BAB IV. P O M P A. P untuk menaikkan kecepatan aliran ( ), dan/atau untuk menaikkan tekanan ( ),

Transkripsi

1 1 BAB IV. P O M P A LEARNING OUTCOME Bab IV ini adalah mahasiswa diharapkan dapat: mengetahui cara kerja pompa, mengetahui kelebihan dan kekurangan pompa dan kompresor, memilih jenis pompa dan kompresor. menentukan tenaga pemompaan, karakteristik pompa, power pompa, NPSH, kavitasi, Putaran kritis, Pemilihan pompa secara kuantitatif,, merancang pompa Pompa : adalah pesawat pengangkut zat cair atau alat pembangkit energi pada aliran zat cair. Dengan adanya pompa berarti sistem aliran zat cair menerima energi (-W) dari sistem lingkungan. Energi yang diterima zat cair digunakan untuk mengganti tenaga yang hilang karena gesekan antara zat cair yang mengalir dengan dinding pipa (F), dan/atau 2 ν P untuk menaikkan kecepatan aliran ( ), dan/atau untuk menaikkan tekanan ( ), 2g ρg dan/atau untuk melawan ketinggian ( Z). Secara matematis hubungan tersebut dapat dituliskan dalam bentuk persamaan sebagai berikut: 2 P ν -W = ( ) + ( Z) + ( )+F (1) ρg 2g Persamaan (1) dikenal dengan persamaan Bernoully. Masing-masing kelompok mempunyai dimensi panjang dan sering disebut dengan head. Pembahasan lebih lanjut tentang pompa akan dikelompokkan menjadi dua bagian. Bagian pertama berisikan bahasan secara KUALITATIF yang akan membahas prinsip kerja pompa yang dilengkapi dengan gambar, kegunaan, kelebihan, kekurangn, karakteristik aliran, detail secara konstruksi, dan gangguan yang mungkin terjadi serta kemungkinan penyebabnya. Bahasan ini diharapkan dapat memberikan bekal pengetahuan dalam memilih jenis pompa yang sesuai, mengoperasikan dengan benar, merawat dan mungkin memperbaiki. Bagian kedua bersisikan bahasan secara KUANTITATIF yang akan membahas perhitungan kapasitas pompa, head, power dan efesiensi. Dari bahasan ini diharapkan dapat ditentukan spesifikasi pompa yang dapat melakukan tugas yang ditentukan dan mempunyai efisiensi tinggi. BAHASAN SECARA KUALITATIF Berdasarkan prinsip kerjanya banyak sekali jenis pompa yang digunakan di industri kimia, tetapi pada pembahasan ini dibatasi untuk jenis-jenis yang banyak digunakan (populer). Pompa yang akan dibahas dikelompokkan menjadi dua yaitu: I. POMPA DESAK (Positive displacement) Pompa desak gerak berputar (Rotary pumps) Pompa desak gerak bolak-balik (Reciprocating pumps) II. POMPA PUSINGAN (CENTRIFUGAL PUMPS)

2 2 I. POMPA DESAK Perpindahan zat cair dalam pompa desak didasarkan pada pembesaran (kerja isap) dan kemudian pengecilan (kerja kempa) kembali ruang dalam rumah pompa. Kecepatan aliran volum (kapasitas) pada pompa desak berbanding lurus dengan jumlah pembesaran dan pengecilan ruang dalam rumah pompa tiap satuan waktu. Kapasitas pompa desak secara umum dapat dikatakan tidak dipengaruhi oleh tekanan yang dibangkitkan (head) dalam pompa. Jadi dapat disimpulkan bahwa kenaikkan tekanan (head) yang dapat dicapai secara maksimum pada pompa desak tidak tergantung pada jumlah pembesaran dan pengecilan ruang dalam rumah pompa tiap satuan waktu. Pada tekanan yang tinggi ada kemungkinan kapasitas sedikit berkurang hal ini kemungkinan disebabkan adanya kebocoran. I.1. POMPA DESAK GERAK BERPUTAR (rotary pumps) Komponen pompa ini secara garis besar terdiri sebuah rumah pompa dengan sambungan saluran isap (suction) dan sambungan saluran kempa (discharge) dan didalam rumah pompa tersebut terdapat komponen yang berputar, yang dapat berupa roda gigi (gear pumps), atau silinder dengan sudu-sudu (sliding-vane pumps), atau ulir (screw pumps). Secara umum prinsip kerja rotary pumps adalah sebagai berikut. Berputarnya elemen dalam rumah pompa menyebabkan penurunan tekanan pada saluran isap, sehingga terjadi aliran cairan dari sumber masuk ke rumah pompa. Cairan tersebut akan mengisi ruang kosong yang ditimbulkan oleh elemen-elemen yang berputar dalam rumah pompa tersebut, cairan terperangkap dan ikut berputar. Pada saluran kempa terjadi pengecilan rongga, sehingga cairan terkempakan ke luar. Untuk memperjelas hal ini akan dibahas satu-persatu jenis-jenis pompa yang termasuk jenis rotary pumps. I.1.A. POMPA RODA GIGI (GEAR PUMP) Ketika roda gigi berputar, terjadi penurunan tekanan pada rumah pompa sehingga cairan mengalir dan mengisi rongga gigi. Cairan yang terperangkap dalam rongga gigi terbawa berputar kemudian dikempakan dalam saluran pengeluaran, karena pada bagian ini terjadi pengecilan rongga gigi Gambar 1. Skema prinsip kerja pompa roda gigi dengan penggigian luar (external gear pump)

