperti pompa pada supercharging, power
steering, dan transmisi otomatis ( automatic transmission ).
2.2.3. Screw Pump
Pompa sekrup ini mempunyai satu, dua, tiga sekrup yang berputar dalam
rumah pompa yang diam. Tersedia sejumlah besar desain untuk berbagai
penggunaan.
Single screw
Pompa sekrup tunggal ( single screw ) mempunyai rotor spiral yang
berputar di dalam sebuah stator atau lapisan (linier) heliks-dalam (internal-
helix-stator). Rotor terbuat dari logam sedangkan heliks terbuat dari karet
keras atau lunak, tergantung pada cairan yang dipompakan. Pada pompa
ini, fluida dibawa dintara galur ulir rotor yang saling berhubungan dengan
galur internal pada stator.
Gambar 2.8. Potongan Aksial Single Screw Pump
Page 9
Gambar 2.8. Prinsip Kerja Single Screw Pump
Multiple screw
Pompa dua-sekrup atau tiga sekrup ( multiple screw ) masing-masing
mempunyai satu atau dua sekrup bebas (idler). Aliran melalui ulir-ulir
sekrup, sepanjang sumbu sekrup, sekrup-sekrup yang berlawanan dapat
dipakai untuk meniadakan dorongan aksial pada pompa. Pada pompa ini,
fluida dibawa diatara galur ulir rotor yang saling berhubungan
Gambar 2.8. Pompa sekrup ganda
Page 10
Gambar 2.9. Pompa Tiga Sekrup
2.2.4.2.2.4. Lobe PumpLobe Pump
Gambar 2.10. Lobe Pump
Pompa cuping (lobe pump) ini mirip dengan pompa jenis roda gigi-dalam
hal aksinya dan mempunyai dua rotor atau lebih dengan dua, tiga, empat cuping
atau lebih pada masing-masing rotor . Putaran rotor tadi diserempakkan oleh roda
gigi-luarnya. Oleh karena cairan dialirkan dengan frekuensi yang lebih sedikit
tetapi dalam jumlah yang lebih besar dari yang dialirkan oleh pompa rada gigi,
maka aliran dari pompa jenis cuping ini akan sekonstan aliran roda gigi. Tersedia
juga gabungan pompa-pompa roda gigi dan cuping.
Sama dengan prinsip kerja gear pump, dimana fluida yang masuk pada
bagian inlet kemudian terjebak dintara lobe dan dinding pompa bagian dalam
sampai akhirnya dikeluarkan pada outlet port. Banyak digunakan untuk
Page 11
memompakan gas, udara, dan cairan dengan tekanan yang rendah dan laju aliran
yang tinggi.
Lobe pump biasanya digunakan pada berbagai macam industri seperti pada
industri pulp and paper, makanan, minuman, obat-obatan, dan bioteknologi.
Pompa ini biasa digunakan pada bermacam jenis aplikasi industri yang disebutkan
tadi karena :
memberikan kualitas yang baik dalam kesehatan
efisiensi tinggi
tahan uji
tahan terhadap korosi
kebersihan di tempat baik
Gambar 2.11. Pompa Rotari 2 cuping
Gambar 2.11. Pompa Rotari 3 cuping
Gambar 2.11. Pompa Rotari 4 cuping
Page 12
2.2.5.2.2.5. Reciprotating Piston PumpReciprotating Piston Pump
Gambar 2.12. Reciprotating Piston Pump
Adapun cara kerja pompa piston ini yaitu :
Sebuah motor menggerakkan poros pompa
Swashplate memutar piston-piston yang terdapat diatasnya
Pengaruh sudut eksentrisitas swashplate membuat piston bergerak naik-
turun di dalam blok-bloknya, menyebabkan :
fluida masuk melalui inlet port ketika piston me-ekspansi.
fluida dipaksa keluar ketika piston ketika piston me- kompresi
(menekan).
