BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Definisi Pompa

Pompa adalah suatu alat/ pesawat yang digunakan untuk memindahkan fluida

cair (liquid) dari suatu tempat yang rendah ke tempat lain yang lebih tingi melalui suatu

sistem perpipaan, atau dari suatu tempat yang bertekanan rendah ke tempat yang

bertekanan tinggi, atau dari satu tempat ke tempat lain yang jauh serta untuk mengatasi

tahanan hidrolisnya.Prinsip operasinya pompa adalah memberikan perbedaan tekanan

antara bagian suction (hisap) dan bagian discharge (tekan) dengan mentransfer energi

mekanis dari suatu sumber energi luar (motor listrik, motor bensin/diesel ataupun turbin

dll.) untuk dipindahkan ke fluida kerja yang dilayani.Dengan demikian pompa menaikan

energi cairan yang dilayani sehingga cairan tersebut dapat mengalir dari suatu tempat

yang bertekanan rendah ke tempat yang bertekanan tinggi.

Pada suatu industri, pompa merupakan peralatan penunjang yang sangat

penting.Hal ini karena pompa digunakan sebagai peralatan sirkulasi air pendingin,

sebagai penggerak fluida kerja pada sistem hidrolis, sirkulasi minyak pelumas pada

mesin, dsb.Selain itu juga digunakan sebagai suply kebuthan air bersih, pemadam

kebakaran dan lain-lain.

2.2 Klasifikasi Pompa

Pompa dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara yang berbeda, misalnya

berdasarkan kondisi kerjanya, cairan yang dilayani / dipindahkan, bentuk elemen yang

bergerak, jenis penggeraknya, serta berdasarkan cara mentransfer fluida dari dari pipa

hisap ke pipa tekan. Namun secara general pompa dapat diklasifikasikan sbb :

2.2.1 Positive Displacement Pumps

Pada pompa positive displacement, perpindahan zat cair dari suatu tempat ke

tempat lain disebabkan perubahan volume ruang kerja pompa yang diakibatkan oleh

gerakan elemen pompa yaitu maju-mundur (bolak-balik) atau berputar (rotary). Dengan

perubahan volume tersebut maka zat cair pada bagian keluar (discharge) mempunyai

tekanan yang lebih besar dibanding pada bagian masuk (suction) dan konsekuensinya

kapasitas yang dihasilkan sesuai volume yang dipindahkan.

A. Pompa Reciprocating

Adalah pompa yang merubah energi mekanis penggeraknya menjadi energi

aliran fluida yang dilayani dengan menggunakan bagian pompa yang bergerak

bolak-balik di dalam silinder.Bagian atau elemen pompa yang bergerak tersebut bisa

disebut piston ataupun plunger tergantung dari konstruksinya. Yang termasuk

pompa ini adalah:

Piston pump.

Plunger pump.

Simplex dan duplex pump.

Diafragma pump.

B. Pompa Rotary

Tekanan yang dihasilkan adalah gerak putar dari elemen-elemen atau gerak

gabungan berputar dan ascilasi. Prinsip kerjanya adalah fluida yang masuk diputar

oleh elemen yang memindahkan ke sisi buang lalu menekanya pada pipa tekan karena

tidak menggunakan tutup maka pompa ini dapat bekrja terbalik (sebagai pompa dan

juga sebagai motor). Mekanismenya memerlukan poros, contoh pada pompa pelumas

dan hidrolik power transmisi.

Berdasarkan desainnya, pompa rotary dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

Pompa Roda Gigi (Gear Pump).

Pompa Lobe (Lobe Pump).

Pompa Dinding (Sliding-Vane Pump).

Pompa Ulir (Screw Pump).

2.2.2 Non Positive Displacement Pump

Non Positive Displacement Pump adalah kapasitas yang dihasilkan adalah tetap

atau konstan, tetapi akan tergantung dari besarnya putaran pompa (rpm). Tenaga yang

diberikan adalah tenaga kinetic dan jika katup tekan tertutup pompa masih bekerja

(dapat bekerja) dimana Q = 0 ; H ≠ 0.

a) Centrifugal Pump

Fluida yang masuk dipercepat oleh impeller yang menaikan tekanan

maupun kecepatan absolute yang prosesnya adalah energi aliran.Pada volute

fluida diarahkan ke pipa tekanan, sebagai energikinetik fluida diubah menjadi

energy tekanan.

b) Propeller Pump

Menurut posisi shafnya, propeller pump ada yang horizontal shaft dan

vertical shaft. Pompa ini mampu memompakan fluida cair yang mengandung

kotoran (unsur lain),tetapi menghasilkan head yang rendah.

c) Jet Pump

Prinsip pompa ini untuk mendapatkan vakum pada inlet chamber yaiutu

mengubah static energy dari cairan ke dalam kinetic energy dan sebaliknya

melalui nozzle, sehingga dengan vakum yang dihasilkan itu digunakan untuk

menarik cairan yang dipompa atau dipindah kedalam ruang pompa.