3 3 Kegunaan Saran umum untuk penggunaan gear pumps yaitu: Untuk mencegah terjadinya kemacetan dan aus saat pompa digunakan maka zat cair yang dipompa tidak boleh mengandung padatan dan tidak bersifat korosif. Pompa dengan penggigian luar banyak digunakan untuk memompa minyak pelumas atau cairan lain yang mempunyai sifat pelumasan yang baik. Pompa dengan penggigian dalam dapat digunakan untuk memompa zat cair yang mempunyai kekentalan (viskositas) tinggi, seperti tetes, sirop, dan cat. Gambar 2. Potongan pompa roda gigi dengan penggigian luar (external gear pump) Gambar 3. Skema prinsip kerja pompa roda gigi dengan penggigian dalam I.1.B. POMPA LOBE (LOBE PUMP) pompa lobe pada prinsipnya sama dengan cara kerja pompa roda gigi dengan penggigian luar. Pompa jenis ini ada yang mempunyai dua rotor lobe atau tiga rotor lobe. Kegunaan Pompa lobe dapat digunakan untuk memompa cairan yang kental (viskositasnya tinggi) dan mengandung padatan. Pemilihan dua rotor lobe atau tiga rotor lobe didasarkan atas ukuran padatan yang terkandung dalam cairan, kekentalan cairan, dan kontinyuitas aliran. Dua rotor lobe cocok digunakan untuk cairan kental, ukuran padatan yang relatif kasar dengan kontinyuitas kecepatan aliran yang tidak halus.

4 4 Gambar 4. pompa lobe I.1.B. POMPA DINDING (SLIDING-VANE PUMP) Pompa berporos tunggal yang di dalam rumah pompa berisi sebuah rotor berbentuk silinder yang mempunyai alur-alur lurus pada kelilingnya. ke dalam alur-alur ini dimasukkan sudu-sudu lurus yang menempel pada dinding dalam rumah pompa dan dapat berputar secara radial dengan mudah. Rotor ini dipasang asimetri dalam rumah pompa. Ketika rotor berputar tekanan dalam rumah pompa turun sehingga terjadi kerja isap dan pada saluran pemasukkan terjadi pembesaran ruang kosong, sehingga cairan dapat mengalir dari sumber dan mengisi rongga kosong dalam rumah pompa. Pada tempat pengeluaran terjadi pengecilan ruang kosong sehingga pada tempat ini terjadi kerja kempa. Dengan cara ini secara berturut-turut terjadi kerja isap dan kerja kempa. Kegunaan Pompa dinding vane dapat digunakan sebagai pompa vakum. Gambar 5. Skema prinsip kerja pompa sliding vane I.1.C. POMPA ULIR (SCREW PUMP) Oleh gerak putar poros ulir zat cair mengalir dalam arah aksial. Pompa jenis ini hanya dapat digunakan untuk tekanan pada saluran kempa lebih rendah dari tekanan pada saluran isap dan bila zat cair yang dipompa mempunyai kekentalan tinggi. Pada keadaan kering pompa ini tidak dapat mengisap sendiri, sehingga sebelum digunakan pompa ini harus terisi cairan yang akan dipompa (dipancing). Kegunaan Sama halnya dengan pompa roda gigi, pompa ulir ini cocok untuk memompa zat cair yang bersih dan mempunyai sifat pelumasan yang baik. Secara umum pompa rotary mempunyai kecepatan aliran volum yang konstan asal kecepatan putarannya dapat dipertahankan tetap. Selain itu alirannya lebih teratur (tidak terlalu pulsatif). Hal ini sangat berbeda dengan pompa reprocating (bandingkanlah setelah pembahasan pompa reprocating). Pompa rotary cocok untuk operasi pada kisaran

