BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Di dalam dunia industri, pompa memegang peranan yang sangat penting,

dimana pompa digunakan untuk memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat

lainnya. Penggunaan dan pemilihan jenis pompa disesuaikan dengan kebutuhan

yang

diperlukan. Di dalam sistem Pembangkit Listrik Tenaga Uap terdapat banyak sekali

jenis pompa yang digunakan, salah satunya adalah pompa yang digunakan untuk

mengalirkan air yang berasal dari pengembunan atau pendinginan uap di kondensor

atau yang disebut dengan air kondensat menuju ke deaerator yang berguna untuk

menghilangkan oksigen terlarut di dalam air kondensat. Pompa yang digunakan

untuk mengalirkan air kondensat dari kondensor menuju ke dalam deaerator disebut

dengan pompa air kondensat. Pompa air kondensat biasanya beroperasi secara

periodik dan mempunyai suatu tank untuk menampung air kondensat, pompa ini

akan beroperasi apabila air kondensat telah mencapai titik tertinggi tank kemudian

pompa akan mengalirkan air kondensat hingga mencapai titik terendah dari tank.

Pompa air kondensat harus mempunyai tekanan yang mencukupi agar dapat

mengalirkan air kondensat dari kondensor ke deaerator. Dengan demikian, dapat

digunakan pompa dengan jenis pompa sentrifugal, hal ini dikarenakan pompa

sentrifugal mempunyai aliran yang konstan dan dapat dinaikkan headnya dengan

menyusun pompa secara seri atau dengan pompa bertingkat.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan maka beberapa masalah dapat

dirumuskan dan akan dibahas dalam makalah ini adalah :

1. Apakah sebenarnya pompa itu ?

2. Bagaimanakah karakteristik pompa?

3. Apa saja klasifikasi pompa?

4. Bagaimana prisip kerja dari pompa sentifugal?

1.3. Tujuan Penulisan

Penulisan makalah ini dimaksudkan untuk mencapai beberapa tujuan,diantaranya:

1. Memahami detail tentang pompa sentifugal.

2. Mengetahui karakteristik pompa.

3. Memahami klasifikasi pompa.

4. Memahami prinsip kerja dari pompa sentrifugal.

1.4. Manfaat Penulisan

Kami berharap dari penulisan laporan ini dapat membantu kita semua mengenal dan memahami pompa

sentrifugal, serta dapat mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari.

1.5. Metodelogi Penulisan

Penulis menggunakan metode kepustakaan dan internet untuk mendapatkan data dan informasi

yang diperlukan. Adapun teknik yang dipergunakan pada penelitian ini adalah studi pustaka, dalam

metode ini, penulis membaca buku-buku, artikel yang ada di internet, dan literatur yang

berhubungandengan laporan ini.

1.6. Sistematika Penulisan

Laporan ini terdiri dari tiga bab, yakni bab I berupa pendahuluan, bab 2 merupakan bagian isi dan bab 3 berupa

penutup. Bab pendahuluan berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penulisan,

metodelogi penulisan dan sistematika penulisan. Bab kedua berisi pokok-pokok bahasan yang terdiri

dari informasi detail tentang pompa sentifugal, karakteristik pompa, klasifikasi pompa, dan

prinsip kerja dari pompa sentrifugal. Bab ketiga berupa kesimpulan.

BAB II

ISI

2.1. Pengertian Pompa

Pompa adalah salah satu mesin fluida yang termasuk dalam golongan mesin

kerja. Pada prinsipnya, pompa mengubah energi mekanik motor menjadi energi aliran

fluida. Energi yang diterima oleh fluida akan digunakan untuk menaikkan tekanan dan

mengatasi tahanan- tahanan yang terdapat pada saluran yang dilalui. Pada umumnya

pompa digunakan untuk menaikan fluida sebuah reservoir, pengairan, pengisi katel,

dan sebagainya. Dalam hal ini pelaksanaan operasionalnya dapat bekerja secara

tunggal, seri, dan peralel yang tergantung pada kebutuhan serta yang peralatan yang

ada. Dalam perancanaan instalasi pompa, harus dapat diketahui karakteristik pompa

tersebut untuk mendapatkan sistem yang optimum.

Pompa berfungsi untuk memindahkan zat cair dari tempat yang rendah ke

tempat yang lebih tinggi karena adanya perbedaan tekanan dan sebagai penguat laju

aliran pada suatu sistem jaringan pemipaan. Hal ini dicapai dengan membuat suatu

tekanan yang rendah pada sisi masuk atau suction dan tekanan yang tinggi pada

sisi keluar atau discharge dari pompa.