POMPA SENTRIFUGAL

2.2 Pengertian Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal merupakan suatu pompa yang memindahkan cairan dengan

memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran impeler. Pompa sentrifugal

mengubah enegi kecepatan menjadi energi tekanan. Ada juga yang menyebutnya sebagai

mesin kecepatan karena semakin cepat putaran pompanya maka akan semakin tinggi

tekanan (head) dihasilkan.

Pompa sentrifugal merupakan pilihan utama para insinyur dalam aplikasi

pompa.Hal ini di karenakan pompa sentrifugal sangat sederhana dan serbaguna.Pompa

sentrifugal diperkenalkan oleh Denis Papin tahun 1689 di Eropa dan dikembangkan di

Amerika Serikat pada awal tahun 1800-an. Pada awalnya pompaini dikenal sebagai baling-

baling Archimedean.Pada saat itu diproduksi untuk aplikasi head rendah yang mana fluida

bercampur sampah dan benda padat lainnya.Dan awalnya mayoritas aplikasi pompa menggunakan

pompa positive_displacement. Gambar 2.1 Pompa sentrifugal saat pertama dibuat.Tingkat

kepopuleran pompa sentrifugal dimulai sejak adanya pengembangan motor elektrik

kecepatan tinggi (high speed electric motors), turbin uap, dan mesin pembakaran

ruangan (internal combustion engines).Pompa sentrifugal merupakan mesin

berkecepatan tinggi dan dengan adanya pengembangan penggerak kecepatan tinggi telah

memungkinkan pengembangan pompa menjadi lebih efisien.

Gambar 2.1 Pompa sentrifugal saat pertama kali dibuat

Sejak tahun 1940-an, pompa sentrifugal menjadi pompa pilihan untuk berbagai

aplikasi.Riset dan pengembangan menghasilkan peningkatkan kemampuan dan dengan

ditemukannya material konstruksi yang baru membuat pompa memiliki cakupan bidang yang

sangat luas dalam penggunaannya. Sehingga tidak mengherankan jika hari ini ditemukan efisiensi

93% lebih untuk pompa besar dan 50% lebih untuk pompa kecil. Pompa sentrifugal modern

mampu mengirimkan hingga 1,000,000 galon/menit dengan head hingga 300 feet yang biasanya

dipakai pada industry tenaga nuklir. Dan boiler feed pump telah dikembangkan sehingga dapat

mengirimkan 300 (gl/min) dengan head lebih dari 1800 feet. Pada fase selanjutnya pompa

sentrifugal ini paling banyak digunakan di pabrik kimia.Pompa sentrifugal biasa

digunakan untuk memindahkan berbagai macam fluida, mulai dari air, asam sampai

slurry atau campuran cairan dengan katalis padat (solid). Dengan desain yang cukup

sederhana,pompa sentrifugal bisa disebut sebagai pompa yang paling populer di industry

kimia.

Selain hal tersebut di atas, pompa sentrifugal juga banyak memberikan berbagai

manfaat besar bagi manusia, terutama pada bidang industri. Secara umum pompa sentrifugal

digunakan untuk kepentingan pemindahan fluida dari satu tempat ke tempat yang

lainnya Berikut ini beberapa contoh lain pemanfaatan pompa sentrifugal, diantaranya:

a. Pada industri perkapalan pompa sentrifugal banyak digunakan untuk memeperlancar

proses kerja di kapal.

b. Pompa sentrifugal WARMAN dirancang khusus untuk memompakan lumpur,

bahan kimia, dan semua larutan cair yang bercampur dengan partikel padat.

c. Pompa sentrifugal dan reciprocating RUHRUMPEN untuk berbagai jenis

aplikasi, seperti: industri proses, perkapalan, dock & lepas pantai dan oil

d. Pada industri minyak bumi, sebagian besar pompa yang digunakan dalam fasilitas

gathering station, suatu unit pengumpul fluida dari sumur produksi sebelum

diolah dan dipasarkan, ialah pompa bertipe sentrifugal.