5 5 tekanan sedang dan untuk kisaran kapasitas dari kecil sampai sedang (lihat gambar pemilihan jenis pompa berdasarkan karanteristiknya) Gambar 6. Skema prinsip kerja pompa ulir berporos tunggal Gambar 7. Skema prinsip kerja pompa ulir berporos ganda (double screw pump) Gambar 8. Potongan pompa ulir berporos ganda Gambar 9. Potongan traveling cavity pump salah satu jenis pompa ulir Karakteristik pompa desak gerak berputar Hubungan antara tekanan yang dibangkitkan (head) dan kecepatan aliran volum (kapasitas) sering disebut dengan karakteristik pompa. Seperti yang telah disebutkan di depan bahwa kapasitas pompa desak tidak dipengaruhi oleh tekanan yang dibangkitkan. Salah satu contoh karakteristik pompa rotary yaitu pompa roda gigi dengan penggigian luar, disajikan pada Gambar 10.

6 6 Gambar 10. Karekteristik pompa roda gigi penggigian luar Mesin penggerak pompa rotary Mesin penggerak pompa rotary yang paling banyak dijumpai adalah motor listrik dan mesin uap. Detail secara konstruktif pompa roda gigi Seperti telah dijelaskan di depan bahwa aliran volum pompa roda gigi sebanding dengan jumlah putaran. Akan tetapi jumlah putaran tidak boleh ditingkatkan secara sembarangan. Karena zat cair harus harus mandapatkan cukup waktu untuk mengisi rongga-rongga kosong di sisi isap sampai penuh. Bila jumlah putaran terlalu tinggi maka rongga-rongga tidak terisi sampai penuh, dengan demikian maksud memperbesar aliran volum tidak tercapai. Makin kental zat cair yang dipompa, makin sukar zat cair itu mengalir dan makin banyak waktu yang diperlukan untuk mengisi rongga-rongga gigi, jadi harus makin rendah pulajumlah putaran persatuan waktu yang digunakan. Bila ditijau secara sekilas pompa roda gigi dapat dengan mudah dirubah arah alirannya. Akan tetapi tidak demikian kenyataannya, ada beberapa alasan yang mendasari hal ini. 1. Peralihan dari bagian kempa ke bagian isap untuk pompa roda gigi terletak pada garis sumbu Y-Y (Gambar 11). Pada penggigian roda yang banyak digunakan sebuah gigi mengisi rongga gigi dari roda yang terletak berhadapan, sedikit sebelum gigi tersebut melewati garis sumbu Y-Y. Pada keadaan ini sisa sedikit cairan yang masih terdapat dalam rongga gigi, ketika roda berputar lebih lanjut, tidak dapat mengalir dan akan berada pada pada tekanan yang sangat tinggi sehingga dapat menimbulkan gaya yang sangat besar. Untuk menghindari keadaan ini terjadi maka sedikit disebelah kanan garis sumbu Y-Y (sisi kempa) dibuat lubang pelepas yang kecil (Gambar 11), sehingga sisa cairan dapat mengalir keluar. Jika arah putar dibalik, maka tempat lubang pelepas tersebut akan berada di sebelah garis sumbu Y-Y yang keliru. 2. Kadang-kadang bantalan pompa dilumasi oleh zat cair yang dipompa dari sisi kempa. Bila arah putaran dibalik, maka bantalan tidak mendapatkan pelumasan dengan baik. Masih banyak alasan-alasan lain yang menyebabkan pompa roda gigi tidak dapat dirubah arah alirannya dengan mudah. Pada sebuah pompa roda gigi kadang-kadang dipergunakan sebuah katup limpah yang diperlengkapi dengan pegas guna melindungi pompa dan/atau sistem saluran

