MESIN FLUIDAPOMPA
PENDAHULUANMESIN FLUIDA Mesin fluida adalah mesin yang berfungsi untuk mengubah energi mekanis poro...
PEMBAGIAN MESIN FLUIDA1. Mesin Tenagayaitu mesin fluida yang berfungsi mengubahenergi fluida (energi potensial dan energik...
POMPA Pompa adalah salah satu mesin fluida yang termasuk dalam golongan mesin kerja. Pompa berfungsi untuk memindahkan za...
KLASIFIKASI POMPA1. Pompa Tekanan Statis2. Pompa Tekanan Dinamis(Rotodynamic Pump)
POMPA TEKANAN STATISPompa jenis ini bekerja dengan menggunakan prinsipmemberi tekanan secara periodik pada fluida yangterk...
GAMBAR POMPA RODA GIGIDANPOMPA ULIR
b. Pompa Torak ( Reciprocating Pump ) Pompa torak ini mempunyai bagian utama berupa torak yang bergerak bolak-balik dal...
GAMBAR POMPA DIAFRAGMA
POMPA TEKANAN DINAMIS Pompa tekanan dinamis disebut juga rotodynamic pump, turbo pump atau impeller pump. ...
KLASIFIKASI POMPA TEKANAN DINAMISa. Klasifikasi menurut jenis impeler1. Pompa Sentrifugal Pompa ini menggunakan impeler j...
GAMBAR POMPA SENTRIFUGAL
POMPA SENTRIFUGAL Prinsip kerja pompa sentrifugal adalah energi mekanis dari luar diberikan pada poros untuk memutar impel...
GAMBAR BAGIAN UTAMA POMPA SENTRIFUGAL Adapun bagian-bagian utama pompa sentrifugal adalah poros, impeler dan rumah pompa.
2. Pompa Aliran Campur Pompa ini menggunakan impeler jenis aliran capur (mixed flow), seperti pada gambar A...
GAMBAR POMPA ALIRAN CAMPUR
POMPA ALIRAN AKSIAL Pompa ini menggunakan impeler jenis aksial dan zat cair yang meninggalkan impeler akan bergerak sepanj...
GAMBAR POMPA ALIRAN AKSIAL
B. KLASIFIKASI MENURUT BENTUK RUMAH POMPA1. Pompa Volut Pompa ini khusus untuk pompa sentrifugal. Aliran Fluida yang men...
2. Pompa Difuser Konstruksi ini dilengkapi dengan sudu pengarah (diffuser) di sekeliling saluran impeler . Pemakain ...
3. Pompa Vortex Pompa ini mempunyai aliran campur dan sebuah rumah volut. Pompa ini tidak menggunakan difuser, namun...
C. KLASIFIKASI MENURUT JUMLAH TINGKAT1. Pompa satu tingkat Pompa ini hanya mempunyai sebuah impeler . Pada umumnya hea...
GAMBAR POMPA TINGKAT BANYAK
D. KLASIFIKASI MENURUT LETAK POROS1. Pompa poros mendatar Pompa ini mempunyai poros dengan posisi horizontal, pompa je...
GAMBAR POMPA ALIRAN CAMPUR POROSTEGAK
E. KLASIFIKASI MENURUT BELAHAN RUMAH1. Pompa belahan mendatar Pompa ini mempuyai belahan rumah yang dapat yang dibelah d...
GAMBAR POMPA JENIS BELAHAN MENDATAR
F. KLASIFIKASI MENURUT SISI MASUK IMPELER1. Pompa isapan tunggal Pada pompa ini fluida masuk dari sisi impeler. Konstr...
GAMBAR POMPA ISAPAN GANDA
UNIT PENGGERAK POMPA Umumnya unit penggerak pompa terdiri dari tiga jenis yaitu: a. Motor bakar b. Motor listrik, dan c. T...
DASAR-DASAR PEMILIHAN POMPA Dasar pertimbangan pemilihan pompa, didasarkan pada sistem ekonomisnya, yakni keuntungan dan k...
HEAD POMPA Head pompa adalah energi yang diberikan ke dalam fluida dalam bentuk tinggi tekan. Dimana tinggi tekan merupaka...
Untuk operasional pompa sentrifugal tanpa cavitasi, tinggi isap ditambahdengan semua kehilangan lainnya harus lebih kecil ...
CONTOH SOAL1. Tentukan maksimum tinggi isap untuk pompa dengan debit 38 l/det. Suhu air 20o C. Total hilang g...
TABEL HUBUNGAN ANTARA TABEL Hubungan antara ketinggian tempatSUHU DENGAN TEKANAN UAP AIR dengan Tekanan Atmosfir...
PRINSIP HUKUM BERNOULLI
PRINSIP HUKUM BERNOULLIPada gambar ini terdapat dua buah titik dengan perbedaan kondisi letak, luaspenampang, tekanan sert...
PUTARAN SPESIFIK Jenis impeler yang digunakan pada suatu pompa tergantung pada putaran spesifiknya. Putaran spesifik adala...