Pada beberapa kasus pemanfaatan pompa sentrifugal, pompa ini memberikan

efisiensi yang lebih baik dibandingkan pompa jenis displacement.Hal ini dikarenakan pompa ini

memiliki keunggulan dari pompa lainnya.Keunggulan-keunggulan tersebut diantaranya:

a. Prinsip kerjanya sederhana

b. Mempunyai banyak jenis

c. Konstruksinya kuat

d. Tersedia berbagai jenis pilihan kapasitas output debit air

e. Poros motor penggerak dapat langsung disambung ke pompa

f. Pada umumnya untuk volume yang sama dengan pompa displacement, harga

pembelian pompa sentrifugal rendah

g. Tidak banyak bagian-bagian yang bergerak (tidak ada katup dan sebagainya),

sehingga pemeliharaannya mudah

h. Lebih sedikit memerlukan tempat.

i. Jumlah putaran tinggi, sehingga memberi kemungkinan untuk pergerakan

langsung oleh sebuah electromotor atau turbin. 

j. Jalannya tenang, sehingga fondasi dapat di buat ringan

k. Bila konstruksinya disesuaikan, memberi kemungkinan untuk

mengerjakanzat cair yang mengandung kotoran

l. Aliran zat cair tidak terputus – putus

Namun disamping memiliki keunggulan pompa sentrifugal ini juga tidak luput

dari yang namanya kelemahan. Adapun kelemahan dari pompa ini adalah:

a) Kurang cocok untuk mengerjakan zat cair kental, terutama

b) Dalam keadaan normal pompa sentrifugal tidak dapat menghisap sendiri

(tidak dapat memompakan udara).

2.3 Klasifikasi Pompa Sentrifugal

2.3.1 Menurut arah dari aliran fluida melalui impeler, pompa sentrifugal dapat

dibedakan menjadi :

a. Pompa sentrifugal aliran radial

Pompa ini mempunyai konstruksi sedemikian rupa sehingga aliaran

fluida yang keluar dari impeler akan melalui sebuah bidang tegak lurus pompa,

impeler dipasang pada satu ujung poros dan pada ujung yang lain dipasang

kopling untuk meneruskan daya dari penggerak. Poros ditumpu oleh dua buah

bantalan, sebuah paking atau perapat dipasang pada bagian yang ditembus oleh

poros untuk mencegah air membocor keluar atau udara masuk kedalam pompa

Gambar 2.2 Pompa sentrifugal aliran radial

b. Pompa sentrifugal aksial

Pada pompa jenis ini zat cair mengalir pada arah axial dan dapat

digunakan untuk aliran horisontal atau vertikal.Pompa jenis ini tidak dapat

menghisap sendiri sehingga dalam pemakaiannya diperlukan pompa vakum kecil

untuk mengusir udara dari rumah pompa.Kadang-kadang pada kipas pompa ini

diperlengkapai dengan sudu yang dapat diatur (disetel) ketika sedang bekerja,

sehingga aliran volum atau daya dorongnya dapat diatur.Kegunaan baling-baling

digunakan untuk aliran volum yang sangat besar pada daya dorong (tekanan)

yang rendah. Konstruksi pompa ini mirip pompa aliran campur, kecauali bentuk

impeler dan difuser aliran keluarnya dan biasanya digunakan untuk irigasi,

karena menghasilkan kapasitas yang besar dan head yang rendah

Gambar 2.3 Pompa sentrifugal aliran aksial

Gambar 2.4 Kipas Pompa sentrifugal aliran aksial

c. Pompa sentrifugal aliran sempurna

Pompa sentrifugal aliran sempurna merupakan peralihan antara pompa

sentrifugal aliran radial dan pompa aliran aksial.Kipas pompa jenis ini

mempunyai sudu yang dibengkokkan dalam tiga jurusan (tiga dimensi). Adapun

cara kerjanya sama dengan pompa sentrifugal.

Karena kapasitasnya lebih besar dibandingkan dengan pompa dengan

arah radial, pompa jenis ini biasanya digunakan untuk aliran volume yang besar

tetapi daya dorongnya rendah.

