POMPA

Sewaktu kecil saya pernah diminta ayah saya untuk memompa ban sepeda yang bocor dengan pompa tangan. lalu kemudian ketika kuliah, saya diajari tentang apa arti pompa...

APA ITU POMPA????

• Pengertian Pompa

Pompa adalah jenis mesin fluida yang berfungsi untuk memindahkan fluida melalui pipa dari satu tempat ke tempat lain. Dalam menjalankan fungsinya tersebut, pompa mengubah energi mekanik poros yang menggerakkan sudu-sudu pompa mejadi energi kinetik dan tekanan pada fluida.

Spesifikasi pompa dinyatakan dengan jumlah fluida yang dapat dialirkan per satuan waktu dan energi angkat dari pompa. Beberapa hal penting yang berkaitan dengan karakteristik pompa antara lain :

a.       Kapasitas (Q)

Merupakan jumlah fluida yang dapat dialirkan per satuan waktu. Pengukuran dari kapasitas dilakukan dengan menggunakan venturimeter. Satuan dari kapasitas (Q) adalah m³/s, Liter/s, atau ft³/s.

b.      Putaran (n)

Dinyatakan dalam satuan rpm. Putaran diukur dengan menggunakan tachometer

c.       Torsi (T)

Torsi didapatkan dari pengukuran gaya dengan menggunakan dynamometer, kemudian hasilnya dikalikan dengan lengan pengukur momen (L). Satuan dari torsi adalah Nm.

d.      Daya (P)

Daya dibagi menjadi dua macam, yaitu daya poros yang merupakan daya dari motor listrik, serta daya air yang dihasilkan oleh pompa. Satuan dari daya adalah Watt (W).

e.       Efisiensi ()

Merupakan perbandingan antara daya air yang dihasilkan dari pompa, dengan daya poros dari motor listrik.

•  Pengertian Kavitasi

Kavitasi terjadi di pipa hisap, peristiwa ini terjadi karena tekanan pada pipa hisap sangat rendah dari pada tekanan atmosfer, sehingga timbul gelmbung-gelembung. Gelembung-gelembung tersebut terbawa salura menuju pipa keluar, karena tekanan pada pipa keluaran lebih tinggi, maka gelembung terseebut pecah. Kejadian ini terjadi terus-menerus sehingga terjadi erosi kavitasi, hal in dapat merusak saluran pada pipa keluarannya.

Apabila zat cair mendidih, maka akan timbul gelembung-gelembung uap zat cair. Hal ini dapat terjadi pada zat cair yang sedang mengalir di dalam pompa maupun di dalam pipa. Tempat-tempat yang bertekanan rendah dan yang berkecepatan tinggi di dalam aliran, sangat rawan terhadap terjadinya kavitasi. Pada pompa misalnya, bagian yang mudah mengalami kavitasi adalah sisi isapnya. Kavitasi akan timbul jika tekanan isapnya terlalu rendah. Kavitasi di dalam pompa dapat mengakibatkan :

a.       Performasi pompa akan menurun secara tiba-tiba, sehingga pompa tidak dapat bekerja dengan baik.

b.      Suara yang berisik dan getaran dari pompa.

c.       Jika pompa dijalankan dalam keadaan kavitasi secara terus menerus dalam jangka lama, maka permukaan dinding akan termakan sehingga menjadi berlubang-lubang. Peristiwa ini disebut erosi kavitasi, sebagai akibat dari tumbukan gelembung uap yang pecah pada dinding secara terus menerus.

Karenakan kavitasi yang memberikan banyak sekali kerugian pada pompa, maka kavitasi perlu dihindari. Adapun cara-cara untuk mencegah kavitasi antara lain :

a.       Tekanan gas diperbesar di dalam pipa-pipa dimana fluida yang mengalir dipompakan.

b.      Dipasang sebuah pompa booster pada ujung pipa isap.

c.       Dipasang sebuah axial wheel atau helical wheel tepat di depan impeller pada poros yang sama. Hal ini dimaksudkan untuk menaikkan dan membuat pusaran (whirl) terhadap aliran. Cara ini merupakan pilihan yang paling baik. Akan tetapi, apabila kecepatan putaran (n) dan debitnya (Q) sama dengan kecepatan putaran dan debit dari impeller, maka kavitasi justru akan terjadi pada runner pembantu itu sendiri. Oleh karena itu, dalam pemasangan runner pembantu ini diperlukan pertimbangan yang sungguh-sungguh sebelum pemasangannya.