Pompa juga dapat digunakan pada proses - proses yang membutuhkan

tekanan hidraulik yang besar. Hal ini bisa dijumpai antara lain pada peralatan -

peralatan berat. Dalam operasi, mesin - mesin peralatan berat membutuhkan

tekanan discharge yang besar dan tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan yang

rendah pada sisi isap pompa maka fluida akan naik dari kedalaman tertentu,

sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi discharge akan memaksa fluida untuk

naik sampai pada ketinggian yang diinginkan.

2.2. Karakteristik pompa

Beberapa hal penting pada karakteristik pompa adalah:

a. Head (H)

Head adalah energi angkat atau dapat digunakan sebagai perbandingan

antara suatu energi pompa per satuan berat fluida. Pengukuran dilakukan dengan

mengukur beda tekanan antara pipa isap dengan pipa tekan, satuannya adalah

meter.

b. Kapasitas (Q), satuannya adalah m3/s.

Kapasitas adalah jumlah fluida yang dialirkan persatuan waktu.

c. Putaran (n), satuan rpm

Putaran adalah dinyatakan dalam rpm dan diukur dengan tachometer.

d. Daya (P), satuan Watt

Daya dibedakan atas 2 macam, yaitu daya dengan poros yang diberikan motor listrik

dan daya air yang dihasilkan pompa.

e. Momen Puntir (T), satuan N/m.

Momen puntir diukur dengan memakai motor listrik arus searah, dilengkapi

dengan pengukur momen.

f. Efisiensi ( η), satuan %

Efisiensi pompa adalah perbandingan antara daya air yang dihasilkan pompa

dengan daya poros dari motor listrik

2.3. Klasifikasi Pompa

Menurut prinsip perubahan bentuk energi yang terjadi, pompa dibedakan menjadi :

Pompa Tekanan Statis atau Positive Displacement Pump

Pompa jenis ini bekerja dengan menggunakan prinsip memberi tekanan secara periodik pada

fluida yang terkurung dalam rumahpompa. Pada pompa jenis ini dihasilkan head yang tinggi tetapi

kapasitas yang dihasilkan rendah. Pompa ini dibagi menjadi dua jenis.

Pompa Putar ( rotary pump )

“Pada pompa putar, fluida masuk melalui sisi isap, kemudian dikurung di antara ruangan rotor,

sehingga tekanan statisnya naik dan fluida akan dikeluarkan melalui sisi tekan. Contoh naik dan

fluida akan dikeluarkan melalui sisi tekan. Contoh tipe pompa ini adalah : screw pump, gear pump

dan vane pump

Pompa Torak ( Reciprocating Pump )

Pompa torak ini mempunyai bagian utama berupa torak yang bergerak bolak-balik

dalam silinder. Fluida masuk melalui katup isap (Suction valve) ke dalam silinder dan

kemudian ditekan oleh torak sehingga tekanan statis fluida naik dan sanggup mengalirkan

fluida keluar melalui katup tekan (discharge valve). Pompa torak mengeluarkan cairan dalam

jumlah yang terbatas selama pergerakan piston sepanjang langkahnya. Volume cairan yang

dipindahkan selama 1 langkah piston akan sama dengan perkalian luas piston dengan

panjang langkah. Contoh tipe ini adalah : pompa diafragma dan pompa plunyer.

Pompa sentrifugal atau Dinamis

Pompa ini terdiri dari satu atau lebih impeller yang dilengkapi dengan sudu-

sudu pada poros yang berputar dan diselubungi chasing. Fluida diisap pompa melalui sisi

isap, akibat berputarnya impeller yang menghasilkan tekanan vakum. Pada sisi isap

selanjutnya fluida yang telah terisap kemudian terlempar ke luar impeller akibat gaya

sentrifugal yang dimiliki oleh fluida.

2.1 Pompa Sentrifugal

a. Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal

Bagian-bagian pompa sentrifugal adalah sebagai berikut:

1. Casing (rumah keong)

Fungsinya untuk merubah atau mengkonversikan energi cairan menjadi

energi tekanan statis.

2. Impeller

Fungsinya untuk merubah energi kinetik atau memberikan energy kinetik

pada zat cair, kemudian di dalam casing diubah menjadi energi tekanan.

3. Pons Pompa

Fungsinya untuk meneruskan energi mekanik dari mesin penggerak (prime

over) kepada impeller.

4. Inlet

Fungsinya untuk saluran masuk cairan ke dalam impeller.

5. Outlet

Fungsinya untuk saluran saluran keluar dari impeller.

6. Nozzle

Fungsinya untuk merubah energi kinetik menjadi energi tekanan

7. Sudu

Bagian impeller yang berfungsi untuk menggerakkan fluida sehingga

menghasilkan gaya sentrifugal pada fluida.

