POMPA SENTRIFUGAL

I. PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dalam mengoperasikan proses produksi di dalam industri atau pabrik, hamper

sebagian besar memerlukan peralatan pendukung proses yang salah satunya

adalah pompa sentrifugal. Umumnya digunakan untuk memindahkan atau

mengalirkan atau mensirlkulasikan fluida seperti udara atau gas untuk keperluan

proses.

I.2 Tujuan percobaan

1. Memahami bagian – bagian dari pompa sentrifugal

2. Dapat menguraikan dan merangkai kembali unit pompa sentrifugal

3. Menggambar skema alat pada bagian penting dari 3 (tiga) arah yang berbeda

4. Mengetahui metoda secara umum perawatan dan perbaikan

II. DASAR TEORI

Alat transportasi fluida cair

Pompa sentrifugal adalah alat untuk mengalirkan / memindahkan fluida cair dengan

aliran sentrifugal. Yang penting dari pompa sentrifugal adalah laju alir fluida, bagian

isap (suction) dan keluaran (discharge), tinggi tekan (head) yang dihasilkan, sehingga

berpengaruh pada efisiensi pompa. Pompa Sentrifugal adalah suatu mesin kinetis

yang mengubah energi mekanik ke dalam energi hidrolik melalui aktivitas

sentrifugal, yaitu tekanan fluida yang sedang di pompa. Pompa Sentrifugal

merupakan salah satu alat industri yang simpel, tapi sangat diperlukan. 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. Gaya sentrifugal ialah sebuah gaya yang

timbul akibat adanya gerakan sebuah benda atau partikel melalui lintasan lengkung

(melingkar).

Prinsip-prinsip dasar pompa sentrifugal ialah sebagai berikut:

· gaya sentrifugal bekerja pada impeller untuk mendorong fluida ke sisi luar sehingga

kecepatan fluida meningkat

· kecepatan fluida yang tinggi diubah oleh casing pompa (volute atau diffuser)

menjadi tekanan atau head

Klasifikasi Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal diklasifikasikan berdasarkan beberapa kriteria, antara lain:

1. Bentuk arah aliran yang terjadi di impeller. Aliran fluida dalam impeller dapat

berupa axial flow, mixed flow, atau radial flow.

2. Bentuk konstruksi dari impeller. Impeller yang digunakan dalam pompa

sentrifugal dapat berupa open impeller, semi-open impeller, atau close impeller.

3. Banyaknya jumlah suction inlet. Beberapa pompa setrifugal memiliki suction

inlet lebih dari dua buah. Pompa yang memiliki satu suction inlet disebut single-

suction pump sedangkan untuk pompa yang memiliki dua suction inlet disebut

double-suction pump.

4. Banyaknya impeller. Pompa sentrifugal khusus memiliki beberapa impeller

bersusun. Pompa yang memiliki satu impeller disebut single-stage pump.

Sedangkan untuk pompa yang memiliki dua suction inlet disebut double-suction

pump. khusus memiliki beberapa impeller bersusun.

Pompa yang memiliki satu impeller disebut single-stage pump sedangkan pompa

yang memiliki lebih dari satu impeller disebut multi-stage pump.

Elemen-Elemen Utama pompa sentrifugal

Secara garis besar elemen atau komponen-komponen utama dari pompa sentrifugal

ini adalah

sebagai berikut :

(1). Impeller

Impeller merupakan cakram bulat dari logam dengan lintasan untuk aliran fluida yang

sudah terpasang. Impeler biasanya terbuat dari perunggu,polikarbonat, besi tuang atau

stainless steel, namun bahan-bahan lain jugadigunakan. Sebagaimana kinerja pompa

tergantung pada jenis impelernya,maka penting untuk memilih rancangan yang cocok

dan mendapatkan impelerdalam kondisi yang baik. Jumlah impeler menentukan

jumlah tahapan pompa.Pompa satu tahap memiliki satu impeler dan sangat cocok

untuk layanan head (=tekanan) rendah. Pompa dua tahap memiliki dua impeler yang

terpasang secara seri untuk layanan head sedang. Pompa multi-tahap memiliki

tigaimpeler atau lebih terpasang seri untuk layanan head yang tinggi. Impeler dapat

digolongkan atas dasar:

a.Arah utama aliran dari sumbu putaran: aliran radial, aliran aksial,aliran campuran

b.Jenis hisapan: hisapan tunggal dan hisapan ganda

c.Bentuk atau konstruksi mekanis

Macam-macam jenis impeller adalah sebagai berikut:

a.Impeller yang tertutup

Impeler yang tertutup memiliki baling-baling yang ditutupi olehmantel (penutup)

pada kedua sisinya. Biasanya digunakan untuk pompa air dimana 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 dibagian

dalam permukaan silinder wadah pompa. Kerugian dari impeler tertutup ini adalah

resiko yang tinggi terhadap rintangan.

b.Impeler terbuka dan semi terbuka. Memudahkan dalam pemeriksaan impeller.