Gambar 2.5 Pompa sentrifugal aliran sempurna

Gambar 2.6 Kipas Pompa sentrifugal aliran sempurna

2.3.2 Menurut bentuk casingnya, dapat di bedakan menjadi :

a. Pompa volute

Suatu pompa sentrifugal dimana zat car dari impeler langsung dibawa ke

rumah volut yang selanjutmya akan menyalurkan ke nosel keluar, harga

kecepatan spesifik pompa volute bervariasi pada daerah yang cukup luas, yaitu

antara 100 sampai 700.

Gambar 2.7 Pompa volut

b. Pompa difuser

Adalah suatu pompa sentrifugal yang dilengkapi dengan difuser di

sekeliling impeller, guna dari difuser untuk menurunkan kecepatan aliran yang

keluar dari impeler sehingga energi kinetik aliran dapat diubah menjadi energi

tekanan secara efisien, pompa difuser dipakai untuk memperoleh head total yang

tinggi. Harga kecepatan spesifik pompai ini berkisar antara 100 sampai 300.

Konstuksi dari bagian – bagian pompa ini sama dengan pompa volute karena

sudu-sudu difuser selain memperbaki efisiensi pompa juga menambah kokoh

rumah. Maka konstruksi ini sering dipakai pada pompa besar dengan head tinggi,

selain itu pompa ini sering juga dipakai sebagai pompa bertingkat banyak karena

aliran suatu tingkat ke tingat berikutnya dapat dilakuan tanpa mengguakan rumah

volut

Gambar 2.8 Pompa diffuser

c. Pompa jenis volute aliran campuran

Pompa ini mempunyai impeler jenis aliran campur dan sebuah rumah volute

seperti diperlihatkan pada gambar.Disini tidak digunakan sudu–sudu difuser

melainkan dipakai saluran yang lebar untuk mengalirkan zat cair.Dengan

demikian pompa tidak mudah tersumbat oleh benda asing yang terhisap,

sehinnga pompa ini sangat sesuai untuk air limbah.

Adapun impeler yang digunakan di sini adalah jenis setengah terbuka, yaitu tidak

mempunyai tutup depan. Konstruksi seperti ini tidak mudah tersumbat benda

padat dibandingkan dengan impeler tertutup, sehingga sesuai untuk memompa

air buangan.

Gambar 2.9 Pompa jenis volute aliran campuran

Gambar 2.10 Impeler jenis pompa volute aliran campuran

2.3.3 Menurut jumlah tingkatnya, dapat di bedakan menjadi :

a. Pompa satu tingkat

Pompa ini hanya mempunyai satu impeller. Head total yang ditimbulkan

hanya berasal dari  satu impeller, sehingga relatif rendah.

Gambar 2.11 Pompa satu tingkat

b. Pompa bertingkat banyak

Pompa ini menggunakan beberapa impeler yang dipasang secara berderet

(seri) pada satu poros.Zat cair yang keluar dari impeler pertama dimasukan ke

impeler berikutmya dan seterusnya hinga impeler terakhir gambar 2.12. Head

total pompa merupakan jumlahan dari head yang ditimbulkan oleh masing-

masing impeler sehingga relatif tinggi.

Pada umumnya impeler-impeler tersebut dipasang menghadap ke satu

arah pada poros seperti pada gambar 2.12. Namun pemasangan seperti ini akan

menimbulkan gaya aksial yang besar sehingga dalam banyak hal diperlukan

cara-cara tertentu untuk menguranginya.

Pompa difuser pada umumnya menggunakan sudu diffuser di keliling

luar impelernya untuk memperbaiki efisiensi pompa. Namun ada beberapa yang

hanya memakai volut. Dalam hal ini sering dipakai rumah volut kembar untuk

mengurang gaya radial seperti diperlihatkan dalam gambar-gambar ini

memnunjukan potongan menurut bidang tegak lurus.

Gambar 2.12 Pompa bertingkat banyak

2.3.4 Menurut sisi masuk impeller, dapat di bedakan menjadi :

a. Pompa isapan tunggal

.Konstruksinya sangat sederhana sehingga banyak dipakai. Namun,

seperti terlihat gambar 2.13(a), tekanan yang bekerja pada masing-masing sisi

impeler tidak sama sehingga akan timbul gaya aksial ke arah sisi isap. Gaya ini

dapat ditahan oleh bantalan aksial jika ukuran pompa cukup kecil. Namun untuk

pompa besar harus dicari cara untuk mengurangi gaya aksial ini agar tidak perlu

dipakai bantalan aksial yang terlalu besar. Salah satu cara untuk mengatasi hal ini

diperlihatkan dalam gambar 2.13(b). Disini digunakan sebuah ruang pengimbang

yang diameternya sama dengan diameter isap impeler. Ruang ini dihubungkan

dengan sisi isap impeler melalui lubang pengimbang agar tekanannya sama

sehingga timbul gaya aksial. Pada gambar 2.13(a), diperlihatkan jenis “tak

berimbang” sedang pada gambar 2.13(b) jenis “berimbang”

