positive displacement
Post on 14-Aug-2015
77 Views
Preview:
TRANSCRIPT
2.1.1 Positive Displacement
Pompa Desak (Positive Displacement Pump), perpindahan fluida akibat
adanya dorongan dari komponen (rotor,piston) pompa yang bergerak.
Kapasitas yang dihasilkan oleh pompa tekan adalah sebanding dengan
kecepatan pergerakan atau kecepatan putaran, sedangkan total head
(tekanan) yang dihasilkan oleh pompa ini tidak tergantung dari
kecepatan pergerakan atau putaran. Positive Displacement
Pompa perpindahan positif yaitu pompa yang bekerja menghisap zat cair,
kemudian menekan zat cair tersebut, selanjutnya zat cair dikeluarkan melalui
katup atau lubang keluar. Pompa ini menggunakan cara mekanis untuk
mengekspansi sebuah volume secara terus-menerus, mengalirkan gas melalui
pompa tersebut, men-sealing ruang volume sistem, dan membuang gas ke
atmosfer.
Pompa perpindahan positif dapat diklasifikasikan sebagai berikut.
a) Pompa Reciprocating
Pompa reciprocating adalah pompa dimana energi mekanik dari penggerak
pompa diubah menjadi energi aliran dengan menggunakan elemen bolak‐balik
(resiprocating) yang ada di dalam silinder. Semua pompa resiprokating
memiliki bagian yang berfungsi untuk menghandle fluida yang dinamakan
liquid end, yang terdiri dari : torak/plunger, silinder, katup isap, katup buang,
sil antara silinder dan torak. Serta bagian penggerak (power end) yang terdiri
dari poros engkol, batang engkol.
i. Pompa Torak
Gambar 2.19 Pompa Torak
Tabel. 2.1 Komponen-komponen pompa torak
No. Nama Komponen
1. Mesin penggerak torak
2. Cincin torak penggerak
3. Batang torak penggerak
4. Packing
5. Torak
6. Silinder penggerak
7. Katup gas
8. Packing
9. Mekanika katup pemicu
10. Bantalan
11. Pelapis silinder
12. Torak pompa
13. Cincin torak pompa
14. Silinder pompa
15. Katup keluar
16. Katup masuk
17. Mesin penggerak
18. Pompa
19. Tumpulan bantal
Prinsip dari pompa ini adalah dengan jalan mengekspansi volume
ruang oleh pompa sehingga terjadi penurunan tekanan vakum parsial.
Sistem sealing mencegah gas masuk ke dalam ruang tersebut.
Selanjutnya pompa melakukan gerakan buang, dan kembali
mengekspansi ruang tersebut. Jika dilakukan secara siklis dan berkali-
kali, maka vakum akan terbentuk di ruangan tersebut. Salah satu
aplikasi pompa ini yang paling sederhana adalah pada pompa air
manual. Untuk mengangkat air dari dalam tanah, dibentuk ruang vakum
pada sisi keluaran air, sehingga air dapat “terhisap” naik ke atas.
Gambar 2.20 Skema Pompa Torak
Pada pompa torak kerja tunggal, dalam setiap silinder ada dua katup
yaitu katup isap dan katup buang. Pada langkah isap torak bergerak dari
TMA ke TMB, tekanan didalam silinder menjadi turun. Akibatnya ada
beda tekanan antara diluar silinder dengan didalam silinder, sehingga
katup isap terbuka, zat cair kemudian terhisap kedalam silinder. Ketika
torak berada pada TMB dan mulai bergerak menuju TMA, katup isap
menutup kembali. Setelah zat cair masuk ke dalam silinder kemudian
didorong torak menuju katup buang, tekanan didalam silinder menjadi
naik, sehingga katup buang terbuka. Selanjutnya zat cair mengalir
melewati katup buang keluar silinder dengan dorongan torak yang
menuju katup sampai akhir langkah buang.
