Pompa dan Sistem PemompaanSistem pemompaan bertanggung jawab terhadap hampir 20% kebutuhan energi listrik dunia dan penggunaan energi dalam operasi pabrik industri tertentu berkisar 25-50% (US DOE, 2004). Pompa adalah suatu alat yang fungsi untuk memindahkan zat cair dari satu tempat ke tempat yang lain atau dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi. Pompa memiliki dua kegunaan utama: Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (ex : air dari aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air). Mensirkulasikan cairan sekitar sistem (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan).Pompa SentrifugalPompa sentrifugal merupakan salah satu peralatan paling sederhana dalam berbagai proses pabrik. Rumah pompa. Sudu-sudu atau impeller. Poros sudu-sudu atau poros impeller. Poros penghubung impeller dengan motor penggerak. Ruang antara keliling impeller bagian luar dengan rumah pompa. Saluran isap. Saluran tekanCara Kerja Pompa SentrifugalPompa sentrifugal bekerja berdasarkan prinsip gaya sentrifugal yaitu bahwa benda yang bergerak secara melengkung akan mengalami gaya yang arahnya keluar dari titik pusat lintasan yang melengkung tersebut. Besarnya gaya sentrifugal yang timbul tergantung dari masa benda, kecepatan gerak benda, dan jari-jari lengkung lintasannya. Bila kecepatan linier benda V, massa benda M, dan jari-jari lintasan R, maka besarnya gaya sentrifugal K adalah :Cara Kerja Pompa SentrifugalImpeller adalah semacam piringan berongga dengan sudu-sudu melengkung di dalamnya dan dipasang pada poros yang digerakkan oleh motor listrik, mesin uap atau turbin uap. Pada bagian samping dari impeller dekat dengan poros (d), dihubungkan dengan saluran isap (f), dan cairan (air, minyak, dll) masuk ke dalam impeller yang berputar melalui saluran tersebut. Dan karena gerakan berputar dari impeller maka cairan yang terdapat pada bagian tersebut ikut berputar akibat gaya sentrifugal yang terjadi, air didesak keluar menjauhi pusat, dan masuk dalam ruangan antara keliling impeller bagian luar dan rumah pompa (e), dan menuju ke saluran keluar (g).Bagaimana Pompa Sentrifugal Bekerja ?

Cairan dipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir, atau dalam hal inijet pumpoleh tekanan buatan. Baling-baling impeler meneruskan energi kinetik ke cairan, sehingga menyebabkan cairan berputar. Cairan meninggalkan impeler pada kecepatan tinggi. Impeler dikelilingi olehvolute casingatau dalam hal pompa turbin digunakan cincindiffuserstasioner.Voluteatau cincindiffuserstasioner mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan.

Komponen Pompa Sentrifugal :Komponen berputar:impeller yang disambungkan ke porosKomponen statis:casing,penutupcasing,bearings

ImpelerImpeler merupakan cakram bulat dari logam dengan lintasan untuk aliran fluida yang sudah terpasang. Impeler biasanya terbuat dari perunggu, polikarbonat, besi tuang ataustainlesssteel, namun bahan-bahan lain juga digunakan. Sebagaimana kinerja pompa tergantung pada jenis impelernya, maka penting untuk memilih rancangan yang cocok dan mendapatkan impeler dalam kondisi yang baik. Jumlah impeler menentukan jumlah tahapan pompa. Pompa satu tahap memiliki satu impeler dan sangat cocok untuk layananhead(=tekanan) rendah. Pompa dua tahap memiliki dua impeler yang terpasang secara seri untuk layananheadsedang. Pompa multi-tahap memiliki tiga impeler atau lebih terpasang seri untuk layananheadyang tinggi.

Impeler dapat digolongkan atas dasar:1. Arah utama alirandari sumbu putaran: aliranradial, aliran aksial, aliran campuran2.Jenis hisapan: hisapan tunggal dan hisapan ganda3.Bentuk atau konstruksi mekanis:impeler yang tertutup, impeler terbuka dan semi terbuka, impeler pompa berpusar/vortex.