7 7 terhadap tekanan tinggi. Bila takanan pompa menjadi terlampau tinggi, katup membuka dan terjadilah hubungan antara sisi isap dan sisi kempa, sehingga tekanan tidak dapat meningkat lebih lanjut. Gambar 11. Pompa roda gigi dengan lubang pelepas pada satu sisi sehingga arah putar tidak dapat dibalik I.2. POMPA DESAK GERAK BOLAK-BALIK (Reciprocating pumps) Pada pompa desak gerak bolak-balik, gerak putar dari mesin penggerak diubah menjadi gerak bolak-balik dari torak (piston), atau plunyer (plunger), atau membran yang terdapat dalam rumah pompa. Pompa desak gerak bolak-balik dapat digolongkan dalam tiga jenis yaitu: pompa torak, pompa plunyer, dan pompa membran. I.2.1. POMPA TORAK Pompa torak merupakan pompa yang banyak digunakan dalam kelompok pompa desak gerak bolak-balik. Menurut cara kerjanya pompa torak dapat dikelompokkan dalam kerja tunggal dan kerja ganda. Sedangkan menurut jumlah silinder yang digunakan, dapat dikelompokkan dalam pompa torak sinder tunggal dan pompa torak silinder banyak. Untuk pompa torak kerja tunggal dan silinder tunggal, aliran cairan terjadi sebagai berikut. Bila batang torak dan torak bergerak ke atas, zat cair akan terisap oleh katup isap di sebelah bawah dan pada saat yang sama cairan yang ada disebelah atas torak akan terkempakan ke luar. Jika torak bergerak ke bawah katup isap akan tertutup dan katup kempa terbuka sehingga cairan tertekan ke atas torak melalui katup kempa. Dengan gerakan ini maka akan terjadi kerja isap dan kerja kempa secara bergantian. Aliran cairan yang dihasilkan terputus-putus. pompa torak kerja ganda pada prinsipnya sama dengan cara kerja pompa torak kerja tunggal, tetapi pada pompa torak kerja ganda terdapat dua katup isap dan dua katup kempa yang masing-masing bekerja secara bergantian. Sehingga pada saat yang sama terjadi kerja isap dan kerja kempa. Karena itu aliran zat cair menjadi relatif lebih teratur.

8 8 Untuk memperoleh kecepatan aliran zat cair yang lebih konstan dapat digunakan pompa torak kerja ganda dengan silinder banyak. Gambar 12. Skema prinsip kerja pompa torak kerja tunggal silinder tunggal Gambar 13. Skema prinsip kerja pompa torak kerja ganda silinder tunggal Gambar 14. Potongan pompa torak kerja ganda silinder tunggal Gambar 15. Aliran zat cair pompa torak kerja tunggal silinder tunggal Gambar 16. Aliran zat cair pompa torak kerja ganda silinder tunggal

9 9 Gambar 17. Aliran zat cair pompa torak kerja ganda dengan tiga silinder Kegunaan Pompa torak cocok digunakan untuk pekerjaan pemompaan dengan daya isap (suction head) yang tinggi disamping itu pompa torak dapat digunakan untuk memompa udara dalam kapasitas yang besar. Detail secara konstruktif pompa torak Pompa torak terdiri dari komponen-komponen berikut: 1. torak, 2. silinder, 3. katup, 4. mekanik engkol dan mekanik batang penggerak, 5. lemari roda gigi, dan 6. satu sungkup udara atau lebih. Bagian ini masing-masing akan dibahas dengan lebih rinci. TORAK Torak mengatur perpindahan tempat zat cair. Torak terdiri dari sejumlah cakra yang biasanya terbuat dari besi tuang dan diantaranya dipasang sebuah atau lebih gelang perapat, yang bertugas merapatkan ruang antara antara torak dan silinder. Gelang perapat dapat berupa manset atau gelang torak. Kadang-kadang torak pada penggunaannya tidak diperlengkapi dengan gelang perapat khusus. Untuk mengurangi rugi bocor biasanya totak dibuat lebih panjang dan disekelilingnya diberi alur labirin. Oleh karena torak tidak atau hampir tidak menyinggung silinder maka rugi gesekan tidak besar, sehingga dapat diperoleh penghematan kerja. Gambar 18. Manset Gambar 19. Gelang torak dan cara pemasangannya