Pompa torak banyak digunakan untuk aplikasi yang memerlukan
tekanan tinggi dan kapasitas rendah. Pompa resiprokating dapat
diklasifikasikan berdasarkan :
- Aksi → Kerja tunggal, kerja ganda
- Tekanan → Tekanan rendah (sampai dengan 5 kgf/cm2), tekanan
menengah (5‐50 kgf/cm2), tekanan tinggi ( > 50 kgf/cm2)
- Jumlah silinder → Silinder tunggal, multisilinder
- Jenis penggerak → penggerak langsung, pompa daya, dll.
ii. Pompa Plunger
Plunger pump merupakan suatu silinder baja yang panjang,
packingnya terletak konstan (stationary) pada bagian dalam dari
silindernya. Perbedaannya dengan pompa piston yaitu bentuknya labih
panjang dan pakingnya menempel pada silinder. Sedangkan pada pompa
piston, pakingnya menempel pada piston itu sendiri.
Gambar 2.21 Perbandingan pompa piston dengan pompa plunger
Prinsip kerja pompa ini hampir sama dengan pompa piston, hanya
saja tidak digunakan piston, melainkan digunakan silinder baja yang
panjang atau biasa disebut plunger. Fluidi masuk melalui dua arah yang
berlawanan, yang pertama masuk melalui katup isap pada bagian bawah,
sedangkan yang kedua fluida masuk ketika plunger tersebut ditekan.
Plunger tersebut dihubungkan oleh sebuah batang sehingga bergerak
serempak dan fluida juga dapat masuk secara bersamaan dari arah yang
berlawanan. Kemudian karena tekanan pada bagian katup buang lebih
tinggi maka fluida akan terdorong ke atas dan keluar melalui katup
buang tersebut.
Biasanya digunakan untuk memompakan air pada steam generator.
Pompa ini tidak cocok digunakan pada fluida kerja yang mengandung
pasir, lumpur, dan semen karena dapat mengakibatkan kebocoran pada
packing dan plungernya
iii. Pompa Diafragma
Pada pompa diafragma, efek pemompaan dihasilkan dari gerak
bolak‐balik diafragma. Ketika diafragma bergerak ke kiri, volume
silinder makin besar sehingga tekanannya makin kecil, akibatnya zat
cair terhisap melalui katup masuk.
Gambar 2.31 Skema pompa diafragma
Ketika diafragma bergerak ke kanan volume chamber mengecil,
tekanannya zat cair di dalam chamber membesar sehingga zat cair
terdorong keluar melalui katup keluar. Dapat dipergunakan untuk
memompa fluida‐fluida yang kental seperti lumpur atau slurries.
b) Pompa Rotari
Pompa jenis rotari terdiri dari casing tetap yang didalamnya terdapat
roda-roda gigi (gerak), sudu-sudu (vanes), torak-torak, bumbungan (cam),
segmen, sekrup-sekrup dan lain-lain yang beroperasi dengan jarak ruangan
(regangan /clerence) yang minimum. Pada pompa rotari cairan diperangkap
atau dijebak, di dorong ke casing yang tertutup, sama seperti torak pada
pompa torak. Terdapat beberapa jenis dari pompa rotary, antara lain:
i. Pompa Kam dan Piston
Pompa ini disebut juga pompa plunyer rotari, pompa jenis kam dan
piston ini terdiri dari lengan eksentrik dan lengan bercelah pada bagian
atasnya (Gambar 2-1). Perputaran paras menyebabkan eksentrik
menjebak cairan di dalam rumah pompa. Apabila putaran berlanjut,
maka cairan akan dipaksakan keluar rumah pompa melalaui cairan
lubang luar pompa.
ii. Pompa Roda Gigi
Pompa ini terdiri atas :
- Pompa roda gigi-luar (External-gear Pump)
Pompa ini merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana.
Apablia gerigi roda gigi pada sisi hisap 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
Gear pump bekerja dengan cara mengalirkan fluida melalui celah-
celah antara gigi dengan dinding. Kemudian fluida dikeluarkan
melalui saluran outlet karena sifat paasangan roda gigi yang selalu
memiliki titik kontak. Suatu pasangan roda gigi secara ideal akan
selalu memiliki satu titik kontak dengan pasangannya meskipun roda
gigi tersebut berputar. Hal inilah yang dimanfaatkan oleh mekanisme
gear pump untuk mengalirkan fluida. Dengan kata lain, secara ideal
fluida tidak akan masuk melalui titik kontak pasangan roda gigi
tersebut.
Jika jumlah gigi semakin sedikit maka volume fluida yang dialirkan
semakin besar karena rongga antara roda gigi dengan dinding
semakin besar pula. Sedangkan untuk meningkatkan flowrate dapat
dilakukan juga dengan meningkatkan rpm dari roda gigi tersebut.