Kemungkinan tersumbatnya kecil. Akan tetapi utnuk menghindari terjadinya

penyumbatan melalui resirkulasi internal, volute atau back-plate pompa harus diatur

secara manual untuk mendapatkan setelan impeller yang benar.

c.Impeler pompa berpusar/vortex

Impeller ini cocok untuk bahan-bahan padat dan “berserabut” akan tetapi pompa ini

50% kurang efisien dari rancangan yang konvensional.

(2). Kasing pompa

Fungsi utama kasing 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 dua puluh

kali tekanan atmosfir pada pompa satu tahap. Untuk pompa multi- tahap perbedaan

tekanannya jauh lebih tinggi. Kasing dirancang untuk tahan paling sedikit dua kali

tekanan ini untuk menjamin batas keamanan yang cukup. Fungsi kasing yang kedua

adalah memberikan media pendukung dan bantalan poros untuk batang torak dan

impeler. Oleh karena itu kasing pompa harus dirancang untuk:

Memberikan kemudahan mengakses ke seluruh bagian pompa untuk

pemeriksaa, perawatan dan perbaikan.

Membuat wadah anti bocor dengan memberikan kotak penjejal

Menghubungkan pipa-pipa hisapan dan pengiriman ke flens secaralangsung

Mudah dipasang dengan mudah ke mesin penggerak (motor listrik) tanpa

kehilangan daya.

Gambar 2.4 Kasing Pompa

III. Cara Kerja

Memastikan bahwa tidak ada aliran listrik pada pompa

Membongkar bagian – bagian pompa

Mengamati bagian – bagian pompa

Merangkai kembali bagian – bagian pompa hingga seerti

semula

Melakukan metoda perawatan

IV. DATA PENGAMATAN

IV.1 POMPA SATU FASA

Discharge nozzle

Suction nozzle

Kapasitor

Impeller

Rumah pompa

IV.2 POMPA SENTRIFUGAL SATU TINGKAT Gambar pompa sentrifugal satu tingkat

Rotor

Bearing

Poros

Spesifikasi alat (berdasarkan literatur)

Elemen-elemen pompa sentrifugal (berdasarkan pengamatan praktikum)o Impeller

Impeller merupakan cakram

bulat dari logam dengan

lintasan untuk aliran fluida

yang sudah terpasang.

Impeler biasanya terbuat dari perunggu, polikarbonat, besi tuang atau

stainless steel, namun bahan-bahan lain juga digunakan.

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 layanan

head(=tekanan) rendah.

Jenis impeller seperti yang ditunjukan gambar merupakan

impeller tertutup. Impeller tertutup memiliki baling-baling yang

ditutupi oleh mantel (penutup) pada kedua sisinya. Biasanya

digunakan untuk pompa air dimana 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

dilakukanoleh cincin yang dipasang diatas bagian penutup impeler atau dibagian

dalam permukaan silinder wadah pompa. Kerugian dari impeler

tertutup ini adalah resiko yang tinggi terhadap rintangan.

o Casing Pompa

Fungsi utama kasing 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 dua puluh kali tekanan atmosfir pada pompa satu

tahap. Untuk pompa multi- tahap perbedaan tekanannya jauh lebih

tinggi. Kasing dirancang untuk tahan paling sedikit dua kali tekanan

ini untuk menjamin batas keamanan yang cukup. Fungsi kasing yang kedua

adalah memberikan media pendukung dan bantalan poros untuk batang torak dan

impeler.

o Suction Flange (inlet) and Discharge Flange (outlet)

Suction Flange merupakan tempat masuknya fluida cair. Sedangkan Discharge flange merupakan tempat keluarnya fluida cair bertekanan.

o Mechanical Seal/Gland Packing

Koneksi antara batang motor shaft/pompa dan selubung pompa dilindungi

oleh suatu segel mekanik.

o Shroud and Legs

Kebanyakan jenis pompa di coba dengan shourd dan legs yang dapat

disetel. Shroud dibatasi untuk meredam suara gaduh dan melindungi

motor dari kerusakan.

o Pump Shaft

Kebanyakan pompa mempunyai batang

potongan yang ditempatkan dibatang motor

untuk menggabungkan tekanan,

menghapuskan penggunaan keyways.