•  Pengertian NPSH

Seperti diuraikan sebelumnya, bahwa kavitasi akan terjadi apabila tekanan statis suatu aliran zat cair turun sampai di bawah tekanan uap jenuhnya. Jadi, untuk menghindari kavitasi harus diusahakan agar tidak ada satu bagianpun dari aliran di dalam pompa yang mempunyai tekanan statis lebih rendah dari tekanan uap jenuh cairan pada temperatur yang bersangkutan. Dalam hal ini perlu diperhatikan dua macam tekanan yang memegang peranan. Pertama, tekanan yang ditentukan oleh kondisi lingkungan dimana pompa dipasang. Kedua, tekanan yang ditentukan oleh keadaan aliran di dalam pompa.

Oleh karena hal tersebut, maka didefinisikan suatu tekanan kavitasi atau jika dinyatakan dalam satuan Head disebut dengan Net Positive Suction Head (NPSH). Jadi, NPSH dapat dinyatakan sebagai ukuran keamanan pompa terhadap kavitasi.

a.      NPSH yang Tersedia

   Merupakan head yang dimiliki oleh zat cair pada sisi isap pompa (ekuivalen dengan tekanan absolut pada sisi isap pompa), dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair di tempat tersebut. Pada pompa yang mengisap zat cair dari tempat terbuka dengan tekanan atmosfer pada permukaan zat cair seperti diperlihatkan pada gambar 2.1, maka besarnya NPSH yang tersedia adalah :

dimana : h_sv =    NPSH yang tersedia (m)

               P_a   =    tekanan atmosfer (N/m²)

               P_v   =    tekanan uap jenuh (N/m²)         

                    γ    =    densitas cairan (kg/m³)

               h_s   =    head isap statis (m)

               h_l   =    head losses (m)

dengan h_s bertanda positif (+) jika pompa terletak di atas permukaan zat cair yang dihisap, dan negatif (-) jika terletak di bawah permukaan zat cair yang dihisap.

            Dari persamaan tersebut, dapat dilihat bahwa NPSH yang tersedia merupakan tekanan absolute yang masih tersisa pada sisi isap pompa setelah dikurangi tekanan uap. Besarnya tergantung pada kondisi luar pompa dimana pompa tersebut dipasang.

            Jika zat cair dihisap dari tangki tertutup seperti pada gambar 2.2, maka P_a menyatakan tekanan absolut yang bekerja pada permukaan zat cair di dalam tangki tertutup tersebut. Jika tekanan di atas permukan zat cair sama dengan tekanan uap jenuhnya, maka P_a = P_v, sehingga :

h_sv = - h_s – h_l

Harga h_s adalah negatif (-) karena permukaan zat cair dalam tangki lebih tinggi daripada sisi isap pompa. Pemasangan pompa semacam ini diperlukan untuk mendapatkan harga h_sv atau NPSH yang positif (+).

b.      NPSH yang Diperlukan

Tekanan terendah di dalam pompa besarnya terdapat di suatu titik dekat setelah sisi masuk sudu impeller. Di tempat tersebut, tekanannya lebih rendah daripada tekanan pada sisi isap pompa. Hal ini disebabkan kerugian head di nosel isap, kenaikan kecepatan aliran karena luas penampang yang menyempit, dan kenaikan kecepatan aliran karena tebal sudu.

Jadi, agar tidak terjadi penguapan zat cair, maka tekanan pada lubang masuk pompa dikurangi penurunan tekanan di dalam pompa, harus lebih tinggi daripada tekanan uap zat cair. Head tekanan yang besarnya sama dengan penurunan tekanan ini disebut NPSH yang diperlukan.Agar pompa dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi, maka harus dipenuhi persyaratan sebagai berikut : NPSH yang tersedia > NPSH yang diperlukan. Harga dari NPSH yang diperlukan, diperoleh dari pabrik pompa yang bersangkutan.

•  Klasifikasi Pompa

              

Menurut prinsip kerjanya, pompa dapat diklasifikasikan menjadi dua macam, yaitu :

A.    Positive Displacement Pump

Merupakan pompa yang menghasilkan kapasitas yang intermittent, karena fluida ditekan di dalam elemen-elemen pompa dengan volume tertentu. Ketika fluida masuk, langsung dipindahkan ke sisi buang sehingga tidak ada kebocoran (aliran balik) dari sisi buang ke sisi masuk. Kapasitas dari pompa ini kurang lebih berbanding lurus dengan jumah putaran atau banyaknya gerak bolak-balik pada tiap satuan waktu dari poros atau engkol yang menggerakkan. Pompa jenis ini menghasilkan head yang tinggi dengan kapasitas rendah. Pompa ini dibagi lagi menjadi:

1.      Reciprocating Pump

Pada pompa ini, tekanan dihasilkan oleh gerak bolak-balik linier dari elemen-elemennya, dengan perantaran crankshaft, camshaft, dan lain-lainnya. Pompa jenis ini dilengkapi dengan katup masuk dan katup buang yang mengatur aliran fluida keluar atau masuk ruang kerja. Katup-katup ini bekerja secara otomatis dan derajat pembukaannya tergantung pada fluida yang dihasilkan. Tekanan yang dihasilkan sangat tinggi, yaitu lebih dari 10 atm. Kecepatan putar rendah yaitu 250 sampai 500 rpm. Oleh karena itu, dimensinya besar dan sangat berat. Pompa ini banyak dipakai pada pabrik minyak dan industri kimia untuk memompa cairan kental, dan untuk pompa air ketel pada PLTU.

2.      Rotary Pump

Tekanan yang dihasilkan dari pompa ini adalah akibat gerak putar dari elemen-elemennya atau gerak gabungan berputar dan osilasi. Bagian utama dari pompa jenis ini adalah :

§  rumah pompa yang stasioner

§  rotor, yang di dalamnya terdapat elemen-elemen yang berputar dalam rumah pompa

Prinsip kerjanya adalah fluida yang masuk ditekan oleh elemen-elemen yang memindahkannya ke sisi buang kemudian menekannya ke pipa tekan. Karena tidak memiliki katup-katup, maka pompa ini dapat bekerja terbalik, sebagai pompa maupun sebagai motor. Pompa ini bekerja pada putaran yang tingi sampai dengan 5000 rpm atau lebih. Karena keuntungan tersebut, pompa ini banyak dipakai untuk pompa pelumas dan pada hydraul power transmission. Yang termasuk jenis pompa ini adalah :

a.       Gear Pump (Pompa Roda Gigi)

Prinsip kerja dari pompa ini adalah berputarnya dua buah roda gigi berpasangan yang terletak dalam rumah pompa akan menghisap dan menekan fluida yang dipompakan. Fluida yang mengisi ruang antar gigi ditekan ke sisi buang. Akibat diisinya ruang antar sisi tersebut maka pompa ini dapat beroperasi. Aplikasi dari pompa ini adalah pada sistem pelumasan, karena pompa ini menghasilkan head yang tinggi dan debit yang rendah.

b.      Pompa Piston

Prinsip kerja dari pompa ini adalah berputarnya selubung putar menyebabkan piston bergerak sesuai dengan posisi ujung piston di atas piring dakian. Fluida terhisap ke dalam silinder dan ditekan ke saluran buang akibat gerakan naik turun piston. Fungsi dari pompa ini adalah untuk pemenuhan kebutuhan head tingi dan kapasitas rendah.

B.  Dynamic Pump

   Merupakan pompa yang ruang kerjanya tidak berubah selama pompa bekerja. Untuk merubah kenaikan tekanan, tidak harus mengubah volume aliran fluida. Dalam pompa ini terjadi perubahan energi, dari energi mekanik menjadi energi kinetik, kemudian menjadi energi potensial. Pompa ini memiliki elemen utama sebuah rotor dengan suatu impeller yang berputar dengan kecepatan tinggi. Yang termasuk di dalam jenis pompa ini adalah pompa aksial dan pompa sentrifugal.

1.      Pompa Aksial

Prinsip kerja dari pompa ini adalah berputarnya impeller akan menghisap fluida yang dipompakan dan menekannya ke sisi tekan dalam arah aksial. Pompa ini cocok untuk aplikasi yang membutuhkan head rendah dan kapasitas tinggi, seperti pada sistem pengairan.

2.      Pompa Sentrifugal

Elemen pokok dari pompa ini adalah sebuah rotor dengan sudu-sudu yang berputar pada kecepatan tinggi. Fluida yang masuk dipercepat oeh impeller yang menaikkan tekanan maupun kecepatannya, dan melempar fluida keluar melalui volute atau rumah siput. Pompa ini digunakan untuk memenuhi kebutuhan head medium sampai tinggi dengan kapasitas aliran medium. Dalam aplikasinya, pompa sentrifugal banyak digunakan untuk proses pengisian air pada ketel dan pompa rumah tangga.