Bentuk atau konstruksi mekanis: Impeler yang tertutup memiliki baling-baling yang ditutupi oleh mantel (= penutup) pada kedua sisinya. Biasanya digunakan untuk pompa air, di mana baling-baling seluruhnya mengurung air. Hal ini mencegah perpindahan air dari sisi pengiriman ke sisi penghisapan, yang akan mengurangi efisiensi pompa. Dalam rangka untuk memisahkan ruang pembuangan dari ruang penghisapan, diperlukan sebuah sambungan yang bergerak diantara impeler dan wadah pompa. Penyambungan ini dilakukan oleh cincin yang dipasang diatas bagian penutup impeler atau di bagian dalam permukaan silinder wadah pompa. Kerugian dari impeler tertutup ini adalah resiko yang tinggi terhadap rintangan. Impeler terbuka dan semi terbuka. kemungkinan tersumbatnya kecil. Akan tetapi untuk menghindari terjadinya penyumbatan melalui resirkulasi internal,voluteatauback-platepompa harus diatur secara manual untuk mendapatkan setelan impeler yang benar.

Rumah Pompa Fungsi utama rumah pompa adalah menutup impeler pada penghisapan dan pengiriman pada ujung dan sehingga berbentuk tangki tekanan. Tekanan pada ujung penghisapan dapat sekecil sepersepuluh tekanan atmosfir dan pada ujung pengiriman dapat 20x tekanan atmosfir pada pompa satu tahap. Untuk pompa multitahap perbedaan tekanannya jauh lebih tinggi. Wadah dirancang untuk tahan paling sedikit dua kali tekanan ini untuk menjamin batas keamanan yang cukup. Fungsi rumah pompa yang kedua adalah memberikan media pendukung dan bantalan poros untuk batang torak dan impeler.WadahWadah volutememiliki impeler yang dipasang dibagian dalam wadah. Salah satu tujuan utamanya adalah membantu kesetimbangan tekanan hidrolik pada batang torak pompa. Walau begitu, mengoperasikan pompa dengan wadahvolutepada kapasitas yang lebih rendah dari yang direkomendasikan pabrik pembuatnya dapat mengakibatkan tekanan lateral pada batang torak pompa. Hal ini dapat meningkatkan pemakaian sil, bantalan poros, dan batang torak itu sendiri. Wadahvoluteganda digunakan bilamana gaya radial menjadi cukup berarti pada kapasitas yang berkurang.Wadah bulatmemiliki baling-baling penyebaran stasioner disekeliling impeler yang mengubah kecepatan menjadi energi tekanan. Wadah tersebut banyak digunakan untuk pompa multi-tahap. Wadah dapat dirancang sebagai:Wadah padat: seluruh wadah dan nosel dimuat dalam satu cetakan atau potongan yang sudah dibuat pabrik pembuatnya.Wadah terbelah:dua bagian atau lebih disambungkan bersama. Bilamana bagian wadah dibagi oleh bidang horisontal, wadahnya disebut terbelah secara horisontal atau wadah yang terbelah secara aksial.

Jenis Pompa Sentrifugal: Pompa jenis Rumah Keong (Volut)Impeller membuang fluida ke dalam rumah spiral yang secara berangsurangsur berkembang. Hal ini dibuat sedemikian rupa untuk mengurangi kecepatan fluida yang diubah menjadi tekanan statis. Pompa jenis Rumah Keong Rumah keong ganda (kembar)menghasilkan kesimetrisan yang hampir radial pada pompa bertekanan tinggi dan pada pompa yang dirancang untuk operasi aliran yang sedikit. Rumah keong akan menyeimbangkan beban-beban radial pada poros pompa sehingga beban akan saling meniadakan, dengan demikian akan mengurangi pembebanan poros dan resultan lenturan. Pompa jenis DiffuserBaling-baling pengarah yang tetap mengelilingi runner atau impeller padajenis pompa diffuser. Laluan-laluan yang berangsur-angsur mengembang ini akan mengubah arah aliran fluida dan mengkonversikannya menjadi tinggi-tekan tekanan (pressure head). Pompa jenis TurbinJuga disebut pompa Vorteks (Vortex), periperi(Periphery), dan regeneratif. Cairandipusar oleh baling-baling impeller dengankecepatan tinggi selama hampir satu putaran didalam saluran yang berbentuk cincin(annular), tempat impellertadi berputar. Energiditambahkan ke cairan dalam sejumlah impuls.