2.2.6. Diaphragm Pump
Gambar 2.13. Diaphragm Pump
Page 13
Pompa diaphragm ini memiliki daya hisap yang baik, beberapa
diantaranya merupakan pompa bertekanan rendah dengan laju aliran yang rendah
pula, terdapat pula pompa yang memungkinkan untuk laju aliran yang tinggi,
tergantung diameter kerja efektif diaphragm dan lebar langkah. Pompa ini mampu
memompa lumpur yang memiliki kandungan pasir atau kerikil halus dan solid.
Aplikasi pompa ini adalah pompa minyak pada tanker deck.
Adapun cara kerja dari pompa diaphragm yaitu :
Pada saat diagphragm ditarik menyebabkan sebuah ruang didepannya yang
memaksa katup outlet menutup.
Kekosongan ruang tersebut menyebabkan perbedaan tekanan dan
membuat atmosfir masuk membuka katup isap.
Pada saat mekanisme pompa menekan kembali diagphragm, menyebabkan
fluida tertekan dan memaksa katup outlet terbuka sedangkan katup isap tertutup.
2.3.2.3. Dynamic PumpDynamic Pump
Pompa dinamik atau dynamic pump merupakan pompa yang bekerja
dengan cara memutar impeler yang akan mengubah energi kinetik menjadi
tekanan atau kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida. Pompa ini
terdiri dari centrifugal pump ( pompa sentrifugal ) dan special effect ( khusus ).
2.3.1. Centrifugal Pump
Pompa sentrifugal adalah pompa yang menggunakan prinsip tenaga
sentrifugal dalam operasinya. Tenaga ini bekerja pada semua bagian yang
berputar pada suatu sumbu. Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk
memutar baling- baling yang disebut impeler di dalam fluida. Maka fluida yang
ada di dalam impeler oleh dorongan sudu-sudu ikut berputar. Karena timbulnya
gaya sentrifugal maka fluida mengalir dari tengah impeler keluar melalui saluran
diantara sudu-sudu. Di sini head tekanan fluida menjadi lebih tinggi. Demikian
juga head kecepatannya bertambah besar karena zat cair mengalami percepatan.
Fluida yang keluar dari impeler dan disalurkan keluar pompa melalui nozel.
Didalam nozel ini sebagian head kecepatan aliran diubah menjadi head tekanan.
Page 14
Jadi impeler pompa berfungsi memberikan kerja kepada fluida sehingga
energi yang dikandungnya menjadi tambah besar. Selisih energi persatuan berat
atau head total zat cair antara pipa isap (suction) dan pipa keluar (discharge)
pompa disebut head total pompa.
Pompa sentrifugal dapat mengubah energi mekanik dalam bentuk kerja
poros menjadi energi fluida. Dalam hal ini pompa sentrifugal disebut juga mesin
kerja.
Pompa sentrifugal merupakan pompa yang paling banyak digunakanPompa sentrifugal merupakan pompa yang paling banyak digunakan
karena mempunyai bentuk yang sederhana dan harga yang relatif murah. Berikutkarena mempunyai bentuk yang sederhana dan harga yang relatif murah. Berikut
ini adalah beberapa keuntungan pompa sentrifugal dibandingkan jenis pompaini adalah beberapa keuntungan pompa sentrifugal dibandingkan jenis pompa
perpindahan positif (Lazarkiewics, 1965) :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. Merupakan pompa yang digunakanMerupakan pompa yang digunakan
untuk keperluan tertentu. Contoh pompa jenis ini adalah hydraulic ram,untuk keperluan tertentu. Contoh pompa jenis ini adalah hydraulic ram,
electromagnetic, gas lift dan jet (eductor).electromagnetic, gas lift dan jet (eductor).
2.3.2. Komponen – komponen Pompa Sentrifugal
a. Impeller
Impeler biasanya terbuat dari besi cor. Untuk fluida-fluida khusus, impeler
ini dapat dibuat dari baja tahan karat, timah hitam, kaca atau bahan-bahan sesuai
dengan keperluannya.
