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.

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

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

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

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

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.

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.

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

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

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

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

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

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.

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.

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

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.

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.

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

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:

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

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

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.

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

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

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.

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

BAB III

METODOLOGI

3.1. Peralatan

3.2. Alat Ukur

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

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 =

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 =

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 =

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

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