Pompa jenis ini tidak memeerlukan katup/valve seperti pada
reciprocating pump sehingga loss dapat berkurang.
Pompa roda gigi dalam dapat dipergunakan untuk memompa
berbagai zat kimia dan polimer, minyak, asam, aplikasi hidrolik
seperti lift, dll.
Prinsip kerja dari pompa roda gigi luar adalah:
Ketika pasangan roda gigi mulai berputar, daerah pada sisi
isap membesar sehingga tekananya turun dan cairan masuk
dan terjebak pada celah gigi ketika berputar.
Cairan bergerak di celah antara gigi dan casing.
Pasangan gigi mendorong cairan sehingga keluar pada sisi
buang dengan tekanan.
- Pompa roda gigi-dalam (Internal-gear Pump)
Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam
berpasangan dengan roda gigi-luar yang bebas (idler). Sebuah sekat
yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan
yang kembali ke sisi pompa.
Prinsip kerja dari pompa roda gigi adalah :
Cairan masuk sisi isap antara rotor dan idler. Arah anak
panah menunjukkan arah aliran cairan.
Cairan bergerak diantara celah antar gigi, bagian berbentuk
bulan sabit berfungsi sebagai pemisah antara sisi isap dan
sisi buang.
Setelah rumah pompa hampir dipenuhi cairan, roda gigi
membentuk susunan sedemikian sehingga daerah isap dan
buang terpisah.
Setelah daerah isap dan buang sepenuhnya terpisah cairan
mulai keluar pada sisi buang.
Pompa roda gigi dalam dapat dipergunakan untuk memompa
minyak bumi, minyak pelumas, resin, polimer, alkohol, solven,
aspal, bitumen, tar, cat, tinta, produk makanan seperti sirup, coklat,
selai kacang,dll.
iii. Pompa Cuping
Pompa cuping (lobe pump) ini mirip dengan pompa jenis roda gigi-
dalam hal aksinya dan mempunyai dua 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.
Pompa lobe sama dengan pompa roda gigi luar, hanya saja pada
pompa lobe tidak terjadi gesekan, sedangkan pada pompa roda gigi luar
terjadi gesekan.
Tersedia juga gabungan pompa-pompa roda gigi dan cuping. Pompa
ini dapat dimodiflkasi lebih lanjut sesuai dengan yang diinginkan. Tidak
jarang ditemukan nama-nama yang berbeda untuk jenis pompa ini
walaupun secara prinsipnya menggunakan atau sama dengan pompa
curing.
Modifikasi-modifikasi yang dibuat tidaklah berbeda jauh dengan
prinsip dasarnya hanya saja perlu disesuaikan dengan kondisi dan
keadaannya terhadap apa dan untuk apa pompa tersebut diperbuat.
iv. Pompa Sekrup
Pompa sekrup ini mempunyai satu, dua, tiga sekrup yang berputar
dalam rumah pompa yang diam. Tersedia sejumlah besar desain untuk
berbagai penggunaan. Pompa sekrup tunggal 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.
Pompa dua-sekrup atau tiga sekrup 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.
Ada beberapa aplikasi dari pompa sekrup yang mencakup berbagai
pasar: Utilitas pelayanan bahan bakar minyak, Industri Bahan bakar,
jasa minyak pelumas, proses kimia, industri minyak dan minyak
mentah, daya hidrolik, dan banyak lainnya (Fraser, et al , 1986.). Di
bawah ini adalah beberapa situasi khas di mana pompa sekrup
digunakan. Manfaat menggunakan pompa sekrup di masing-masing
situasi dibahas (Cheremisinoff, et al.., 1992).
- Baku stasiun pengangkat kotoran : Dapat menangani berbagai
influen limbah mentah, non-menyumbat, memerlukan perhatian
kecil, tahan terhadap overloads motor, dan tidak terpengaruh
dengan menjalankan kering
- tanaman stasiun angkat air limbah : Digunakan untuk
mengangkat limbah hingga 40 kaki dan memiliki-mengatur
kapasitas angkat diri (Normal lift adalah 30 kaki, sedangkan lift
tinggi 40 meter tingginya.)
- Regenerasi Lumpur Aktif : disintegrasi floc Little, debit
nonturbulent ke saluran limbah, persyaratan tenaga kuda rendah,
meningkatkan pengolahan lumpur aktif.