Macam-macam impeler yaitu :
1. Impeler terbuka yaitu impeler yang mempunyai baling-baling yang
dipasang pada pusat poros dengan dinding yang relatif kecil.
2. Impeler semi terbuka, yaitu impeler yang mempunyai selubung atau
dinding pada satu sisi saja.
Page 15
3. Impeler tertutup, yaitu impeler yang mempunyai selubung atau
dinding pada kedua sisinya untuk menutup aliran fluida.
4. Disamping diklasifikasikan sesuai dengan kecepatan spesifik
(analisis pompa), jenis impeler dan bagaimana fluida masuk, detail
dari sudu-sudu vanes dan kegunaanya. Impeler yang terbuka
dilengkapi dengan sudu-sudu pada map pusat dengan selubung yang
relatif kecil. Impeler semi terbuka mempunyai selubung atau dinding
hanya pada satu segi. Impeler terbuka digunakan untuk menangani
fluida yang berisi padat, seoerti saluran kotoran dan limbah (Gambar
2.14).
Gambar 2.14. Jenis – jenis Impeler
b. Rumah Pompa (Casing)
Fungsi casing yaitu :
Menutup impeler pada penghisapan dan pengiriman pada ujung dan
sehingga berbentuk tangki tekanan
Page 16
Memberikan media pendukung dan bahan poros untuk batang torak dan
impeller
Rumah pompa biasanya terbuat dari besi tuang. Rumah pompa sentrifugal
berupa terbelah horizontal (aksial) dan vertikal (radial). Rumah belah horizontal
disebut juga rumah belah aksial. Kedua model pengeluaran dan hisapannya
biasanya ada pada bodi rumah yang bawah. Belahan yang atas untuk
memudahkan inspeksi. Rumah belah vertikal juga dinamakan rumah belah radial,
digunakan pada pompa jenis sambungan tertutup juga pada rancangan bagian
hisap yang dipasang pada rangka. Pompa rumah dinding diklasifikasikan sebagai
rumah belah vertikal untuk pompa multi tingkat (multi stages) yang digunakan
untuk pompa tekanan tinggi.
Gambar 2.15. Casing
c. Poros (Shaft)
Poros adalah alat yang berfungsi untuk menyalurkan momen putar atau
gaya putar dari pengerak pompa kepada impeler. Poros harus berukuran cukup
guna menahan beraneka macam beban yang disalurkan oleh penggerak, impeler
packing dan lain – lain. Sumbu pompa dibuat sebagai sebagai sumbu sambungan
tunggal dan sambungan ganda. Sumbu sambungan ganda menjorok melalui kedua
bantalannya melalui pompa rumah belah horizontal dan diputar dari salah satu
penggerak utama.
d. Cincin Keausan
Cincin keausan adalah alat yang berfungsi untuk menghindari keausan
pada rumah pompa dan impeler pada bagian sambungan. Bahan untuk cincin
keausan harus dipilih dari bahan yang tahan goresan dan cairan berkarat.
Page 17
e. Tabung Packing
Tabung packing dimana packing tekan atau penutup mekanis terpasang
guna menghindari kebocoran dari udara masuk ke bodi atau cairan keluar dari
bodi. Kadang kala tabung packing dihubungkan pada sistem pendingin air atau
sistem pelumasan penutup.
f. Bantalan (Bearing)
Secara praktis semua jenis bantalan digunakan pada pompa sentrifugal
seperti anti gesekan, sleeve bearing sumbu bantalan selimut. Bantalan anti
gesekan dapat terdiri dari rangkaian tunggal atau ganda (untuk beban berat).