10 10 Gambar 20. Torak dengan perapat labirin SILINDER Silinder biasanya dilapisi dengan perunggu atau lapisan lain yang dapat diganti. Bagian sebelah dalam harus dibuat sebulat dan selicin mungkin. Sehingga bila aus pelapis silinder dapat diganti dengan mudah. KATUP Katup gunanya untuk membuka dan menutup lubang pemasukkan dan lubang pengeluaran ke dan dari silinder pada saat yang tepat dan bekerja secara otomatis karena adanya perbedaan tekanan di atas dan di bawah katup. Sering kali katup diperlengkapi dengan pegas katup guna menutup katup menurut cara dan pada saat yang tepat. MEKANIK ENGKOL Mekanik engkol dan mekanik batang penggerak mengatur supaya gerak putar motor diubah menjadi gerak bolak-balik torak. LEMARI RODA GIGI Jumlah putaran motor diperlambat oleh suatu transmisi tali. Pada pompa torak yang berjalan lambat, jumlah putaran cakra-tali yang tinggi diperlambat sampai ke jumlah putaran poros engkol yang sesuai melalui suatu transmisi roda gigi. Lemari roda gigi harus diisi minyak sampai ketinggian tertentu. Minyak tidak hanya mengatur pelumasan roda gigi tetapi juga mengatur pelumasan mekanik engkol. SUNGKUP UDARA Sungkup udara digunakan agar aliran zat cair stabil (tetap). Tanpa sungkup udara aliran zat cair sering berubah-ubah hal ini disebabkan karena kecepatan torak sulit dipertahankan stabil. Ada dua sungkup udara yaitu sungkup udara isap dan sungkup udara kempa. Pada saat langkah kempa bila ada kenaikkan kecepatan torak sebagian zat cair dikempakan kedalam sungkup udara kempa. Dengan demikian udara yang ada didalam sungkup terdesak sehingga tekanannya meningkat, bila kecepatan torak turun kembali maka air dapat mengalir keluar dari sungkup udara dengan sendirinya. Jika pompa sudah beroperasi pada waktu yang cukup lama ada kemungkinan pompa berbunyi gaduh, hal ini disebabkan karena udara sebagian besar telah hilang dari sungkup udara. Pada saat seperti ini perlu dilakukan penambahan udara ke dalam sungkup dengan cara membiarkan sebentar pompa menghisap udara atau mengeluarkan air dari dalam sungkup.

11 11 I.2.2. POMPA PLUNYER (PLUNGER PUMP) Prinsip kerja pompa plunyer sama dengan prinsip kerja pompa torak, tetapi torak diganti dengan plunyer. Kegunaan Pompa plunyer pada umumnya digunakan untuk aliran volum (kapasitas) yang kecil tetapi tekanan yang dapat dicapai lebih tinggi dari pada yang dapat dicapai dengan pompa torak. Pompa plunyer banyak digunakan untuk pompa bahan bakar motor diesel. Gambar 21. Prinsip kerja pompa plunyer Gambar 22. Pompa plunyer dengan penggerak uap (steam-driven tanden duplex plunger pump) I.2.3. POMPA MEMBRAN Gambar 23. Prinsip kerja pompa membran Pada pompa ini, pembesaran dan pengecilan ruang dalam rumah pompa disebabkan oleh membran yang kenyal. Seperti halnya pompa torak, pompa membran dapat

12 12 digunakan sebagai kerja tunggal dan kerja ganda, dan juga memberikan aliran cairan yang terputus-putus. Kegunaan Pompa membran sering digunakan untuk memompa air kotor (pompa kepala kucing) dan dapat digunakan untuk pompa bahan bakar. Mesin penggerak pompa desak gerak bolak-balik Pompa desak gerak bolak-balik digerakkan oleh motor listrik atau mesin uap, yang dilengkapi dengan tali atau rantai yang menghubungkan antara motor penggerak dengan roda gigi dan poros engkol untuk merubah kerja putar menjadi kerja bolak-balik. Karakteristik pompa desak gerak bolak-balik Seperti halnya karakteristik pompa desak gerak berputar, kapasitas pompa desak gerak bolak-balik tidak dipengaruhi oleh tekanan yang dibangkitkan. II.POMPA SENTRIFUGAL (CENTRIFUGAL PUMPS) Pada kelompok pompa sentrifugal ini akan dibicarakan berperapa jenis pompa yang merupakan modifikasi dari pompa sentrifugal ini yaitu 1. pompa sentrifugal itu sendiri, 2. pompa sentrifugal baling-baling, 3. pompa baling-baling, dan 4. pompa aliran pusar. II.1. POMPA SENTRIFUGAL (RADIAL FLOW PUMP) Dalam bentuknya yang sederhana, pompa sentrifugal terdiri dari dari sebuah kipas yang berputar dalam rumah pompa. Rumah pompa mempunyai dua saluran yaitu saluran isap dan saluran kempa. Terhadap arah putaran biasanya sudu-sudu kipas dibengkokkan ke belakang. Sebelum pompa dijalankan rumah pompa dan saluran isap harus terisi zat cair, untuk menjaga agar zat cair tidak mengalir dari saluran isap dan rumah pompa kembali ke sumber biasanya dibagian bawah saluran isap dipasang katup kaki. Bila kipas berputar dengan cepat, maka sudu-sudu kipas memberikan gerak berputar kepada zat cair yang berada di dalam rumah pompa. Gaya sentrifugal yang terjadi mendorong zat cair ke bagian keliling sebuah luar kipas dan terkempakan keluar. Karena itu pada lubang saluran masuk ke dalam kipas di dalam rumah pompa timbul ruang kosong sehingga tekanannya turun (hampa udara). Oleh sebab itu cairan dapat terdorong masuk ke dalam rumah pompa atau terjadi kerja isap. Pada keliling sebelah luar kipas, zat cair mengalir dalam rumah pompa dengan tekanan dan kecepatan tertentu. Zat cair mengalir sedemikian rupa dalam aliran yang tidak terputus-putus dari saluran isap melalui pompa ke saluran kempa.