- Stormwater memompa : Apakah ideal karena kapasitas besar di
head yang rendah, tidak ada penyaringan yang diperlukan
- Drainase Tanah : Digunakan untuk pengendalian banjir, dapat
memompa volume besar air di atas tanggul.
Jenis-jenis pompa screw ada tiga yaitu:
Single Screw
Pompa sekrup tunggal yang lebih dikenal sebagai sekrup
Archimedean.Hal ini sangat besar; dimensi khas termasuk
diameter 12 inci atau lebih, dan panjang sampai sekitar 50
kaki.Hal ini biasanya digunakan sebagai pompa air
penggalangan dengan sekrup diatur pada sudut 30 derajat.Hal ini
juga dapat digunakan untuk menangani cairan yang mengandung
padatan dalam suspensi dengan baik angkat transportasi vertikal
atau horizontal.Desain pompa sekrup tunggal memungkinkan
sangat sedikit patahan partikel dan kerusakan abrasi sedikit
pompa.Salah satu kelemahan adalah sebagian besar yang
diperlukan untuk mencapai kapasitas yang tinggi karena
kecepatan rotasi dari urutan 30-60 rpm (War, 1984)
Intermeshing Screw Pompa
Pompa sekrup intermeshing biasanya disebut pompa kaku-
sekrup. Jenis pompa ini cocok untuk berbagai ukuran, dan dapat
dijalankan pada kecepatan tinggi. Pompa sekrup yang lebih besar
digunakan untuk menangani sebagian besar minyak dan cairan
serupa. Jenis dasar yang paling cocok untuk menangani cairan
yang bersih dengan kecepatan aliran rendah dan di kepala rendah
(Berperang, 1984).
Pompa sekrup eksentrik
Pompa sekrup eksentrik adalah serbaguna. Hal ini mampu
menangani berbagai cairan dan produk dengan efisiensi
tinggi. Ini terdiri dari rolling bentuk rotor sekrup kaku dalam
stator heliks tangguh internal dari karet keras atau lembut dengan
gerakan agak eksentrik. Ia bisa menangani cairan kental, slurries,
pasta, padat di suspensi, dan produk halus. Hal ini karena
kecepatan aliran rendah melalui pompa (Berperang, 1984).
Keuntungan dari menggunakan screw pump adalah:
Cakupan arus dan tekanan yang luas
Jangkauan viskositas cairan yang luas
Variasi kapasitas built-in
Kecepatan internal rendah
Foaming yang rendah
dll(Fraser, et al.,. 1986)
v. Pompa Baling
Pompa baling berayun (swinging-vane pump) mempunyai
sederetan baling berayun yang akan keluar bila rotor berputar, menjebak
cairan dan memaksanya keluar pipa buangan pompa. Pompa baling
geser (slidding-vane pump) menggunakan baling-baling yang
dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal
bila rotor berputar.
vi. Pompa Blok
Pompa blok kumparan mempunyai rotor bulat yang digerakkan
dalam rumah pompa kosentrik. Di dalam roda tadi, balok kumparan dan
piston saling berputar oleh eksentrik yang ditempatkan oleh pena bebas
yang menghasilkan sedotan dari sisi buang.
Pompa sambungan universal mempunyai poros tumpul di ujung
bebas rotor yang didukung dalam lubang sekitar 30 derajat secara
horisonta1. Ujung rotor lainnya tidak bergerak untuk menjalankan poros
tadi. Apabila rotor tersebut berputar, maka empat pasang permukaan
pelat akan terbuka dan tertutup untuk pompa empat bagian per satu
putaran. Sebuah eksentrik di dalam ruangan yang fleksibel akan
menghasilkan aksi pemompaan oleh penekanan bagian-bagian yang
fleksibel terhadap rumah pompa untuk memaksa cairan keluar dari sisi
buang pompa.
Pompa tabung fleksibel (fleksible-tube pump) mempunyai sebuah
tabung karet yang ditekan oleh cincin kompresi pada eksentrik yang
dapat disetel. Corong pompa yang dihubungkan dengan eksentrik, akan
memutarnya. Pompa desain ini dibuat dengan satu atau dua tingkat.
Desain-desain lain pompa tabung fleksibel ini juga tersedia
top related