Sleeve bearing dapat horizontal ataupun vertikal yang dilumasi oleh cairan yang
ditanganinya.
g. Mechanical Seal
Mechanical seal berfungsi untuk mencegah kebocoran antara housing
dengan bagian yang berputar pada pompa. Mechanical seal ini terbuat dari logam,
apabila pompa sedang hidup harus ada air sebagai pendingin untuk seal ini, maka
setiap pompa harus ada saluran air yang bersumber dari killing line atau adanya
tangki air tersendiri sebagai pendingin. Kalau air pendingin mechanical seal
pompa berasal dari killing line maka tekanan killing line sangat berpengaruh
terhadap pompa, sehingga tekanan yang dibutuhkan untuk pendinginan
mechanical seal diset sesuai dengan batas minimal tekanan pompa, jadi jika
tekanan pompa dibawah tekanan minimum maka pompa tidak dapat hidup.
h. Prime Mover
Prime mover adalah alat penggerak dari pompa yang terdiri dari elektrik
motor dan V-Belt. V-Belt ini terbuat dari karet dan serabut, operator harus
memperhatikan kelenturan V-Belt ini dengan cara menggeser maju dari
kedudukan motor. Apabila V-Belt kendur maka akan mengeluarkan bunyi karena
terjadi selip dan jika dibiarkan akan terus-menerus dan lama-kelamaan V-Belt ini
akan putus.
Page 18
i. Vibration Switch
Pompa-pompa akan dilengkapi dengan vibration switch yang berfungsi
untuk memutuskan arus listrik ke motor yang menggerakkan pompa. Hal ini
terjadi ketika vibration switch menerima getaran melebihi yang diizinkan dari
pompa. Penyebab timbulnya getaran antara lain;
- Low suction pressure, yang disebabkan oleh kurangnya jumlah cairan
yang masuk pompa.
- Low discharge pressure, yang disebabkan oleh turunnya tekanan pada
discharge line.
- Longgarnya sambungan pada pompa.
- Terjadinya kerusakan di dalam pompa seperti impeler pecah, wearing
pecah, poros bending, dan lain sebagainya yang menyebabkan putaran
poros tidak segaris lagi.
j. Pressure Gage
Pressure gage selalu dipasang pada pipa suction dan discharge yang
dihubungkan ke pompa. Pemilihan skala pengukuran pada pressure gage yang
baik adalah 50 – 65 % dari besarnya tekanan yang ada didalam pipa suction
maupun discharge. Hal ini dimaksudkan agar pembacaan skala dapat dicatat
secara tepat. Satuan yang dipakai adalah Psi (pound / square inch) atau Bar.
k. Flow Meter
Flow meter dipasang pada jarak tertentu pada pipa discharge sesuai
dengan manual book. Pemilihan skala pengukuran pada flow meter yang baik
adalah 50 – 65 % dari besarnya jumlah fluida yang dipompakan. Satuan ukuran
yang dipakai adalah GPM (Galon / min) atau BPM (Barrel / min).
l. Flexible Join
Flexible join terbuat dari stainlees steel atau karet. Pemilihan maupun
tipe flexible join ditentukan besarnya getaran, tekanan, maupun jenis fluida yang
dipompakan. Flexible join berfungsi sebagai peredam getaran ataupun gaya
Page 19
datang dari luar pompa. Umumnya dipasang pada suction dan discharge dari
pompa.
m. Gelas Pengukur Oli
Gelas pengukur oli berfungsi sebagai :
a. memonitor level oli didalam pompa atau mesin,
b. memonitor kondisi oli (bersih atau kotor).
n. Name Plate
Seorang mekanik yang baik harus dapat membaca name plate
(plat identifikasi) terpasang pada sebuah pompa maupun motor listrik dan mampu
menterjemahkan maksud dari pada penulisan tersebut. Tujuan pemasangan name
plate merupakan informasi mengenai :
1. kapasitas dari sebuah pompa maupun motor listrik.
2. jenis rangka (frame), tipe, jenis bearing, dll.