13 13 Gambar 24. Skema prinsip kerja dan arah aliran dalam pompa sentrifugal Pompa sentrifugal jauh lebih banyak digunakan (lebih populer) dari pada pompa desak. Karena bila dibandingkan pompa desak pompa sentrifugal mempunyai beberapa kelebihan disamping kekurangan yang ada. Walaupun demikian untuk keperluankeperluan tertentu tetap diperlukan pompa desak. Adapun kelebihan dan kekurangan yang dimililki pompa sentrifugal adalah sebagai berikut: Kelebihan 1. Pada aliran volum yang sama harga pembelian lebih murah. 2. Tidak banyak bagian yang bergerak (tidak ada katup) sehingga biaya perawatannya rendah. 3. Lebih sedikit memerlukan tempat. 4. Jumlah putaran tinggi sehingga memungkinkan digerakkan langsung oleh motor listrik atau turbin. 5. Jalannya tenang sehingga fondasi dapat dibuat ringan. 6. Bila konstruksi disesuaikan dapat digunakan untuk memompa cairan yang mengandung kotoran atau padatan. 7. Aliran zat cair yang diperoleh tidak terputus-putus. Kekurangan 1. Randemen rendah terutama untuk aliran volum yang kecil dan daya dorong yang tinggi. 2. Dalam pelaksanaan normal tidak dapat menghisap sendiri. 3. Tidak cocok untuk memompa cairan yang kental, terutama pada aliran volum yang kecil. Kemampuan head dan kapasitas yang dapat ditimbulkan oleh pompa jenis ini terbatas, karena pada nilai yang tinggi efisiensi pompa tersebut akan turun (tidak ekonomis). Bila diperlukan kapasitas atau head yang tinggi dapat digunakan atau dipilih pompa sentrifugal jenis DOUBLE SUCTION ATAU MULTISTAGE. DOUBLE SUCTION Pompa jenis ini dipilih bila diperlukan kapasitas pemompaan yang tinggi tetapi head rendah

14 14 Dalam rumah pompa terdapat dua kipas yang dipasang saling membelakangi (back to back). Pemasukan umpan melalui dua sisi sehingga pompa ini ekivalen dengan dua buah pompa dengan satu kipas yang bekerja secara paralel. Kapasitas pompa jenis ini sama dengan jumlah kapasitas masing-masing kipas. Tetapi head yang dihasilkan sama dengan satu kipas dengan diameter dan kecepatan putar yang sama. Gambar 25. Pompa sentrifugal double suction MULTI STAGE Pompa jenis ini dipilih bila diperlukan head pemompaan yang tinggi dimana single stage pump tidak ekonomis. Pompa ini mampu beroperasi sampai head 3000 psia dan kapasitas pemompaan sampai 3000 gallon per menit. Dalam pompa terdapat beberapa buah kipas yang dipasang secara seri dalam satu poros. Total head yang ditimbulkan oleh pompa jenis ini sama dengan jumlah head yang dihasilkan masing-masing kipas. Tetapi kapasitasnya sama dengan kapasitas yang melalui satu buah kipas. Gambar 26. Dua arah aliran dalam pompa multistage, dengan arah aliran ini gaya aksial yang terjadi dapat diabaikan pengaruhnya.