•  Pompa Sentrifugal dan Prinsip Kerjanya

       Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal mempunyai konstruksi sedemikian rupa sehingga aliran zat cair yang keluar dari impeller akan melalui sebuah bidang tegak lurus poros pompa. Konstruksi dari pompa sentrifugal dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Impeller dipasang pada satu ujung poros dan pad ujung yang lain dipasang kopling untuk meneruskan daya dari penggerak. Poros ditumpu oleh dua buah bantalan Sebuah paking atau perapat dipasang pada bagian rumah yang ditembus poros, untuk mencegah air membocor keluar atau udara masuk dalam pompa.

a.   Impeller

Merupakan bagian yang berputar dari pompa dan memberikan daya pada air, sehingga air akan mendapatkan energi spesifik berupa kecepatan dan tekanan. Di dalam rumah siput, kecepatan air secara berangsur-angsur diubah menjadi tekanan statis.

b.   Rumah Pompa

Berfungsi sebagai pengarah fluida yang dilemparkan impeller. Akibat gaya sentrifugal yang menuju pompa tekan, sebagian energi kinetik fluida diubah menjadi tekanan.

c.   Poros Pompa

      Sebagai penerus putaran pengerak kepada impeller dan pompa. Poros pompa dibedakan menjadi dua, yaitu :

§  poros pompa datar atau horizontal

§  poros pompa tegak atau vertikal

d.   Cincin Penahan Keausan atau Cincin Perapat (Waring Ring)

      Untuk mencegah keausan rumah pompa dan impeller pada sambungan yang bergerak (running joint), maka dipasang cincin penahan keausan (waring ring) yang disebut juga cincin rumah pompa atau cincin perapat.

e.   Bantalan Poros

      Bantalan yang banyak dipakai pada pompa sentrifugal adalah bantalan anti gesek, selongsong, rol bola, dan kingsbury. Bantalan anti gesek dapat berupa baris tungal atau ganda. Bantalan rol banyak dipakai untuk poros pompa berukuran besar.

f.    Selongong Poros

      Berfungsi utuk mencegah kebocoran udara ke dalam pompa bila beroperasi dengan tinggi isap (suction lift) dan untuk mendistribusikan cairan perapat secara merata di sekeliling ruang cincin (anular space) antara lubang peti dan permukaan selongsong poros. Selongsong poros disebut juga sangkar perapat atau cincin lantern.

      Selongsong poros ini menerima cairan yang bertekanan dari pompa atau sumber tersendiri lainnya. Kadang-kadang digunakan minyak gemuk sebaga medum perapat apabila cairan yang bersih tidak tersedia atau tidak dapat diaplikasikan.

g.   Peti Gasket

      Berfungsi untuk mencegah udara bocor ke dalam rumah pompa bila tekanan di dalamnya berada di bawah tekanan atmosfer.

h.   Perapat Poros (Perapat Mekanis)

      Digunakan untuk mencegah kebocoran di sekeliling poros. Perapat poros ini juga dipakai apabila peti gasket tidak dapat mencegah kebocoran secara maksimal. Permukaan perapat tegak lurus terhadap poros pompa dan biasanya terdiri dari dua bagian yang dihaluskan dan dilumasi. Perapat poros dibedakan menjadi dua, yaitu jenis dalam dan jenis luar. Jenis luar dipakai apabila cairan yang dipompa berpasir dan tidak diinginka adanya ebocoran pada peti gasket. Jenis dalam digunakan untuk cairan yang mu dah menguap.

•  Prinsip Kerja Pompa Sentirfugal

         Secara garis besar, pompa bekerja dengan cara mengubah energi mekanik dari poros yang mengerakkan sudu-sudu pompa, kemudian menjadi energi kinetik dan tekanan pada fluida. Demikian pula pada pompa sentrifugal, agar bisa bekerja, pompa membutuhkan daya dari mesin penggerak pompa. Berputarnya impeller menyebabkan tekanan vakum pada sisi isap pompa, akibatnya fluida yang mengalir terhisap masuk ke dalam impeller. Di dalam impeller, fluida mendapatkan percepatan sedemikian rupa dan terkena gaya sentrifugal, sehingga fluida mengalir keluar dari impeller dengan kecepatan tertentu. Kecepatan keluar fluida ini selanjutnya akan berkurang dan berubah menjadi energi tekanan di dalam rumah pompa. Besarnya tekanan yang timbul tergantung pada besarnya kecepatan fluida

Jadi,,,,, sekarang kita tahu, istilah mompa ban kayanya salah yah,, dilihat dari fungsinya,, rasanya nanti kita bisa nyuruh anak-anak dan cucu kita "Nak, tolong Kompresi Ban-nya ya...." heheehehe...
Semoga bermanfaat....