TABEL KLASIFIKASI IMPELER MENURUT PUTARAN SPESIFIK No. Jenis Impeler ns 1 ...
DAYA POMPA Daya pompa ialah daya yang dibutuhkan poros pompa untuk memutar impeler didalam memindahkan sejumlah fluida d...
ALIRAN FLUIDAAliran dalam pemipaan akan terjadi dari titik yang mempunyai head hidrolik yang lebihtinggi (energi intern...
3. Populer atau sering dipakai untuk perhitungan dengan beda energi besar.4. Persamaan ini secara teori paling bagus dan d...
KAVITASI Kavitasi adalah fenomena perubahan phase uap dari zat cair yang sedang mengalir, karena tekanannya berkuran...
SECARA UMUM, TERJADINYA KAVITASI DIKLASIFIKASIKAN ATAS 5ALASAN DASAR :1. Vaporization - Penguapan Fluida menguap bila te...
b. Mengurangi Tempertur fluida, dengan : - Mendinginkan suction dengan fluida pendingin - Mengisolasi suction ...
2. Air Ingestion - Masuknya Udara Luar ke Dalam System Pompa sentrifugal hanya mampu mengendalikan 0.5% udara dari tot...
VORTEXING FLUIDA
Keduanya, baik penguapan maupun masuknya udara ke dalam system berpengaruh besar terhadap kinerja pompa yaitu pada saa...
4. TURBULENCE - PERGOLAKAN ALIRAN Aliran fluida diinginkan pada kecepatan yang konstan. Korosi dan hambatan yang ada p...
5. Vane Passing Syndrome Kerusakan akibat kavitasi jenis ini terjadi ketika diameter luar impeller lewat terlalu dekat...
PENGARUH KAVITASI DENGAN KINERJA POMPASENTRIFUGAL1. Kapasitas Pompa Berkurang Ini terjadi karena gelembung-gelembu...
3. Pembentukan gelembung pada tekanan rendah karena mereka tidak bisa terbentuk pada tekanan tinggi. Jika kecepatan ...
HUBUNGAN ANTARA KECEPATAN SPESIFIK, BENTUK IMPELER DAN TIPE POMPA
BENTUK IMPELER DAN EFISIENSI MAKSIMUM
TERMINOLOGI KAPASITAS : volume air yang keluar dari pompa per satuan waktu. (DEBIT ALIRAN..liter/det) TINGGI ISAP...
 TOTAL HEAD TEKAN (Total Discharge Head) : Jumlah tinggi tekan statik dengan semua kehilangan energi pada pipa tekan...
SISTEM PEMOMPAAN
KONDISI PIPA DAN NILAI C (HAZEN-WILLIAM)
Pompa mesin fluida ajar
Pompa mesin fluida ajar
Pompa mesin fluida ajar
Pompa mesin fluida ajar
of 62

Pompa mesin fluida ajar

Pompa adalah salah satu mesin fluida yang termasuk dalam golongan mesin kerja. Pompa berfungsi untuk memindahkan zat cair dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi karena adanya perbedaan tekanan
Published on: Mar 4, 2016
Published in: Education      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Pompa mesin fluida ajar

  • 1. MESIN FLUIDAPOMPA
  • 2. PENDAHULUANMESIN FLUIDA Mesin fluida adalah mesin yang berfungsi untuk mengubah energi mekanis poros menjadi energi potensial atau sebaliknya mengubah energi fluida ( energi kinetik dan energi potensial ) menjadi energi mekanik poros. Dalam hal ini fluida yang dimaksud berupa cair, gas dan uap
  • 3. PEMBAGIAN MESIN FLUIDA1. Mesin Tenagayaitu mesin fluida yang berfungsi mengubahenergi fluida (energi potensial dan energikinetik) menjadi energi mekanis poros.Contoh : turbin, kincir air, dan kincir angin.2. Mesin kerjayaitu mesin yang berfungsi mengubah energimekanis poros menjadi energi fluida (energipotensial dan energi kinetik).Contoh : pompa, kompresor, kipas (fan).
  • 4. POMPA Pompa adalah salah satu mesin fluida yang termasuk dalam golongan mesin kerja. Pompa berfungsi untuk memindahkan zat cair dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi karena adanya perbedaan tekanan
  • 5. KLASIFIKASI POMPA1. Pompa Tekanan Statis2. Pompa Tekanan Dinamis(Rotodynamic Pump)
  • 6. POMPA TEKANAN STATISPompa jenis ini bekerja dengan menggunakan prinsipmemberi tekanan secara periodik pada fluida yangterkurung dalam rumah pompa. Pompa ini dibagi menjadidua jenis.a. Pompa Putar ( rotary pump ) Pada pompa putar, fluida masuk melalui sisi isap, kemudian dikurung di antara ruangan rotor, sehingga tekanan statisnya naik dan fluida akan dikeluarkan melalui sisi tekan. Contoh tipe pompa ini adalah : screw pump, gear pump dan vane pump
  • 7. GAMBAR POMPA RODA GIGIDANPOMPA ULIR
  • 8. b. Pompa Torak ( Reciprocating Pump ) Pompa torak ini mempunyai bagian utama berupa torak yang bergerak bolak-balik dalam silinder. Fluida masuk melalui katup isap (Suction valve) ke dalam silinder dan kemudian ditekan oleh torak sehingga tekanan statis fluida naik dan sanggup mengalirkan fluida keluar melalui katup tekan (discharge valve). Contoh tipe ini adalah : pompa diafragma dan pompa plunyer.