15 15 Karakteristik pompa sentrifugal Pada pompa sentrifugal head yang dapat dicapai dan kapasitas terdapat hubungan yang tidak dapat dipisahkan (berbeda dengan pompa desak). Hubungan ini secara umum dapat dinyatakan sebagai berikut, bila head bertambah besar maka kapsitasnya akan menurun asal semua data pompa yang lainnya dipertahankan tetap. Karekteristik pompa yang berbeda akan berbeda pula. Gambar 27. Contoh karakteristik pompa sentrifugal II.2. POMPA SENTRIFUGAL BALING-BALING (MIXED FLOW PUMP) Pompa sentrifugal baling-baling merupakan peralihan antara pompa sentrifugal (radial flow pump) dan pompa baling-baling (axial flow pump). Kipas pompa jenis ini mempunyai sudu yang dibengkokkan dalam tiga jurusan (tiga dimensi). Adapun cara kerjanya sama dengan pompa sentrifugal. Kegunaan Pompa jenis ini biasanya digunakan untuk aliran volum yang besar tetapi daya dorongnya rendah. Gambar 28. Skema prinsip pompa sentrifugal baling-baling Gambar 29. Kipas pompa sentrifugal baling-baling (mixed flow)

16 16 II.3. POMPA BALING-BALING (AXIAL FLOW PUMP) Pada pompa jenis ini zat cair mengalir pada arah axial dan dapat digunakan untuk aliran horisontal atau vertikal. Pompa jenis ini tidak dapat menghisap sendiri sehingga dalam pemakaiannya diperlukan pompa vakum kecil untuk mengusir udara dari rumah pompa. Kadang-kadang pada kipas pompa ini diperlengkapai dengan sudu yang dapat diatur (disetel) ketika sedang bekerja, sehingga aliran volum atau daya dorongnya dapat diatur. Kegunaan Pompa baling-baling digunakan untuk aliran volum yang sangat besar pada daya dorong (tekanan) yang rendah. Gambar 30. Skema prinsip pompa baling-baling Gambar 31. Kipas pompa baling-baling II.4. POMPA SLURRY Pada jenis pompa ini, kipas tidak dipasang dipusat rumah pompa melainkan di sisi samping. Kipas yang sedang berputar memberkan energi kepada zat cair yang berada didalam rumah pompa. Gerak rotasi aliran zat cair sudah mulai pada ujung saluran isap pompa. Karena lubang laluan zat cair dalam lubang pompa cukup luas sehingga dapat digunakan untuk memompa cairan yang mengandung padatan dan jarang terjadi penyumbatan. Pompa ini bersifat tidak menghisap sendiri. Gambar 32. Pompa slurry

17 17 Kegunaan Pompa ini dapat digunakan intuk memompa cairan yang sangat kotor, untuk memompa luluhan kertas pada pabrik kertas, dan untuk memompa luluhan makanan dalam industri bahan makanan. Detail secara konstruktif pompa sentrifugal Bagian-bagian pompa sentrifugal berdasarkan cara pemasangannya atau cara pembongkarannya dapat dikelompokkan menjadi tiga. 1. Pompa sentrifugal yang terbagi secara radial 2. Pompa sentrifugal yang terbagi secara aksial 3. Pompa sentrifugal yang dipasang menurut cara back pull out Pompa sentrifugal yang terbagi secara radial Bagian dari pompa yang harus dikeluarkan pada waktu pembongkaran tersusun secara tegak lurus terhadap garis sumbu poros pompa. Keuntungan Cara ini merupakan konstruksi yang murah dan stabil. Kekurangan Pada waktu pembongkaran, semua saluran harus dilepas dan pompa harus dikeluarkan dari fondasi. Gambar 33. Pompa sentrifugal yang terbagi secara radial Pompa sentrifugal yang terbagi secara aksial Bagian dari pompa ini yang harus dikeluarkan pada waktu pembongkaran guna mencapai bagian dalam pompa tersusun sejajar dengan poros pompa. saluran isap dan saluran kempa terletak pada bagian bawah dari rumah pompa. Keuntungan Setelah pembongkaran rumah pompa dan kap bantalan, pompa dapat diperiksa seluruhnya dan bila perlu dapat dikeluarkan. Sedangkan semua saluran tetap tinggal pada tempatnya. Kekurangan Pompa jenis ini mahal harganya.