BAGIAN BAGIAN POMPA SENTRIFUGAL

2.4. Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal

Prinsip kerja pompa sentrifugal adalah energi mekanis dari luar diberikan pada

poros untuk memutar impeler. Pompa digerakkan oleh motor, daya dari motor

diberikan kepada poros pompa untuk memutar impeler yang dipasangkan pada poros

tersebut. Zat cair yang ada dalam impeler akan ikut berputar karena dorongan sudu‐

sudu. Karena timbulnya gaya sentrifugal, maka zat cair mengalir dari tengah impeler

keluar melalui saluran diantara sudu dan meninggalkan impeler dengan kecepatan yang

tinggi. Zat cair yang keluar dari impeler dengan kecepatan tinggi ini kemudian mengalir

melalui saluran yang penampangnya makin membesar (volute/diffuser), sehingga terjadi

perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan. Maka zat cair yang keluar dari

flens keluar pompa head totalnya bertambah besar. Pengisapan terjadi karena setelah

zat cair dilemparkan oleh impeler, ruang diantara sudu sudu menjadi vakum sehingga ‐

zat cair akan terisap masuk.

Selisih energi per satuan berat atau head total dari zat cair pada flens keluar

(tekan) dan flens masuk (isap) disebut head total pompa.

b. Klasifikasi Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal dapat diklasifikasikan menurut beberapa cara yaitu :

1. Menurut jenis aliran dalam impeler

Pompa aliran radial

Pompa ini mempunyai konstruksi sedemikian sehingga aliran zat cair yang

keluar dari impeler akan tegak lurus poros pompa (arah radial).

Gambar pompa sentrifugal aliran radial

Pompa aliran campur

Aliran zat cair didalam pompa waktu meninggalkan impeler akan

bergerak sepanjang permukaan kerucut (miring) sehingga komponen

kecepatannya berarah radial dan aksial

Pompa aliran aksial

Aliran zat cair yang meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang

permukaan silinder (arah aksial).

Gambar Pompa Aliran Aksial

2. Menurut jenis impeler

Impeler tertutup

Sudu sudu ditutup oleh dua buah dinding yang merupakan satu kesatuan,‐

digunakan untuk pemompaan zat cair yang bersih atau sedikit mengandung kotoran.

Impeler setengah terbuka

Impeler jenis ini terbuka disebelah sisi masuk (depan) dan tertutup di

sebelah belakangnya. Sesuai untuk memompa zat cair yang sedikit mengandung

kotoran misalnya: air yang mengandung pasir, zat cair yang mengauskan, slurry, dll

Impeler terbuka

Impeler jenis ini tidak ada dindingnya di depan maupun di belakang. Bagian

belakang ada sedikit dinding yang disisakan untuk memperkuat sudu. Jenis ini

banyak digunakan untuk pemompaan zat cair yang banyak mengandung kotoran.

3. Menurut bentuk rumah

Pompa volut

Bentuk rumah pompanya seperti rumah keong/siput (volute), sehingga

kecepatan aliran keluar bisa dikurangi dan dihasilkan kenaikan tekanan.

Pompa diffuser

Pada keliling luar impeler dipasang sudu diffuser sebagai pengganti rumah

keong. Konstruksi ini dilengkapi dengan sudu pengarah (diffuser) di sekeliling saluran

impeler. Pemakain diffuser ini akan memperbaiki efisiensi pompa. Difuser ini sering

digunakan pada pmopa bertingkat banyak dengan head yang tinggi.

Pompa Vortex

Pompa ini mempunyai impeler jenis aliran campur dan sebuah rumah volut.

Pompa ini tidak menggunakan difuser,namun memakai saluran yanglebar. Dengan

demikian pompa ini tidak mudah tersumbat dan cocok untuk pemakaian pada

pengolahan cairan limbah.

4. Menurut jumlah tingkat

Pompa satu tingkat

Pompa ini hanya mempunyai satu impeler. Head total yang ditimbulka

hanya berasal dari satu impeler, jadi relatif rendah.

Pompa bertingkat banyak

Pompa ini menggunakan lebih dari satu impeler yang dipasang berderet

pada satu poros. Zat cair yang keluar dari impeler tingkat pertama akan diteruskan ke

impeler tingkat kedua dan seterusnya hingga tingkat terakhir. Head total pompa

merupakan penjumlahan head yang dihasilkan oleh masing -masing impeler. Dengan

demikian head total pompa ini relatif tinggi dibanding dengan pompa satu tingkat ini

relatif tinggi dibanding dengan pompa satu tingkat, namun konstruksinya lebih rumit

dan besar.