  • 9. GAMBAR POMPA DIAFRAGMA
  • 10. POMPA TEKANAN DINAMIS Pompa tekanan dinamis disebut juga rotodynamic pump, turbo pump atau impeller pump. Pompa yang termasuk dala kategori ini adalah : pompa jet dan pompa sentrifugalCiri - ciri utama dari pompa ini adalah : Mempunyai bagian utama yang berotasi berupa roda dengan sudu-sudu sekelilingnya yang sering disebut dengan impeler. Melalui sudu - sudu, fluida mengalir terusmenerus, dimana fluida berasal diantara sudu sudu tersebut
  • 11. KLASIFIKASI POMPA TEKANAN DINAMISa. Klasifikasi menurut jenis impeler1. Pompa Sentrifugal Pompa ini menggunakan impeler jenis radial atau francis. Konstruksinya sedemikian rupa sehingga aliran fluida yang keluar dari impeler akan melalui bidang tegak lurus pompa. Impeler jenis radial digunakan untuk tinggi tekan (head) yang sedang dan tinggi, sedangkan impeler jenis francis digunakan untuk head yang lebih rendah dengan kapasitas besar.
  • 12. GAMBAR POMPA SENTRIFUGAL
  • 13. POMPA SENTRIFUGAL Prinsip kerja pompa sentrifugal adalah energi mekanis dari luar diberikan pada poros untuk memutar impeler. Akibatnya fluida yang berada dalam impeler, oleh dorongan sudu-sudu akan terlempar menuju saluran keluar. Pada proses ini fluida akan mendapat percepatan sehingga fluida tersebut mempunyai energi kinetik. Kecepatan keluar fluida ini selanjutnya akan berkurang dan energi kinetik akan berubah menjadi energi tekanan di sudu-sudu pengarah atau dalam rumah pompa
  • 14. GAMBAR BAGIAN UTAMA POMPA SENTRIFUGAL Adapun bagian-bagian utama pompa sentrifugal adalah poros, impeler dan rumah pompa.
  • 15. 2. Pompa Aliran Campur Pompa ini menggunakan impeler jenis aliran capur (mixed flow), seperti pada gambar Aliran keluar dari impeler sesuai dengan arah bentuk permukaan kerucut rumah pompa.
  • 16. GAMBAR POMPA ALIRAN CAMPUR
  • 17. POMPA ALIRAN AKSIAL Pompa ini menggunakan impeler jenis aksial dan zat cair yang meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang permukaan silinder rumah pompa kearah luar. Konstruksinya mirip dengan pompa aliran campur kecuali bentuk impeler dan bentuk difusernya
  • 18. GAMBAR POMPA ALIRAN AKSIAL
  • 19. B. KLASIFIKASI MENURUT BENTUK RUMAH POMPA1. Pompa Volut Pompa ini khusus untuk pompa sentrifugal. Aliran Fluida yang meninggalkan impeler secara langsung memasuki rumah pompa yang berbentuk volut (rumah siput) sebab diameternya bertambah besar.
  • 20. 2. Pompa Difuser Konstruksi ini dilengkapi dengan sudu pengarah (diffuser) di sekeliling saluran impeler . Pemakain diffuser ini akan memperbaiki efisiensi pompa. Difuser ini sering digunakan pada pmopa bertingkat banyak dengan head yang tinggi.
  • 21. 3. Pompa Vortex Pompa ini mempunyai aliran campur dan sebuah rumah volut. Pompa ini tidak menggunakan difuser, namun memakai saluran yang lebar. Dengan demikian pompa ini tidak mudah tersumbat dan cocok untuk pemakaian pada pengolahan cairan limbah.
  • 22. C. KLASIFIKASI MENURUT JUMLAH TINGKAT1. Pompa satu tingkat Pompa ini hanya mempunyai sebuah impeler . Pada umumnya head yang dihasilkan pompa ini relative rendah, namun konstruksinya sederhana.2. Pompa bertingkat banyak Pompa ini menggunakan lebih dari satu impeler yang dipasanag berderet pada satu poros . Zat cair yang keluar dari impeler tingkat pertama akan diteruskan ke impeler tingkat kedua dan seterusnya hingga tingkat terakhir. Head total pompa merupakan penjumlahan head yang dihasilkan oleh masing - masing impeler. Dengan demikian head total pompa ini relatif tinggi dibanding dengan pompa satu tingkat, namun konstruksinya lebih rumit dan besar.
