dasar teori pompa.doc

7/23/2019 dasar teori pompa.doc

1/7

2. Dasar Teori

Pompa digunakan untuk mengalirkan fluida (umumnya cair) dari satu unit operasi ke unit

operasi yang lain. Fluida mengalir akibat terjadinya perpindahan energi. Driving force yang

umum digunakan untuk mengalirkan fluida adalah gravitasi displacement gaya sentrifugal gaya

elektromagnetik perpindahan momentum impuls mekanik atau kombinasinya. !aat ini yang

paling umum diaplikasikan adalah gaya sentrifugal dan gravitasi.

2." #erja Pompa

Pompa dipasang di pipa untuk menyediakan energi yang diperlukan untuk menarik cairan

dari sebuah reservoir. Debit laju aliran volumetrik yang keluar pipa adalah konstan. Pada pompa

tersebut cairan memasuki pipa hisap di bagian a dan meninggalkan koneksi debit di bagian b.

Persamaan $ernoulli dapat ditulis antara bagian a dan b.

%ambar 2." !istem &lir Pompa


2/7

%esekan hanya terjadi pada dinding pompa sendiri dan dapat dihitung dalam efisiensi mekanik '

dan hf persamaannya dapat dituliskan*

++

++=

c

aa

c

aa

c

bb

c

bbp

g

Va

g

gZp

g

Va

g

gZpW

22

22

(")

+umlah dalam kurung disebut Total ,eads dan dapat dinyatakan dengan ,

cc g

Va

g

gZpH

2

2

++=

(2)

Pada pompa perbedaan ketinggian antara sambungan masuk dan sambungan keluar biasanya

diabaikan sehingga -a dan -b dapat dihilangkan pada persamaan ". +ika ,a adalah total suction

head dan ,b adalah total discharge head dan delta , ,b ,a persamaannya menjadi*

HHHW

abp

=

= (/)

+umlah kerja yang dihasilkan oleh pompa atau kompresor bergantung pada kapasitas dan head.

#apasitas adalah laju alir massa atau volume fluida yang dialirkan sedangkan head adalah

perbedaan total tekanan masuk dan keluar alat yang biasanya dinyatakan dalam tinggi kolom

fluida dalam kondisi adiabatik.

1. Kapasitas

Dalam !0 kapasitas pompa dinyatakan dalam m/1jam baik untuk fluida cair maupun gas.Dalam satuan .! kapasitas dinyatakan dalam gallon1 menit untuk cairan dan ft/1menit

untuk gas. #apasitas dalam satuan volume dapat dikonversi ke dalam satuan massa

dengan menggunakan densitas atauspecific gravity. &pabila fluida yang dialirkan adalah

gas kapasitas harus dihubungkan dengan temperatur dan tekanan inlet.

2. Head

A. Total Suction Head

Total suction head merupakan hasil pembacaan hgs darigauge yang berada pada

bagiansuctionpompa ditambah dengan velocity headpadagauge tersebut *vsgss hatmhh ++= (3)

!ebelum instalasi total suction head dapat diestimasi sebagai berikut *

fssss hhh = (4)

dimana hss static suction head dan hfs suction friction headB. Static Suction Head


3/7

Static suction head, hss merupakan jarak vertikal yang diukur dari permukaan

sumber cairan hingga garis pusat pompa ditambah dengan tekanan absolut pada

permukaan pompa.

C. Total Discharge Head

Total discharge head hd, merupakan hasil pembacaan hgd dari gauge yangberada pada bagian dischargepompa ditambah dengan velocity headpadagauge

tersebut*

vdgdd hatmhh ++= (5)!ebelum instalasi total suction head dapat diestimasi sebagai berikut *

fdsdds hhh = (6)

dimana hsd static discharge head dan hfd discharge friction head.D. Static Discharge Head

Static discharge head, hsd merupakan jarak vertikal yang diukur dari permukaan

penerima cairan hingga garis pusat pompa ditambah dengan tekanan absolut pada

permukaan cairan.E. Total Static Head

Total static head, hts , merupakan selisih antara discharge dan suction static

heads.F. Total Dynamic Head

Total dynamic head, H , merupakan selisih antara total discharge head dan total

suction heads.G. Velocity

#arena cairan umumnya bersifat incompressible hubungan antara laju alir dengan

kecepatan linear pada suatu titik dan suatu 7aktu dinyatakan sebagai berikut *vA = (8)

Dimana v kecepatan linear ratarata debit alir fluida dan A luas

penampang aliran.

H. Velocity Head

9elocity head merupakan jarak vertikal yang harus dile7ati massa fluida untuk

mendapatkan kecepatan linier sebesar v.

gvhv 212= (:)

I. ViscosityDalam fluida yang mengalir adanya friksi atau tahanan internal terhadap

pergerakan fluida harus diperhitungkan. Tahanan tersebut dikenal dengan

viskositas yang pada cairan umumnya akan berkurang seiring dengan

bertambahnya temperatur. !emakin besar viskositas friksi dalam aliran pipa dan


4/7

jumlah daya yang diperlukan oleh pompa akan meningkat sedangkan head

kapasitas dan efisiensi pompa akan berkurang.J. Friction Head

!riction head merupakan jumlah tekanan yang diperlukan untuk mengatasi

tahanan alir dalam pipa maupunfittings.

2.2 Po7er Pompa

Daya yang diberikan kepada penggerak pompa dari sumbu luar ditandai dengan lambang

Pb. ;ilainya dihitung dari


5/7

pompa yang sangat besar nilai ;P!, sebaiknya 4 ft. ;ilai ;P!, dapat dihitung dengan

persamaan*

afsvac Zh

""

g

g'"SH

=

("/)

dimana pv adalah tekanan uap dan hfs adalah gesekan dalam pompa hisap. Tiap pompa

yang diproduksi telah dilengkapi dengan kurva hubungan (;P!,)>dengan kapasitas.