Perakitan batang potongan dapat didesain

secara sederhana, sekalipun begitu masih menjamin pengarahan metode untuk

mengurangi suara gaduh dan getaran. Untuk pompa sentrifugal multi-

stage panjang batang pompa akan berbeda tergantung dari banyaknya

pendorong yang digunakan.

o Adaptor

Kebanyakan pompa dengan suatu standar IEC motor elektrik.

Koneksi antara motor dan backplate dihubungkan oleh suatu adaptor

dimana sesusai dengan standar IEC atau C-frame motor elektronik.

3.3 Pompa sentrifugal tiga tahap (multistage pump)

a. Tampak depan (sebelum dibuka) d. Tampak depan (setelah dibuka)

Suction nozzle (jalur air masuk) Tiga buah impeller

b. Tampak belakang (sebelum di buka) e. Tampak belakang (setelah dibuka)

Penutup impeler Kipas pada motor penggerak

c. Tampak samping (sebelum di buka) f. Penutup Impeler

Adaptor Motor penggerak Lubang untuk Lubang keluar air memancing air (mengosongkan air dlm impeller)

g. Impeller

(a) (b)

Deskripsi :

Pada pompa ini terdapat tiga buah impeller dengan bentuk yang sama, gambar di atas adalah salah satu dari ketiga impeller tersebut. Masing-masing terdapat dua buah kepingan, yaitu (a) dan (b), pertama air masuk pada bagian atas kepingan (a) lalu keluar dari sisi-sisinya, dan masuk ke kepingan (b). Impeler ini sambil berputar, sehingga air terdorong naik ke atas.

h. Discharge nozzle (jalur air keluar)

Discharge nozzle

Centrifugal pump

V. PEMBAHASAN

V.1POMPA SATU TAHAP

Pada percobaan ini, pompa sentrifugal satu fasa mempunyai sebuah impeller

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

yang lebih tinggi. Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutarkan

impeller di dalam zat cair. Karena timbul gaya sentrifugal maka zat cair mengalir

melalui suction nozzle lalu ke tengah impeller dan ke luar melalui saluran diantara

sudu-sudu. Disini head tekanan zat cair menjadi lebih tinggi dan head kecepatannya

pun menjadi lebih tinggi karena mengalami percepatan. Zat cair yang keluar melalui

impeller ditampung oleh saluran berbentuk volut (spiral) dikelilingi impeller dan

disalurkan keluar pompa melalui discharge nozzle. Didalam nozzle ini sebagian head

kecepatan aliran diubah menjadi head tekanan. Jadi, impeller pada pompa sentrifugal

ini berfungsi memberikan kerja pada zat cair sehingga energi yang dikandungnya

menjadi lebih besar. Sehingga, jelas bahwa pompa sentrifugal dapat mengubah energi

mekanik dalam bentuk kerja poros menjadi energi fluida. Tinggi tekan (head) yang

dicapai suatu pompa tergantung pada putarannya, diameter, dan bentuk lengkungan

impeler. Karena tinggi tekan pompa terbatas, maka dengan menghubungkan beberapa

impeler saling berurutan pada suatu poros akan didapatkan tinggi tekan yang lebih

besar. Selain itu, pada salah satu pompa sentrifugal satu fasa terdapat pula kapasitor

dengan spesifikasi CBB60 ; 6 mikro F; ± 5% 450 VAC ; 50/60 Hz yang berfungsi

untuk menyimpan muatan listrik dan juga dapat digunakan sebagai penyaring

frekuensi.