  • 23. GAMBAR POMPA TINGKAT BANYAK
  • 24. D. KLASIFIKASI MENURUT LETAK POROS1. Pompa poros mendatar Pompa ini mempunyai poros dengan posisi horizontal, pompa jenis ini memerlukan tempat yang relatif lebih luas.2. Pompa jenis poros tegak Poros pompa ini berada pada posisi vertikal, seperti terlihat pada gambar. Poros ini dipegang di beberapa tempat sepanjang pipa kolom utama bantalan. Pompa ini memerlukan tempat yang relatif kecil dibandingkan dengan pompa poros mendatar. Penggerak pompa umumnya diletakkan di atas pompa.
  • 25. GAMBAR POMPA ALIRAN CAMPUR POROSTEGAK
  • 26. E. KLASIFIKASI MENURUT BELAHAN RUMAH1. Pompa belahan mendatar Pompa ini mempuyai belahan rumah yang dapat yang dibelah dua menjadi bagian atas dan bagian bawah oleh bidang mendatar yang melalui sumbu poros. Jenis pompa ini sering digunakan untuk pompa berukuran menengah dan besar dengan poros mendatar.2. Pompa belahan radial Rumah pompa ini terbelah oleh sebuah bidang tegak lurus poros. Konstruksi seperti ini sering digunakan pada pompa kecil dengan poros mendatar. Jenis ini juga sesuai dengan pompa-pompa dengan poros tegak dimana bagian-bagian yang berputar dapat dibongkar ke atas sepanjang poros.3. Pompa jenis berderet Jenis ini terdapat pada pompa bertingkat banyak, dimana rumah pompa terbagi oleh bidang-bidang tegak lurus poros sesuai dengan jumlah tingkat yang ada.
  • 27. GAMBAR POMPA JENIS BELAHAN MENDATAR
  • 28. F. KLASIFIKASI MENURUT SISI MASUK IMPELER1. Pompa isapan tunggal Pada pompa ini fluida masuk dari sisi impeler. Konstruksinya sangat sederhana, sehingga sangat sering digunakan untuk kapasitas yang relatif kecil.2. Pompa isapan ganda Pompa ini memasukkan fluida melalui dua sisi isap impeler Pada dasarnya pompa ini sama dengan dua buah impeler pompa isapan tunggal yang dipasang bertolak belakang dan dipasang beroperasi secara paralel. Dengan demikian gaya aksial yang terjadi pada kedua impeler akan saling mengimbangi dan laju aliran total adalah dua kali laju aliran tiap impeler. Oleh sebab itu pompa ini banyak dipakai untuk kebutuhan dengan kapasitas besar.
  • 29. GAMBAR POMPA ISAPAN GANDA
  • 30. UNIT PENGGERAK POMPA Umumnya unit penggerak pompa terdiri dari tiga jenis yaitu: a. Motor bakar b. Motor listrik, dan c. Turbin Penggerak tipe motor bakar dan turbin sangat tidak ekonomis untuk perencanaan pompa karena konstruksinya berat, besar dan memerlukan sistem penunjang misalnya sistem pelumasan, pendinginan dan pembuangan gas hasil pembakaran. Sistem penggerak motor listrik lebih sesuai dimana konstruksinya kecil dan sederhana, sehingga dapat digabungkan menjadi satu unit kesatuan dalam rumah pompa. Faktor lain yang membuat motor ini sering digunakan adalah karena murah dalam perawatan dan mampu bekerja untuk jangka waktu yang relatif lama dibanding penggerak motor bakar dan turbin.
  • 31. DASAR-DASAR PEMILIHAN POMPA Dasar pertimbangan pemilihan pompa, didasarkan pada sistem ekonomisnya, yakni keuntungan dan kerugian jika pompa tersebut digunakan dan dapat memenuhi kebutuhan pemindahan fluida sesuai dengan kondisi yang direncanakan. Yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis pompa adalah fungsi terhadap instalasi pemipaan, kapasitas, head, viskositas, temperature kerja dan jenis motor penggerak. Kondisi yang diinginkan dalam perencanaan ini adalah: a. Kapasitas dan head pompa harus mampu dipenuhi. b. Fluida yang mengalir secara kontinu. c. Pompa yang dipasang pada kedudukan tetap. d. Konstruksi sederhana. e. Mempunyai efisiensi yang tinggi. F. Harga awal relatif murah juga perawatannya. Melihat dan mempertimbangkan kondisi yang diinginkan dalam perencanaan ini, maka dengan mempertimbangkan sifat pompa dan cara kerjanya, dipilih pompa sentrifugal dalam perencanaan ini, karena sesuai dengan sifat pompa sentrifugal, yakni : a. Aliran fluida lebih merata. b. Putaran poros dapat lebih tinggi. c. Rugi-rugi transmisinya lebih kecil karena dapat dikopel langsung dengan otor penggerak. d. Konstruksinya lebih aman dan kecil. e. Perawatannya murah.