3. nomor seri dan nomor identifikasi lainnya.
o. Daerah Hisap (Suction Line)
Pada suction line pompa, tekanan sagat berpengaruh terhadap pompa,
maka tekanan pada suction line pompa diset 1,4 psig, untuk mendapatkan
kemampuan pompa yang maksimal pada saat dioperasikan. Apabila tekanan
dibawah 1,4 psig, pompa akan mengalami getaran sewaktu hidup yang oleh low
suction pressure dan kemudian pompa akan mati secara otomatis oleh vibration
switch yang ada pada pompa. Pada suction line dilengkapi dengan basket stainer
yang berfungsi untuk menyaring cairan dari pasir kotoran sebelum masuk
kedalam pompa, yang bisa menyebabkan pompa rusak atau kemampuannya
menjadi berkurang. Strainer ini harus di drainer secara berkala untuk
menghindari terjadinya pemadatan pasir dalam tabung stainer yang akan
menghalangi aliran cairan menuju pompa. Caranya dengan membuka drain
strainer, operator harus membuka stainer tersebut, karena dalam strainer terdapat
keranjang kotoran yang terbawa. Bila strainer tersebut tersumbat akan terjadi hal-
hal sebagai berikut:
Page 20
a. Pompa akan mengalami low suction pressure.
b. Kapasitas pompa akan berkurang.
c. Pompa akan mengalami getaran yang tidak normal.
d. Cairan yang datang tidak seimbang dengan yang dipompa.
p. Daerah Buang (Discharge line)
Pada discharge line ini tekanan juga sangat mempengaruhi pompa,
untuk itu tekanan pada discharge line pompa diset maksimum 130 psig dan
minimum 80 psig. yang artinya apabila tekanan discharge pompa melebihi
tekanan maksimum, jumlah cairan yang akan dipompakan akan semakin kecil dan
apabila tekanan dibawah minimum, pompa akan mengalami getaran yang tidak
normal yang disebabkan oleh low discharge pressure. Untuk mengatur tekanan
yang diinginkan pada discharge line pompa dipasang Pressure Control Valve
(PCV) yang berhubungan langsung dengan tekanan discharge line. High pressure
switch off dan low pressure switch off yang fungsinya untuk mematikan pompa
juga dilengkapi pada discharge line pompa.
2.3.3. Macam – macam Pompa Sentrifugal
a. Pompa Rumah Keong
Pompa jenis ini mempunyai impeler yang membang cairan kedalam
rumah spiral yang secara berangsur-angsur berkembang. Hal ini bertujuan untuk
mengurangi kecepatan cairan sehingga dapat dirubah menjadi tekanan statis.
Rumah keong pompa ganda menghasilkan kesimetrisan yang hampir radial pada
pompa bertekanan tinggi dan pada pompa dirancang untuk operasi aliran yang
sedikit. Rumah keong akan menyeimbangkan beban radial pada poros pompa
sehingga beban akan saling meniadakan dengan demikian akan mengurangi
pembebanan poros lentur.
b. Pompa Difuser
Baling-baling pengarah yang tetap mengelilingi trunner atau impeler
pada pomap jenis ini. Laluan-laluan yang berangsur-angsur mengembang ini akan
Page 21
mengubah arah aliran cairan dan mengkompresikan menjadi tinggi tekanan
(pressure head).
c. Pompa Turbin
Pompa turbin dikenal juga dengan pompa vortex, periphery, dan
regeneratif. Cairan pada pompa jenis ini diatur oleh baling-baling impeler dengan
kecepatan yang tinggi selama hampir pada satu putaran didalam saluran yang
berbentuk cincin, tempat tadi berputar. Energi ditambah ke cairan dalam sejumlah
impuls.
d. Pompa Aliran Campuran dan Aliran Aksial
Pompa aliran campuran menghasilkan tinggi tekanan atau head
sebagian oleh pengangkatan baling-baling pada cairan. Diameter sisi buang
baling-baling ini lebih besar dari diameter sisi masuknya.
Pompa aliran aksial menghasikan tekanan tinggi oleh propeler akibat
aksi pengangkatan baling-baling pada cairan. Diameter sisi buang baling-baling
sama besar dengan sisi masuk.