Dalam instalasi pompa Available 'et "ositive Suction Head (;P!,)&harus lebih besar

atau sama dengan (;P!,)> untuk kapasitas yang diinginkan. ;ilai (;P!,)& dapat

dihitung sebagai berikut *( ) = fsssA hh'"SH ("3)+ika (;P!,)& akan ditentukan pada pompa yang sudah diinstalasi maka persamaan yang

dipakai adalah sebagai berikut *

( ) ++= vsgsA hhatm'"SH ("4)Pada prakteknya ;P!, yang dibutuhkan untuk operasi lebih besar daripada nilai

teoritiknya. (;P!,)>aktual bergantung pada karakteristik cairan total head kecepatan

pompa kapasitas dan desain impeler.$agian?bagian yang sering terkena kavitasi adalah sudusudu impeler dan difuser dan

juga bagian dalam dinding rumah pompa. Pada pompa diagonal dan pompa aksial

(propeller pumps) kavitasi terjadi pada sudu impeler dekat sisi masuk pada bagian

dalam dari dinding rumah pompa dan pada sisi masuk sudu difuser. Penurunan tekanan

pada umumnya disebabkan oleh beberapa hal antara laina) #enaikan gaya angkat statis (static lift) dari pompa sentrifugal

b) Penurunan tekanan atmosfer seiring dengan bertambahnya ketinggian1elevasi

c) Penurunan tekanan absolut sistem seperti dijumpai pada pemompaan fluida dari

tabung vakum.

d) #enaikan temperatur fluida yang dipompa

!ecara umum dapat disimpulkan bah7a terjadinya kavitasi akan mengakibatkan

beberapa kerugian sebagai berikut *

a) Penurunan head dan kapasitas pemompaanb) Penurunan efisiensi pompa

c) Pecahnya gelembunggelembung uap saat melalui daerah yang bertekanan lebih

tinggi akan menyebabkan suara berisik getaran dan kerusakan pada beberapa

komponen terutama impeler dan difuser.

2./." @etode Pecegahan #avitasi


6/7

Fluida yang dipompa akan menguap ketika tekanan menjadi sangat rendah atau

temperaturnya terlalu tinggi sehingga akan memacu terjadinya kavitasi. ntuk

mencegah penguapan fluida ini beberapa hal yang dapat dilakukan antara lain*

". @enaikkan besarnya headstatis pompa

(a) @enambah ketinggian level fluida dalam tangki(b) @enaikkan posisi tangki(c) @eletakkan pompa dalam sebuah sumuran penampung

(d) @engurangi kerugian head pada pipa

(e) @emasang pompa penguat (booster pump)

(f) @emberi tekanan pada tangki penyalur

2. @enurunkan temperatur fluida yan dipompa

(a) @enginjeksi fluida pendingin pada sisi isap(b) @engisolasi pipapipa dari sinar matahari

/. @enurunkan besarnaya ;P!, yang diperlukan (;P!,)>(a) @enggunakan pompa isap ganda (double suction pump). ,al ini dapat

menurunkan (;P!,)>hingga 26 A(b) @enggunakan pompa dengan kecepatan yang lebih rendah

(c) +ika dimungkinkan dapat digunakan inducer hal ini dapat mengurangi

(;P!,)>hingga 4 A

(d) @enggunakan beberapa pompa yang lebih kecil.

2.3 +enis Pompa

". Positive Displacement Pumps

Pada pompa jenis ini volume tertentu =at cair terperangkap di dalam satu ruang yang

bergantiganti diisi melalui pemasuk dan dikosongkan pada tekanan yang lebih

tinggi melalui pembuang. &da 2 jenis positive displacement pump. Pada

reciprocating pump ruang tersebut adalah silinder stasioner yang berisi piston atau

plunger. Pada pompa putar ruangnya bergerak dari pemasuk sampai pembuang dan

masuk lagi ke inlet. Bontoh reciprocating pump antara lain pompa piston pompa

plunger, dan pompa diafragma. !edangkan jenisjenis pompa putar antara laingear

pump, lobe pump, scre( pump, cam pump, dan vane pump.

2. Pompa !entrifugalPompa sentrifugal merupakan alat pemindah fluida dengan menggunakan gaya

sentrifugal yang diakibatkan gerak putar impeler. !eluruh impeler berputar dalam

rumah pompa (chasing) dengan kecepatan tinggi sehingga memberikan percepatan

pada fluida yang dialirkan. Cnergi yang ditransfer dari motor penggerak ke impeler

melalui percepatan sentrifugal. Fluida yang dialirkan dikonversikan menjadi energi


7/7

kinetik dan energi tekan. Tinggi tekan (head) yang dicapai suatu pompa tergantung

pada putarannya diameter dan bentuk lengkungan impeler. #arena tinggi tekan

pompa terbatas maka dengan menghubungkan beberapa impeler saling berurutan

pada suatu poros akan didapatkan tinggi tekan yang lebih besar.

Pompa sentrifugal tidak dapat menghisap sendiri hal ini disebabkan

olehkonstruksinya. Pompa ini tidak memiliki chek valve dalam keadaan diam cairan

mengalir ke tangki yang besar. $ila pompa dioperasikan dalam keadaan kosong

vakum yang dihasilkan tidak cukup untuk mengisap fluida yang dialirkan masuk ke

rumah pompa.

Daftar Pustaka

%eankoplis B.j. Transport "rocess and )nit *perations, 2nd Cdition &llyn and

$acon 0nc. $oston ":68

@c Babe

Documents

dasar teori pompa.doc