  • 32. HEAD POMPA Head pompa adalah energi yang diberikan ke dalam fluida dalam bentuk tinggi tekan. Dimana tinggi tekan merupakan ketinggian fluida harus naik untuk memperoleh jumlah energi yang sama dengan yang dikandung satu satuan bobot fluida pada kondisi yang sama. Untuk lebih jelasnya perhitungan dari head pompa
  • 33. Untuk operasional pompa sentrifugal tanpa cavitasi, tinggi isap ditambahdengan semua kehilangan lainnya harus lebih kecil dari tek. Atm teoritis. Hs = Ha – Hf – es – NPSH – FsHs : maksimum tinggi isap atau jarak dari pusat pompa ke muka air (m)Ha : Tekanan atmosfir pada permk. Air (m atau 10,33 m pada permk.Laut)Hf : kehilangan karena gesekan pada saringan, pipa, samungan, danklep pada pipa isap (m)es : tekanan uap air jenuh (m)NPSH : net positive suction head pompa termasuk kehilangan diimpeller dan velocity head (m)Fs : Faktor pengaman biasanya diambil sekitar 0.6 m Koreksi Ha untuk ketinggian tempat adalah sekitar 0.36 m per 300 m tinggi tempat.
  • 34. CONTOH SOAL1. Tentukan maksimum tinggi isap untuk pompa dengan debit 38 l/det. Suhu air 20o C. Total hilang gesekan pada pipa diameter 10 cm dan sambungan adalah 1.5 m. Pompa beroperasi pada ketinggian tempat 300 dpl. NPSH pompa dari pabriknya 4.7 m. es pada 20’ C = 0,24 m (dari Tabel 2.1) Fs = 0,6 m. Tekanan atmosfir = 10,33 - 0,36 = 9,97 m Hs = 9,97 - 1,5 - 0,24 - 4,7 - 0,6 = 2,93 m.
  • 35. TABEL HUBUNGAN ANTARA TABEL Hubungan antara ketinggian tempatSUHU DENGAN TEKANAN UAP AIR dengan Tekanan Atmosfir Suhu Tekanan Ketinggian Tekanan atmosfir (‘ c ) uap air diatas muka (m kolom air) (m kolom air) laut 10 0,12 (mdpl) 15 0,17 0 10,33 20 0,24 250 10,00 30 0,43 500 9,75 40 0,77 50 1,26 1000 9,20 90 7,3 1500 8,60 100 10,33 2000 8,10
  • 36. PRINSIP HUKUM BERNOULLI
  • 37. PRINSIP HUKUM BERNOULLIPada gambar ini terdapat dua buah titik dengan perbedaan kondisi letak, luaspenampang, tekanan serta kecepatan aliran fluida. Fluida kerja mengalir dari kondisipertama (titik 1) ke kondisi yang kedua (titik 2), aliran ini disebabkan oleh adanya suatuenergi luar . Energi luar ini terjadi merupakan perbedaan tekanan yang terjadi pada keduakondisi operasi (titik 1 dan 2), atau = (P2 – P1).Q Sedangkan pada setiap kondisi tersebutterdapat juga suatu bentuk energi, yaitu energi kinetik (Ek) dan energi potensial (Ep) ataudapat dituliskan sebagai berikut-Untuk titik 1 : Energi yang terkandung E1 = Ek1 + Ep1 E1 = 1/2.m1.v12 + m1.g.h1-Untuk titik 2 : Energi yang terkandung E2 = Ek2 + Ep2 E2 = 1/2.m2.v22+ m2.g.h2Dan hubungan dari kondisi kerja ini adalah Eo = E2 - E1, atau dapat dituliskan:(P2-P1).Q = [1/2.m2.v22+ m2.g.h2 ] - [1/2.m1.v12 + m1.g.h1 ](P2-P1).Q = 1/2 {(m2.v22) – (m1.v12) + (m2.g.h2) - (m1.g.h1) }……(1)Dimana : Q = A . V = KonstanM = ρ . A . V , dimana ρ1 = ρ2Sehingga persamaan (1) di atas dapat dituliskan sebagai berikut :(P2-P1)A.V = [(ρ.A. V3)2 - (ρ.A. V3)1] + ρ.A.V.g(h2 - h1)(P2-P1) = 1/2 ρ(v22 - v12) + ρ.g(h2-h1)……………………………..(2)
  • 38. PUTARAN SPESIFIK Jenis impeler yang digunakan pada suatu pompa tergantung pada putaran spesifiknya. Putaran spesifik adalah putaran yang diperlukan pompa untuk menghasilkan 1 m degan kapasitas 1 m3/s, dan dihitung berdasarkan (Khetagurov, hal 205) Dimana : ns = putaran spesifik [rpm] np = putaran pompa [rpm] Q = kapasitas pompa [m3/s] Hp= head pompa [mH2O]
  • 39. TABEL KLASIFIKASI IMPELER MENURUT PUTARAN SPESIFIK No. Jenis Impeler ns 1 Radial flow 500 – 3000 2 Francis 1500 – 4500 3 Aliran campur 4500 – 8000 4 Aliran axial 8000 ke atas Sumber : Pompa dan Blower Sentrifugal, Austin H. Church
  • 40. DAYA POMPA Daya pompa ialah daya yang dibutuhkan poros pompa untuk memutar impeler didalam memindahkan sejumlah fluida denga kondisi yang diinginkan. Besarnya daya poros yang dibutuhkan dapat dihitung berdasarkan ( Fritz dietzel. Hal 243 )Dimana : Np = daya pompa [watt] Q = kapasitas pompa [m3/s] Hp = head pompa [m] ρ = rapat jenis fluida [kg/m3] ηp = effisiensi pompa