2.3.4. Karakteristik Pompa Sentrifugal
Gambar 2.16. Kurva Karakteristik Pompa
Page 22
Adapun karakteristik pompa sentrifugal yaitu :
Kapasitas, yaitu laju alir massa atau volume fluida yang dialirkan
persatuan waktu
Head statik, merupakan perbedaan tinggi antara sumber dan tujuan dari
cairan yang dipompakan
Head friksi, merupakan kehilangan yang diperlukan untuk mengatasi
tahanan untuk mengalir dalam pipa dan sambungan – sambungan
Kerja yang dihasilkan oleh pompa
Efisiensi pompa, merupakan rasio antara daya hidrolik dan daya input
pompa
2.3.5. Net Positive Suction Head (NPSH)
Kavitasi adalah fenomena perubahan phase uap dari zat cair yang sedang
mengalir, karena tekanannya berkurang hingga di bawah tekanan uap jenuhnya.
Pada pompa bagian yang sering mengalami kavitasi adalah sisi isap pompa. Hal
ini terjadi jika tekanan isap pompa terlalu rendah hingga dibawah tekanan uap
jenuhnya, hal ini dapat menyebabkan :
Suara berisik, getaran atau kerusakan komponen pompa tatkala
gelembung-gelembung fluida tersebut pecah ketika melalui
daerah yang lebih tinggi tekanannya
Kapasitas pompa menjadi berkurang
Pompa tidak mampu membangkitkan head (tekanan)
Berkurangnya efisiensi pompa.
NPSHr = Net Positive Suction Head required, yaitu nilai head absolut dari inlet
pompa yang dibutuhkan agar tidak terjadi kavitasi.
NPSHa = Net Positive Suction Head available, yaitu nilai head absolut y ang
tersedia pada inlet pompa.
NPSHA - Vp ≥ NPSHR
Dimana Vp : Vapor pressure fluida yang dipompa.
Page 23
Adapun cara untuk menghindari kavitasi yaitu :
1. Menambah Suction head, dengan :
Menambah level liquid di tangki.
Meninggikan tangki.
Memberi tekanan tangki.
Menurunkan posisi pompa(untuk pompa portable).
Mengurangi head losses pada suction piping system. Misalnya dengan
mengurangi jumlah fitting, membersihkan striner, cek mungkin venting
tangki tertutup atau bertambahnya speed pompa.
2. Mengurangi Tempertur fluida, dengan :
Mendinginkan suction dengan fluida pendingin
Mengisolasi suction pompa
Mencegah naiknya temperature dari bypass system dari pipa discharge.
3. Mengurangi NPSHR, dengan :
Menggunakan double suction. Ini bisa mengurangi NPSHR sekitar 25
% dan dalam beberapa kasus memungkinkan penambahan speed pompa
sebesar 40 %.
Menggunakan pompa dengan speed yang lebih rendah.
Menggunakan impeller pompa yang memiliki ‘eye’ impeller yang lebih
besar.
Menggunakan pompa yang lebih kecil. Menggunakan 3 buah pompa
kecil dengan ukuran kapasitas separuhnya, hitungannya lebih murah
dari pada menggunakan pompa besar dan spare-nya. Lagi pula dapat
menghemat energy.
2.4. Penggabungan Pompa.
Bila kebutuhan pompa bervariasi, lebih ekonomis untuk memasang
beberapa unit pompa, baik secara seri maupun parallel, dari pada memasang satu
unit pompa dengan kapasitas besar. Bila kebutuhan menurun, satu pompa atau
lebih dapat dihentikan operasinya, dengan demikian pompa yang lain dapat
beroperasi pada atau dekat dengan efisiensi puncaknya. Bila satu unit pompa
dipakai untuk untuk mensuplai kebutuhan yang kecil, aliran fluida kerja harus
Page 24
dicekik, dan pompa bekerja pada efisiensi yang menurun. Lagi pula bila dipakai
unit-unit yang ukurannya lebih kecil, kemungkinan untuk melaksanakan
perbaikan selama periode permintaan yang menurun akan ada dan akan ada pula
kemungkinan pemeliharan unit tersebut secara bergantian, dan dengan demikian
akan terhindarlah penghentian pemompaan, yang mana hal ini tidak dapat
dielakan bila pompa yang dipakai adalah pompa ukuran besar yang hanya satu
unit.