18 18 Gambar 34. Pompa sentrifugal yang terbagi secara aksial Konstrusi back pull out Konstruksi ini membutuhkan kopling khusus pada tiga bagian. Bagian tengah kopling dapat dilepas dari rangkaian keseluruhan dengan sangat mudah. Panjang bagian kopling dapat dilepas dari rangkaian keseluruhan dengan sangat mudah. Panjang bagian ini diatur sedemikian rupa sehingga bagian tersebut dapat dikeluarkan, dudukan bantalan dapat dikeluarkan lengkap dengan poros dan kipas. Elektro motor dan rumah pompa dapat tetap tinggal di atas pelat fondasi, saluran tidak perlu dilepas. Keuntungan Seluruh bagian yang dapat berputar dapat dibongkar dengan mudah. Kekurangan Pada pemasangan ini dibutuhkan kopling khusus (kopling spacer) KIPAS Gambar 35. Kopling spacer dan back pull our door Bentuk kipas dan sudu kipas yang digunakan harus disesuaikan dengan jenis zat cair yang dipompa, head dan kapasitas yang diperlukan dan jumlah putaran. Hal ini perlu diperhatikan agar efisiensi pompa tinggi. Tetapi pada keadaan tertentu, kadang-kadang pompa dikorbankan atau merupakan prioritas yang kedua dibandingkan tujuan pemompaannya. Misalnya untuk zat cair yang mengandung banyak padatan diutamakan dipilih jenis pompa yang mempunyai lubang laluan yang besar daripada jenis pompa yang memberikan efisiensi yang tinggi.

19 19 Pengaruh kipas terhadap karakteristik pompa Bentuk, ukuran, jumlah sudu, dan kecepatan putar kipas mempunyai pengaruh yang besar terhadap karakteristik pompa. Makin tinggi diameter kipas dan kecepatan putarnya amiin tinggi, maka makin tinggi pula head yang dapat dicapai. Sedangkan lengkungan sudu berpengaruh relatif sedikit terhadap head, tetapi sangat berpengaruh terhadap efieinsi pompa tersebut. Kapasitas pompa sangat dipengaruhi oleh ukuran lubang laluan kipas. Bila diinginkan kapasitas tertentu, lubang laluan kipas, lubang saluran masuk, dan lebar sudu harus mempunyai ukuran ayng tepat. Ada beberapa jenis kipas dalam pompa sentrifugal, antara lain: Kipas tertutup Sudu-sudu kipas terkurung dalam dinding kipas. Sudu-sudu kipas dapat dilengkungkan satu atau dua kali. Kipas jenis ini cocok untuk memompa zat cair yang bersih atau tidak mengandung kotoran. Gambar 36. Kipas tertutup dengan sudu yang dilengkungkan satu kali Gambar 37. Kipas tertutup dengan sudu yang dilengkungkan dua kali Kipas setengah terbuka Kipas jenis ini sudu pada sisi yang menghadap ke saluran masuk terbuka. Efisiensi pompa untuk kipas jenis ini lebih rendah dibandingkan dengan kipas yang tertutup. Pompa dengan jenis kipas ini dapat digunakan untuk memompa cairan yang mengandung padatan. Kipas terbuka Gambar 38. Kipas setengah terbuka Kipas jenis ini sudu-sudunya tampak dari kedua sisi. Efisiensi kipas jenis ini lebih rendah dibandingkan dengan kipas setengah terbuka.

20 20 Gambar 39. Kipas terbuka Gambar 40. Bentuk lain kipas terbuka Kipas jenis pertama (gambar 39) cocok unuk memompa cairan yang mengandung kotoran. Sedangkan untuk kipas jenis kedua cocok untuk memompa cairan ayng bersih, karena pada kipas ini jarak antar sudu kecil dan jarak antara kipas dan dinding rumah juga sempit. Kipas Saluran Kipas ini terdiri dari dua atau tiga saluran segi panjang yang dibengkokkan dan semua saluran berhubungan dengan saluran pemasukkan. Efisiensi kipas jenis ini lebih tinggi daripada kipas terbuka. Oleh karena lubang laluan saluran besar, maka kipas jenis ini cocok untuk memompa cairan yang banyak mengandung padatan. Gambar 41. Kipas saluran SELF-PRIMING PUMPS Self-priming adalah sifat pompa yang pada keadaan kering dapat menghisap sendiri. pada dasarnya semua pompa desak (positive displacement pumps) bersifat selfpriming kecuali pompa ulir (screw pumps). Sedangkan semua jenis pompa sentrifugal pada dasarnya bersifat not self-priming, kecuali pompa sentrifugal yang telah dimodifikasi bentuk rumah pompa dan salurannya. Contoh pompa sentrifugal yang selfpriming adalah pompa nagle (nagle pumps). GANGGUAN YANG MUNGKIN TERJADI PADA POMPA SENTRIFUGAL DAN KEMUNGKINAN PENYEBABNYA Gangguan yang mungkin dijumpai pada pemakaian pompa sentrifugal dan kemungkinan-kemungkinan penyebabnya, dapat dilihat pada Daftar I. Adapun untuk jenis pompa yang lain dapat dicari pada pustaka.