  • 41. ALIRAN FLUIDAAliran dalam pemipaan akan terjadi dari titik yang mempunyai head hidrolik yang lebihtinggi (energi internal per satu-satuan berat air) ke head yang lebih rendah, dimanaterjadi kehilangan energi hidrolik di sepanjang pipa. Kehilangan energi hidroliksepanjang pipa secara umum disebabkan oleh :A. Kerugian head mayor Kerugian head ini terjadi akibat adanya gesekan antara dinding pipa dengan fluida yang mengalir di dalamnya. Persamaan umum yang dapat digunakan untuk mencari headlosses akibat gesekan dalam pipa dapat dilakukan dengan menggunakan : a. Persamaan Darcy - Weisbach b. Persamaan Hazen - WilliamsKedua persamaan diatas memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing yaitu :a. Persamaan Darcy - Weisbach1. Memberikan hasil yang lebih baik untuk pipa yang relatif pendek.2. Untuk sistem terdiri dari bermacam-macam pipa akan lebih rumit perhitungannya.
  • 42. 3. Populer atau sering dipakai untuk perhitungan dengan beda energi besar.4. Persamaan ini secara teori paling bagus dan dapat digunakan ke semua jenis fluida.b. Persamaan Hazen-Williams : 1. Umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head dalam pipa yang relatf sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air minum. 2. Untuk sistem yang terdiri dari bermacam-macam pipa, perhitungannya akan mudah disbanding Darcy - Weisbach. 3. Persamaan Hazen - Williams paling banyak digunakan untuk menghitung headlosses, tetapi biasa digunakan untuk semua fluida selai dari air dan digunakan hanya untuk aliran turbulen.B. Kerugian Minor Kerugian ini diakibatkan adanya perubahan dalam geometri aliran seperti katup, belokan, perubahan diameter pipa, sambungan saluran masuk dan keluar pipa. Dan kerugian minor dapat dihitung berdasarkan Dimana : V = Kecepatan rata-rata aliran fluida dala suatu pipa [m/s] g = gravitasi bumi [m/s2] K = Koefisien minor loses
  • 43. KAVITASI 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.
  • 44. SECARA UMUM, TERJADINYA KAVITASI DIKLASIFIKASIKAN ATAS 5ALASAN DASAR :1. Vaporization - Penguapan Fluida menguap bila tekanannya menjadi sangat rendah atau temperaturnya menjadi sangat tinggi. Setiap pompa sentrifugal memerlukan head (tekanan) pada sisi isap untuk mencegah penguapan. Tekanan yang diperlukan ini, disiapkan oleh pabrik pembuat pompa dan dihitung berdasarkan asumsi bahwa air yang dipompakan adalah fresh water pada suhu 68oF. Dan ini disebut Net Positive Suction Head Available (NPSHA). Karena ada pengurangan tekanan (head losses) pada sisi suction( karena adanya valve, elbow, reduser, dll), maka perhitungan head total pada sisi suction dan biasa disebut Net Positive Suction Head is Required (NPSHR). Nilai keduanya mempengaruhi terjadinya penguapan, maka untuk mencegah penguapan, syaratnya adalah : NPSHA - Vp ≥ NPSHR Dimana : Vp = Vapor pressure fluida yang dipompa. Dengan kata lain untuk memelihara supaya vaporization tidak terjadi maka harus dilakukan hal berikut : a. 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.
  • 45. b. Mengurangi Tempertur fluida, dengan : - Mendinginkan suction dengan fluida pendingin - Mengisolasi suction pompa - Mencegah naiknya temperature dari bypass system dari pipa discharge.c. Mengurangi NPSHR, dengan : - Gunakan double suction. Ini bias mengurangi NPSHR sekitar 25 % dan dalam beberapa kasus memungkinkan penambahan speed pompa sebesar 40 %. - Gunakan pompa dengan speed yang lebih rendah. - Gunakan impeller pompa yang memiliki bukaan lobang (eye) yang lebih besar. - Install Induser, dapat mereduksi NPSHR sampai 50 %. - Gunakan 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.