Perawatan pada pompa sentrifugal dikhususkan pada bagian impeler, motor

listrik, dan fan. Pada impeler dilakukan pembersihan berkala dari sisa-sisa kotoran

yang dibawa oleh fluida. Semakin korosif fluida yang dipindahkan maka semakin

rumit tingkat perawatannya. Pada motor listrik, harus dilakukan pelumasan berkala

supaya tidak terjadi aus. Selain itu, agar pompa dapat beroperasi dengan baik perlu

dilakukan proteksi terhadap aliran balik. Aliran keluaran pompa harus dilengkapi

dengan check valve yang membuat aliran hanya bisa berjalan satu arah, searah

dengan arah aliran keluaran pompa. Lalu, proteksi terhadap overload untuk

menghindari overload. Proteksi terhadap vibrasi juga diperlukan karena vibrasi yang

berlebihan akan menggangu kinerja dan berpotensi merusak pompa. Beberapa alat

yang ditambahkan untuk menghindari vibrasi berlebihan ialah vibration switch dan

vibration monitor. Selain itu, pelumasan pada bearing juga diperlukan agar kinerja

rotor pada poros tidak teganggu.

4.2 POMPA TIGA TAHAP

Pompa sentrifugal tiga tahap atau Centrifugal multi stage pump

mempunyai tiga buah impeller (baling-baling) untuk mengangkat zat cairan dari

tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi. Daya dari luar diberikan

kepada poros pompa untuk memutarkan impeller di dalam zat cair. Maka zat cair

yang ada didalam impeller, oleh dorongan sudu-sudu dapat berputar. Karena timbul

gaya sentrifugal maka zat cair mengalir dari tengah impeller ke luar melalui saluran

diantara sudu-sudu. Cairan meninggalkan impelr dngan kecepatan tinggi.

Dari uraian diatas jelas bahwa pompa sentrifugal dapat mengubah energy

mekanik dalam bentuk kerja poros menjadi energi fluida. Energi inilah yang

mengakibatkan perubahan head tekanan , head kecepatan dan head potensial pada zat

cair yang mengalir secara continue. Zat cair mengalir dalam rumah pompa dengan

tekanan dan kecepatan tertentu. Dalam rumah pompa ini zat cair disalurkan

sedemikian rupa, sehingga terdapat perubahan kecepatan ke dalam tekanan yang

sempurna. Oleh karena ini, kolom zat cair dalam saluran kempa digerakkan. Zat cair

ini bergerak dalam aliran yang tak terputus-putus dari saluran isap melalui pompa ke

saluran kempa. Impeler pompa ini bisa dilepas satu, maupun dua, prinsip kerjanya

sama. Dengan lebih banyak impeller, kecepatan air berputar semakin cepat, sehingga

aliran keluaran keluar dngan tekanan yang lebih tinggi.

Perawatan pada pompa ini diantaranya pengecekkan pada tiga buah

impeller, karena dikhawatirkan ada salah satu yang rusak, selain itu pastikan bahwa

tidak ada bagian alat yang terkorosi.

VI. KESIMPULAN

Pada percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa ;

Elemen – elemen utama pompa sentrifugal adalah impeller, kasing pompa,

suction nozzle, discharge nozzle, dan motor penggerak.

Metoda perawatan yang dilakukan pada impeler adalah dilakukan

pembersihan berkala dari sisa-sisa kotoran yang dibawa oleh fluida, pada

motor listrik harus dilakukan pelumasan berkala supaya tidak terjadi aus,

pengecekkan pada tiga buah impeller karena dikhawatirkan ada salah satu

yang rusak, lalu memastikan bahwa tidak ada bagian alat yang terkorosi.

DAFTAR PUSTAKA

Sulasro Cs., Pompa dan Kompresor, Pemilihan, Pemakaian dan pemeliharaan,

Association for international Technician Promosuion Japan, 1983

Wood, Process Design and Engineering Practice,Preantice Hall, 1995

Gupta, Momentum Transfer Operations, Tata McGrawHill, New Delhi, 1979

Crane, Flow of fluids, Through Valves, Fitting and pipe, 1976

Badger and Barchero, Introduction to Chemical Engineering, McGraw Hill,

Kogakusha, 1986

http://komponenelektronika.net/fungsi-kapasitor.htm

http://elektronikatea.blogspot.com/2011/05/teor-dasar-motor-kapasitor-jenis-

motor.html

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK PERAWATAN

POMPA SENTRIFUGALDiajukan untuk memenuhi tugas Praktikum Teknik Perawatan

Pembimbing : Dr. Ir. Bintang Ihwan M, MSc

Penyusun :

Hana Nur Afifah (101411037)

Latif Fauzi (101411041)

Theresia Leyster G (101411061)

Kelas : 3B

Kelompok : VI (Empat)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012