Gambar 2.13 Tekanan air yang bekerja pada sisi impeler

b. Pompa isapan ganda

Pompa ini memasukan air melaui kedua sisi impeller. Adapun bentuk

sesungguhnya diperlihatkan pada gambar 2.14, disini poros yang mengerakan

impeler dipasang menembus kedua sisi rumah dan impeler dan ditumpu oleh

bantalan diluar rumah. Karena itu poros menjadi lebih panjang dibanding pompa

jenis lain.

Impeler jenis ini pada dasarnya sama dengan dua buah impeler pompa isapan

tunggal yang dipasang secara bertolak belakang. Dengan demikain gaya aksial

yang timbul saling mengimbangi menjadi nol. Selain itu, pompa ini juga dapat

dipandang sebagai sebuah pompa yang mempunyai dua buah impeler yang

bekerja secara sejajar (paralel). Dengan demikian laju aliran total sama dengan

dua kali laju aliran yang melalui masing-masing impeler yang saling bertolak

belakang tersebut. Dibandingkan dengan pompa isapan tunggal yang mempunyai

kapasitas yang sama, pompa isapan ganda mempunyai kemampuan isap yang

lebih baik. Ini disebabkan laju aliran yang masuk masing-masing sisi isap hanya

setengah dari laju aliran total. Jika NPSH yang tersedia sama, putaran pompa

jenis ini dapat dipertinggi. Karena itu pompa jenis isapan ganda banyak dipakai

sebagai pompa berukuran besar atau sedang.

Gambar 2.14 Pompavolut jenis isapan ganda

2.4 Cara Kerja Pompa Sentrifugal

Pompa sentifugal seperti yang ditunjukan dalam gambar, mempunyai sebuah

impeler (baling-baling) untuk mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ke

tempat yang lebih tinggi.

Gambar 2.15 Cara kerja pompa sentrifugal

Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutarkan impeler di

dalam zat cair.Maka zat cair yang ada dalam impeler, oleh dorongan sudu–sudu ikut

berputar. Karena timbul gaya sentrifugal maka zat cair mengalir dari tengah impeler ke

luar melalui saluran sudu-sudu. Disini head tekanan zat cair menjadi lebih tinggi.

Demikian pula head kecepatannya bertambah besar karena zat cair mengalami

percepatan.Zat cair yang keluar dari impeler ditampung oleh saluran berbentuk volute

(spiral) di keliling impeller dan disalurkan keluar pompa melalui nosel.Di dalam nosel

ini sebagian head kecepatan aliran diubah menjadi head tekanan.

Jadi impeler pompa berfungsi memberikan kerja kepada zat cair sehinga energi

yang dikandungnya menjadi lebih besar.Selisih energi per satuan berat atau head total

zat cair antara flens isap dan flens keluar pompa disebut head total pompa.

Dari uraian diatas jelas pompa sentrifugal dapat mengubah energi mekanik

dalam bentuk kerja poros menjadi enrgi fluida.Energi inilah yang mengakibatkan

pertambahan head tekanan, head kecepatan, dan head potensial pada zat cair yang

mengalir secara kontinyu.

Pada keliling luar kipas, zat cair mengalir dalam rumah pompa dengantekanan

dan kecepatan tertentu.Dalam rumah pompa ini zat cair disalurkansedemikian rupa,

sehingga terdapat perubahan kecepatan ke dalam tekanan yangsempurna.Oleh karena ini, kolom

zat cair dalam saluran kempa digerakkan.Zatcair ini bergerak dalam aliran yang tak

terputus-putus dari saluran isap melalui pompa ke saluran kempa.

Sumber :

http://bodaesmunti.wordpress.com/2009/05/09/pompa/

http://id.scribd.com/doc/32235908/Prinsip-Kerja-Pompa-Sentrifugal

http://capitalintelektual.blogspot.com/

http://indahkireilestari.files.wordpress.com/2011/04/pompa1.doc