  • 46. 2. Air Ingestion - Masuknya Udara Luar ke Dalam System Pompa sentrifugal hanya mampu mengendalikan 0.5% udara dari total volume. Lebih dari 6% udara, akibatnya bisa sangat berbahaya, dapat merusak komponen pompa. Udara dapat masuk ke dalam system melalui beberapa sebab, antara lain : - Dari packing stuffing box. Ini terjadi, jika pompa dari Kondensor, evaporator atau peralatan lainnya bekerja pada kondisi vakum. - Letak valve di atas garis permukaan air (water line) - Flens (sambungan pipa) yang bocor. - Tarikan udara melalui pusaran cairan (vortexing fluid). - Jika bypass line letaknya terlalu dekat dengan sisi isap, hal ini akan menambah suhu udara pada sisi isap. - Berkurangnya fluida pada sisi isap, hal ini dapat terjadi jika level cairan terlalu rendah.
  • 47. VORTEXING FLUIDA
  • 48. Keduanya, baik penguapan maupun masuknya udara ke dalam system berpengaruh besar terhadap kinerja pompa yaitu pada saat gelembung-gelembung udara itu pecah ketika melewati eye impeller sampai pada sisi keluar (Sisi dengan tekanan yang lebih tinggi). Terkadang, dalam beberapa kasus dapat merusak impeller atau casing. Pengaruh terbesar dari adanya jebakan udara ini adalah berkurangnya kapasitas pompa.3. Internal Recirculation - Sirkulasi Balik di dalam System Kondisi ini dapat terlihat pada sudut terluar (leading edge) impeller, dekat dengan diameter luar, berputar balik ke bagian tengah kipas. Ia dapat juga terjadi pada sisi awal isap pompa. Efek putaran balik ini dapat menambah kecepatannya sampai ia menguap dan kemudian pecah ketika melalui tempat yang tekanannya lebih tinggi. Ini selalu terjadi pada pompa dengan NPSHA yang rendah. Untuk mengatasi hal tersebut, kita harus tahu nilai Suction Spesific Speed , yang dapat digunakan untuk mengontrol pompa saat beroperasi, berapa nilai terdekat yang teraman terhadap nilai BEP (Best Efficiency Point) pompa yang harus diambil untuk mencegah terjadinya masalah.
  • 49. 4. TURBULENCE - PERGOLAKAN ALIRAN Aliran fluida diinginkan pada kecepatan yang konstan. Korosi dan hambatan yang ada pada system perpipaan dapat merubah kecepatan fluida dan setiap ada perubahan kecepatan, tekanannya juga berubah. Untuk menghambat hal tersebut, perlu dilakukan perancangan system perpipaan yang baik. Antara lain memenuhi kondisi jarak minimum antara suction pompa dengan elbow yang pertama minimal 10 X diameter pipa. Pada pengaturan banyak pompa, pasang suction bells pada bays yang terpisah, sehingga satu sisi isap pompa tidak akan mengganggu yang lainnya. Jika ini tidak memungkinkan, beberapa buah pompa bisa dipasang pada satu bak isap (sump) yang besar, dengan syarat : - Posisi pompa tegak lurus dengan arah aliran. - Jarak antara dua center line pompa minimum dua kali suction diameter. - Semua pompa dalam keadaan runing. - Bagian piping upstream paling tidak memiliki pipa yang lurus dengan panjang minimal 10 x diameter pipa. - Setiap pompa harus memiliki kapasitas kurang dari 15.000 gpm. - Batas toleransi dasar pompa seharusnya sekitar 30% diameter pipa isap
  • 50. 5. Vane Passing Syndrome Kerusakan akibat kavitasi jenis ini terjadi ketika diameter luar impeller lewat terlalu dekat dengan cutwater pompa. Kecepatan aliran fluida ini bertambah tatkala alirannya melalui lintasan kecil tersebut, tekanan berkurang dan menyebabkan penguapan lokal. Gelembung udara yang terbentuk kemudian pecah pada tempat yang memiliki tekanan yang lebih tinggi, sedikit diluar alur cutwater. Hal inilah yang menyebabkan kerusakan pada volute(rumah keong) pompa. Untuk mencegah pergerakan poros yang berlebihan, beberapa pabrik pembuat memasang bulkhead rings pada suction eye. Pada sisi keluar (discharge), ring dapat dibuat untuk memperpanjang sisi keluar dari dinding discharge sampai selubung impeller. Kavitasi dinyatakan dengan cavities atau lubang di dalam fluida yang kita pompa. Lubang ini juga dapat dijelaskan sebagai gelembung-gelembung, maka kavitasi sebenarnya adalah pembentukan gelembung-gelembung dan pecahnya gelembung tersebut. Gelembung terbentuk tatkala cairan mendidih. Hati-hati untuk menyatakan mendidih itu sama dengan air yang panas untuk disentuh, karena oksigen cair juga akan mendidih dan tak seorang pun menyatakan itu panas
  • 51. PENGARUH KAVITASI DENGAN KINERJA POMPASENTRIFUGAL1. Kapasitas Pompa Berkurang Ini terjadi karena gelembung-gelembung udara banyak mengambil tempat(space), dan kita tidak bisa memompa cairan dan udara pada tempat dan waktu yang sama. Otomatis cairan yang diperlukan menjadi berkurang. Jika gelembung itu besar pada eye impeller, pompa akan kehilangan pemasukan dan akhirnya perlu priming (tambahan cairan pada sisi isap untuk menghilangkan udara).2. Tekanan (Head) kadang berkurang Gelembung-gelembung tidak seperti cairan, ia bisa dikompresi (compressible). Hasil kompresi ini yang menggantikan head, sehingga head pompa sebenarnya menjadi berkurang.