Pompa jenis Aliran Campur (Mixed Flow)

Pompa aliran campur menghasilkan sebagian tinggi tekan (head) oleh adanya gaya angkat (lift) baling-baling pada cairan. Diameter sisi buang baling-baling ini lebih besar daripada diameter sisi masuknya.

Pompa jenis Aliran AksialPompa aliran aksial menghasilkan tinggi tekan (head) oleh propeller atau oleh gaya angkat (lift) baling-baling pada cairan. Diameter baling-baling pada sisi hisap sama dengan pada sisi buang.

Hukum Kesebangunan Pompa: Jika ada dua buah pompa (misal pompa 1 dan pompa 2) yang secara geometris sebangun satu sama lain, maka untuk kondisi aliran yang sebangun pula.

Kecepatan SpesifikKecepatan spesifik (specific velocity) merupakan indeks jenis pompa, yang menggunakan kapasitas dan tinggi tekan yang diperoleh pada titik efisiensi maksimum. Kecepatan spesifik menentukan profil atau bentuk umum impeller.Dalam bentuk angka, kecepatan spesifik merupakankecepatan dalam putaran per menit yang impellernya akanberputar bila ukurannya diperkecil untuk dapat mengalirkan1 gpm cairan terhadap tinggi tekan sebesar 1 ft. Impeller untuk tinggi tekan yang besar biasanya mempunyai kecepatan spesifik yang rendah, dan sebaliknya.

Karakteristik Pompa Sentrifugal: Pompa sentrifugal yang dioperasikan pada kecepatan konstan akan mengalirkan kapasitas mulai dari nol hingga maksimum, yang tergantung pada head, desain, dan kondisi hisapan. Kurva menunjukkan hubungan head, kapasitas, daya, dan efisiensi pompa untuk diameter impeller dan ukuran rumah pompa tertentu. Kurva head kapasitas (H-Q) menunjukkan hubungan antara kapasitas dan head total. Kurva H-Q menunjukkan kinerja pompa dengan berbagai ukuran diameter impeller yang divariasikan di dalam satu rumah pompa (gambar atas). Bila terdapat sederetan pompa dengan desain yang sama, maka kita bisa memilih pompa yang akan kita gunakan melalui angka maupun modelnya (gambar bawah).Head Gesekan dan Head Statis Kurva diperoleh dengan mengabungkan kurva head gesekan sistem dengan head statis sistem dan setiap perbedaan tekanan yang ada. Kurva head gesekan merupakan hubungan antara aliran dan gesekan dalam pemipaan, katup, dan fitting pada bagian hisap dan buang. Oleh karena itu, head gesekan bervariasi terhadap kuadrat aliran (biasanya berbentuk parabolis). Head statis merupakan perbedaan ketinggian antara level cairan pada sisi hisap dan pada sisi buang.Efisiensi dan Kerugian pada Pompa Kerugian pompa terdiri dari kerugian hidrolis (karena gesekan aliran di dalam pompa), kerugian kapasitas (karena kebocorankebocoran dalam dan packing). Adanya kerugian hidrolis akan menambah energi pada aliran fluida yang sesungguhnya, yang biasanya lebih kecil daripada yang diperoleh secara teoritis. Sebagai akibat adanya aliran yang kembali melalui celah-celah ke bagian isap (Qcelah), maka terjadilah kerugian kapasitas. Inilah yang disebut denganefisiensi volumetris(0,85 0,98). Adanya gesekan mekanis pada bantalan-bantalan akan menimbulkan kerugian mekanis. Makaefisiensi mekanispompadidefinisikan sebagai: di mana Pteoritis adalah daya yang diterima pompa untuk mengalirkan fluida dan Pe adalah daya motor penggerak. Harga m sebesar 0,96 0,99. Jadi, efisiensi total pompa (pompa) merupakan hasil kali seluruh efisiensiTinggi Hisap PompaTinggi isap merupakan kedudukan sumbu pompa di atas permukaan fluida yang diisap. Agar tidak terjadi penguapan (kavitasi) pada fluida di dalam pompa atau di dalam pipa isap, maka tinggi isap tersebut tidak dapat dibuat terlalu besar.