Pompa bertingkat banyak

5. Menurut letak poros

Pompa poros mendatar

Pompa ini mempunyai poros dengan posisi horizontal, pompa jenis ini

memerlukan tempat yang relatif lebih luas.

Pompa jenis poros tegak

Poros pompa ini berada pada posisi vertikal. Poros ini dipegang di beberapa

tempat sepanjang pipa kolom utama bantalan. Pompa ini memerlukan tempat

bantalan. Pompa ini memerlukan tempat yang relatif kecil dibandingkan dengan

pompa poros mendatar. Penggerak pompa umumnya diletakkan di atas pompa

umumnya diletakkan di atas pompa.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1. Karakteristik Pompa

Daya Output Listrik 2200 Watt (3HP)

Daya Input Start

Daya Hisap 4 Meter (Max)

Daya Dorong 185 M (max), Rated: 140 M

Total Head 189 meter

Debit Air 4.5 m3/jam (Max), Rated: 3 m3/jam

Pressure 18.5 Bar (max)

Inlet 1 atau 1 ½

Outlet 1 atau 1 ½

Otomatis Tidak

3.2. Karakteristik Pompa Seri Dan Paralel

Berbagai rangkaian dapat digunakan memenuhi suatu keadaan tertentu.

Yaitu sistem parallel dan seri.

Gambar 2.18: Operasi seri dan parallel dari pompa karakteristik sama

Sumber : Sularso,Tahara. Pompa dan kompresor.1983.hal 96

Gambar di atas menunjukkan karakteristik sama dari pompa yang dipasang secara

seri dan parallel. Dimana untuk pompa tunggal diberi tanda (1), pompa seri (2),

dan pompa parallel (3). Untuk rangkaian seri menghasilkan head yang 2 kali lebih

besar dibandingkan pompa tunggal, tapi headnya sama atau tetap. Jadi rangkaian

seri digunakan untuk menaikkan head, sedangkan parallel untuk menaikkan

kapasitas aliran.

Gambar 2.19: Operasiseri dan paralel pompa dengan karakteristik beda.

Sumber : Sularso, Tahara. Pompa dan Kompresor.1983.hal 95

Dua pompa dengan karakteristik berbeda yang disusun secara seri dapat dilihat

dari gambar di atas. Pompa (1) dengan karakteristik kurva (1), Pompa (2) dengan

karakteristik pompa (2), Pompa (3) dengan kurva karakteristik seri. Di sinilah

terlihat bahwa pompa (1) bekerja pada titik nol (0) sedangkan pompa U bekerja

pada titik B dan pompa dengan susunan seri beroperasi di titik c. Ternyata head

total pompa dengan susunan seri adalah jumlah head pompa I dan pompa II.

Jika head atau kapasitas yang diperlukan tidak dapat dicapai dengan satu pompa saja,

maka dapat digunakan dua pompa atau lebih yang disusun secara seri atau paralel.

Bila head yang diperlukan besar dan tidak dapat dilayani oleh satu pompa, maka dapat

digunakan lebih dari satu pompa yang disusun secara seri.

Penyusunan pompa secara seri dapat digambarkan sebagai berikut :

Susunan Paralel

Susunan paralel dapat digunakan bila diperlukan kapasitas yang besar yang tidak dapat

dihandle oleh satu pompa saja, atau bila diperlukan pompa cadangan yang akan

dipergunakan bila pompa utama rusak/diperbaiki.

Penyusunan pompa secara paralel dapat digambarkan sebagai berikut :

3.3 Pembahasan soal NPSH

Contoh Soal

Instalasi air pada sebuah kantor menggunakan pompa ( S = 1200)

dengan kondisi efisiensi maksimum mempunyai debit (QN) 1 m

3/menit, HN= 20 m pada putaran 2500 rpm. Air yang dipompa pada kondisi 200

C 1 atm, posisi lubang hisap pompa terletak 5 meter di atas permukaan air.

Apabila kerugian head pada sisi hisap pompa adalah 0,5 m, selidiki

apakah pompa bekerja dengan aman tanpa kavitasi ?

Diketahui :

QN = 1 m3/menit

HN = 20 m

n = 2500 rpm

T/p air = 200

C ;1 atm ( 1atm =10332 kgf/m2)

γ = 998,3 kgf/m3

puapjenuh= 238,3 kgf/m2(200C ;1 atm)

Hsatati hisap = 5 m

Hlosshisap = 0,5 m

Karena persyaratan terpenuhi yaitu :

NPSH tersedia ≥NPSH yang diperlukan

4,6 m ≥2,8 m

pompa beroperasi aman tanpa kavitasi.