  • 52. 3. Pembentukan gelembung pada tekanan rendah karena mereka tidak bisa terbentuk pada tekanan tinggi. Jika kecepatan fluida bertambah, maka tekanan fluida akan berkurang. Ini artinya kecepatan fluida yang tinggi pasti di daerah bertekanan rendah. Ini akan menjadi masalah setiap saat jika ada aliran fluida melalui pipa terbatas, volute atau perubahan arah yang mendadak. Keadaan ini sama dengan aliran fluida pada penampang kecil antara ujung impeller dengan volute cut water.4. Bagian-bagian Pompa Rusak Gelembung-gelembung itu pecah di dalam dirinya sendiri, ini dinamakan imploding kebalikan dari exploding. Gelembung-gelembung itu pecah dari segala sisi, tetapi bila ia jatuh menghantam bagian dari metal seperti impeller atau voluteia tidak bisa pecah dari sisi tersebut, maka cairan masuk dari sisi kebalikannya pada kecepatan yang tinggi dilanjutkan dengan gelobang kejutan yang mampu merusak part pompa. Ada bentuk yang unik yaitu bentuk lingkaran akibat pukulan ini, dimana metal seperti dipukul dengan ball peen hammer. Kerusakan ini kebanyakan terjadi membentuk sudut ke kanan pada metal, tetapi pengalaman menunjukan bahwa kecepatan tinggi cairan kelihatannya datang dari segala sudut. Semakin tinggi kapasitas pompa, kelihatannya semakin mungkin kavitasi terjadi. Nilai Specific speed pump yang tinggi mempunyai bentuk impeller yang memungkinkan untuk beroperasi pada kapasitas yang tinggi dengan power yang rendah dan kecil kemungkinan terjadi kavitasi. Hal ini biasanya dijumpai pada casing yang berbentuk pipa, dari pada casing yang berbentuk volute.
  • 53. HUBUNGAN ANTARA KECEPATAN SPESIFIK, BENTUK IMPELER DAN TIPE POMPA
  • 54. BENTUK IMPELER DAN EFISIENSI MAKSIMUM
  • 55. TERMINOLOGI KAPASITAS : volume air yang keluar dari pompa per satuan waktu. (DEBIT ALIRAN..liter/det) TINGGI ISAP STATIK (Static Suction Lift) : Jarak vertikal dari poros pompa ke muka air sumber. TOTAL TINGGI ISAP (Total Suction Lift) : Jumlah dari tinggi isap statik dengan semua kehilangan energi pada pipa isap (pipa, saringan dan klep kaki) ditambah dengan velocity head pada pipa isap. TINGGI TEKAN STATIK (Static Discharge Head) : Jarak vertikal dari poros pompa ke elevasi muka air yang keluar dari pompa. KAPASITAS : volume air yang keluar dari pompa per satuan waktu. (DEBIT ALIRAN..liter/det) TINGGI ISAP STATIK (Static Suction Lift) : Jarak vertikal dari poros pompa ke muka air sumber. TOTAL TINGGI ISAP (Total Suction Lift) : Jumlah dari tinggi isap statik dengan semua kehilangan energi pada pipa isap (pipa, saringan dan klep kaki) ditambah dengan velocity head pada pipa isap. TINGGI TEKAN STATIK (Static Discharge Head) : Jarak vertikal dari poros pompa ke elevasi muka air yang keluar dari pompa.
  • 56.  TOTAL HEAD TEKAN (Total Discharge Head) : Jumlah tinggi tekan statik dengan semua kehilangan energi pada pipa tekan (pipa, sambungan) ditambah dengan velocity head dan pressure head. TOTAL HEAD : adalah energi yang diberikan pompa pada air, besarnya merupakan penjumlahan dari Total Head Tekan dan Total Tinggi Isap. TOTAL HEAD STATIK : jarak vertikal dari muka air pada pipa isap ke muka air keluar. FRICTION HEAD : head ekuivalen dinyatakan dalam meter kolom air untuk menanggulangi gesekan aliran dalam pipa. PRESSURE HEAD : tekanan dinyatakan dalam meter kolom air dalam ruang tertutup dimana pompa mengisap atau menekan air VELOCITY HEAD : tekanan air (dinyatakan dalam meter kolom air) diperlukan untuk menghasilkan aliran ( Hv = v2/2g)
  • 57. SISTEM PEMOMPAAN
  • 58. KONDISI PIPA DAN NILAI C (HAZEN-WILLIAM)