2.4.1. Operasi Pompa Paralel
Gbr 2.17. Kurva Head-Kapasitas pompa yang beroperasi paralel.
Untuk unit-unit yang bekerja dengan baik secara parallel, pompa-pompa
ini haruslah bekerja pada daerah yang stabil kurva-kurva karakteristiknya,
denfgan kata lain, kebagian kanan titik dimana terjadinya pulsasi (denyutan). Ini
dapat diilustrasikan dengan menganggap bahwa dua unit pompa yang identik
sedang beroperasi pada kapasitas rendah di daerah tak stabil. Satu unit pompa
akan memompa dengan perlawanan yang sedikit lebih kecil dibandingkan dengan
Page 25
yang dialami oleh unit lainnya, disebabkan oleh perbedaan-perbedaan yang
terdapat pada susunan pemipaan dan kerugian-kerugian geseknya.
Untuk suatu pertambahan kebutuhan system yang agak kecil, pompa
dengan perlawanan tekanan yang lebih rendah akan memompakan cairan dalam
jumlah yang lebih banyak. Ini akan menyebabkan naiknya tekanan buangnya,
karena titik operasi telah berpindah ke kanan kurva karakteristiknya.
Pompa yang lain, yang memompakan cairan dengan tekanan yang lebih
rendah, akan mengurangi jumlah alirannya dengan memberikan beban yang lebih
besar kepada pompa yang pertama tadi. Akibatnya adalah pompa yang mengalami
perlawanan yang lebih besar akan menghentikan pemompaan, sedangkan pompa
yang lain menangguang kebutuhan seluruh system. Kejadian ini tidak akan
dijumpai bila kedua pompa tadi bekerja pada kurva stabilnya bila terjadi kenaikan
kebutuhan yang sedikit. Pompa yang mengalami perlawanan tekanan yang lebih
rendah akan mensuplai system dengan jumlah yang lebih banyak sebagaimana
halnya dengan contoh tadi. Akan tetapi tekanan buangnya akan menurun, karena
titik operasinya telah berpindah ke bagian kanan. Ini secara otomatis akan
menyebabkan pompa yang mengalami perlawanan yang lebih besar tadi
mensuplai cairan dengan jumlah cairan yang lebih banyak. Oleh sebab itu jumlah
aliran total dibagi rata oleh kedua pompa.
Bila sebuah pompa sedang memompakan cairan pada tekanan yang lebih
tinggi dari pada tekanan kapasitas nol (shuf-off, katup buangnya tertutup sama
sekali) pompa yang kedua, pompa yang kedua ini tidak akan dapat memompakan
cairan, karena tekanan system yang lebih tinggi dari tekanan yang dihasilkannya,
akan secara otomatis menutup katup satu arah (check valve). Untuk dapat
membuat pompa kedua ini dapat memompakan cairan, kecepatan pompa yang
pertama perlu untuk diturunkan, atau dengan melangkaukan aliran pompa yang
kedua hingga tekanan buang yang dihasilkannya menjadi bertambah besar, hingga
mencapai nilai yang lebih tinggi dari tekanan buang yang dihasilkan oleh pompa
yang pertama, maka katup satu arah secara otomatis akan terbuka, hasil yang
sama akan diperoleh, bila pompa yang kedua diperbesar putarannya.
Page 26
2.4.2. Operasi Pompa Seri
Gbr 2.17. Kurva Head-Kapasitas pompa yang beroperasi seri.
Bila dua unit pompa dioperasikan secara seri tinggi head gabungan
untuk setiap aliran, adalah sama dengan penjumlahan masing-masing headnya,
seperti yang diilustrasikan pada kurva dibawah ini.
Kurva daya kuda gabungan dapat diperoleh dengan menjumlahkan daya
kuda-daya kuda yang diberikan oleh kurva-kurva tersebut untuk masing-masing
pompa. Titik-titik pada kurva efisiensi gabungan diperoleh dengan jalan membagi
daya kuda fluida gabungan, (HA + HB)/550 dengan daya kuda rem ; dalam hal ini
Q adalah dalam ft3/dt. Dapat diperhatikan pada kedua gambar, bahwa kurva-kurva
gabunga dan system berimpit hanya pada suatu titik. Titik ini adalah merupakn
titik aliran maximum untuk sitem tersebut, Untuk operasi-operasi kebagian kiri
dari titk tersebut, tinggi head buang harus dicekik untuk dapat memenuhi tinggi
head system; ini tentunya akan mengakibatkan terjadinya kerugian daya. Bila unit
ini digerakan oleh turbin uap, atau bila unit ini dilengkapi dengan suatu system
yang kecepatannya dapat bervariasi, head system dapat dipenuhi dengan jalan
memvariasikan kecepatan pompa. Pekerjaan ini tentunya akan menyebabkan
biaya investasi yang lebih besar, namun biaya operasinya lebih rendah karena
tidak terjadi kerugian daya akibat pencekikan.
2.5. Perhitungan
Page 28
METODOLOGI
3.1. Peralatan
3.2. Alat Ukur
Page 29
Pressure gauge : alat untuk mengukur perbedaan tekanan yang melewati
pipa
Stopwatch : alat untuk mengukur waktu
Manometer raksa : alat uukur ntuk mengukur perbedaan tekanan
Meteran air : alat untuk mengukur volume air
3.3. Prosedur Percobaan
Set sistem pompa tunggal
Hidupkan pompa
Catat tekanan yang masuk dan keluar pada pressure gauge
Catat volume pada tetapan waktu tertentu dengan menggunakan stopwatch
Lakukan langkah 3-4 untuk bukaan katup yang berbeda
Lakukan proses yang sama untuk pompa susunan paralel dan seri
Page 30
BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Tabel Data
Tanggal :
Kelompok :
Asisten :
Rangkaian Pompa Tunggal
Bukaan
Katup
(Variasi Q)
Hs Hd M3
¼
½
¾
1
t= 4 menit
Nh = ρ.g. Q. H
H = (Hd – Hs)
Ηp =
Page 31
Tanggal :
Kelompok :
Asisten :
Rangkaian Pompa Seri
Bukaan
Katup
(Variasi Q)
Hs Hd M3
¼
½
¾
1
t= 4 menit
Nh = ρ.g. Q. H
H = (Hd – Hs)
Ηp =
Page 32
Tanggal :
Kelompok :
Asisten :
Rangkaian Pompa Paralel
Bukaan
Katup
(Variasi Q)
Hs Hd M3
¼
½
¾
1
t= 4 menit
Nh = ρ.g. Q. H
H = (Hd – Hs)
Ηp =
Page 33
4.2. Contoh Perhitungan
* Rangkaian Pompa Tunggal
Bukaan katup = 1
Hs = -30 cmHg
Hd = 4.33 cmHg
V = 0.025 m3
t = 1 menit
= 60 detik
Bhp = 250 Watt
Dengan :
= 998 kg/m3
= 13550 kg/m3
g = 9.81 m/s2
1. Perbedaan Tekanan pada Pompa ( )
= Hd - Hs
= 4.33 - (-30)
= 34.33 cmHg
= 34.33 cmHg x
= 45796.2444 Pa
2. Debit Pompa
Q =
=
= 4.1667 x 10-4 m3/s
3. daya pompa
= . Q
= (45796.2444 Pa) (4.1667 x 10-4 m3/s)
= 19.08 watt
Page 34
4. Head Total
H =
=
= 0.34 m
5. Pompa
= x 100%
= x 100%
= 7.63 %
4.3. Grafik
Grafik debit vs head
Grafik daya pompa vs debit
Grafik efisiensi vs debit