APLIKASI TERMODINAMIKA DALAM PENAMBANGAN

DAN KONSTRUKSI (DRAINASE) HUBUNGANNYA DALAM

TEKNIK LINGKUNGAN

DI SUSUN OLEH :

KELOMPOK 8

AMYLIA AISYAHWALSIAH ( H1E108046 )

AZWARI FIKRI (H1E108064 )

GILANG ATMAHANDI ( H1E108078 )

DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

FAKULTAS TEKNIK

PROGAM STUDI S-1 TEKNIK LINGKUNGAN

BANJARBARU

2010

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena

berkat rahmat dan petunjuk yang dicurahkan-Nya kami dapat menyelesaikan

penulisan makalah ini. Penulisan makalah ini mengangkat tema “Aplikasi

Termodinamika dalam Bidang Teknik Lingkungan ” dengan topik “Penambangan

dan Konstruksi Hubungannya dalam Teknik Lingkungan”, disajikan dalam rangka

memperkenalkan tentang penerapannya seperti dalam penambangan berupa

penggunaan pompa baik pompa sentrifugal, pompa lumpur, pompa turbin vertikal,

pompa horizontal, pompa vertikal lainnya, pembilasan batu bara, pompa rotari

dan pompa bolak-balik. Pada konstruksi penerapannya seperti pada pompa kereta

api, pompa pemancar dll.

Tujuan yang hendak diambil dari penulisan makalah ini adalah agar

dengan melihat penerapannya langsung, kita dapat memahami bagaimana hukum

dari termodinamika yang diterapkan pada pompa bekerja dan penerapan

termodinamika itu sendiri dalam bidang teknik lingkungan.

Penulisan makalah ini dapat diselesaikan karena berkat bimbingan secara

terpadu dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan kali ini

kami mengucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya. Dan akhirnya

diharapkan agar penulisan makalah ini dapat berguna nantinya.

Banjarbaru, 20 Mei 2010

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dewasa ini sudah banyak pemberitaan nasional mengenai pencemaran

yang berasal dari kegiatan seperti industri dan pertambangan. Salah satunya

kegiatan pertambangan mengakibatkan degradasi lingkungan, meninggalkan

banyak lubang terhadap lokasi yang sudah tidak terpakai lagi, bila ditinjau

kebanyakan terisi air mengandung kadar air asam yang cukup tinggi.

Kegiatan pertambangan tidak jauh hubungannya dengan peningkatan

dampak pada aspek lingkungan baik berupa hal yang negatif maupun hal yang

positif , namun semua itu tidak terlepas dari penerapan hukum termodinamika

pada peralatan yang digunakan. Penerapan termodinamika dalam hubungannya

dengan bidang teknik lingkungan meliputi kegitan pertambangan, irigasi beserta

pengendalian banjir, kegiatan industri, persediaan air, pembuangan kotoran dan

tempat penampungan, pemanasan dan pengkondisian udara, dan lain-lain.

1.2 Tujuan

Tujuan penulisan makalah ini adalah selain untuk memenuhi tugas mata

kuliah juga yang utama adalah memahami bagaimana hukum dari termodinamika

yang diterapkan pada pompa bekerja dan penerapan termodinamika itu sendiri

dalam bidang teknik lingkungan.

BAB II

ISI

2.1 Pompa

Pompa dapat di artikan sebagai penambah energi untuk menggerakkkan

cairan dari suatu tempat ke tempat lainnya. Oleh karena itu energi adalah

kemampuan untuk melakukan kerja, maka penambahan energi akan

menggerakkan/mengalirkan cairan dari suatu tempat ke tempat lainnya baik

melalui sarana pembantu seperti pipa, maupun secara langsung. Pompa memiliki

dua kegunaan utama, yakni :

1. Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari

aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air).

2. Mensirkulasikan cairan sekitar sistim (misalnya air pendingin atau pelumas

yang melewati mesin-mesin dan peralatan).

Adapun Komponen utama sistim pemompaa adalah:

- Pompa

- Mesin penggerak: motor listrik, mesin diesel atau sistim udara

- Pemipaan, digunakan untuk membawa fluida

- Kran, digunakan untuk mengendalikan aliran dalam sistim

- Sambungan, pengendalian dan instrumentasi lainnya

- Peralatan pengguna akhir, yang memiliki berbagai persyaratan (misalnya

tekanan, aliran) yang menentukan komponen dan susunan sistim pemompaan.

Contohnya adalah alat penukar panas, tangki dan mesin hidrolik.

Gambar 1. sistem pemompaan pada sebuah industri

2.2. Jenis-jenis Pompa

Pompa hadir dalam berbagai ukuran untuk penggunaan yang luas. Pompa-

pompa dapat digolongkan menurut prinsip operasi dasarnya seperti pompa

dinamik atau pompa pemindahan positif. Pada prinsipnya, cairan apapun dapat

ditangani oleh berbagai rancangan pompa. Jika berbagai rancangan pompa

digunakan, pompa sentrifugal biasanya yang paling ekonomis diikuti oleh pompa

rotary dan reciprocating. Walaupun, pompa perpindahan positif biasanya lebih

efisien daripada pompa sentrifugal, namun keuntungan efisiensi yang lebih tinggi

cenderung diimbangi dengan meningkatnya biaya perawatan.

Pompa perpindahan positif

Pompa perpindahan positif dikenal dengan caranya beroperasi: cairan

diambil dari salah satu ujung dan pada ujung lainnya dialirkan secara positif untuk

setiap putarannya. Pompa perpindahan positif digunakan secara luas untuk

pemompaan fluida selain air, biasanya fluida kental.

Pompa perpindahan positif selanjutnya digolongkan berdasarkan cara

perpindahannya:

Pompa Reciprocating jika perpindahan dilakukan oleh maju mundurnya

jarum piston. Pompa reciprocating hanya digunakan untuk pemompaan cairan

kental dan sumur minyak.

Pompa Rotary jika perpindahan dilakukan oleh gaya putaran sebuah gir, cam

atau balingbaling dalam sebuah ruangan bersekat pada casing yang tetap. Pompa

rotary selanjutnya digolongkan sebagai gir dalam, gir luar, lobe, dan baling-baling

dorong dll. Pompa-pompa tersebut digunakan untuk layanan khusus dengan

kondisi khusus yang ada di lokasi industri. Pada seluruh pompa jenis perpindahan

positif, sejumlah cairan yang sudah ditetapkan dipompa setelah setiap putarannya.

Sehingga jika pipa pengantarnya tersumbat, tekanan akan naik ke nilai yang

sangat tinggi dimana hal ini dapat merusak pompa.

Pompa Dinamik

Pompa dinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompa tersebut

beroperasi: impeler yang berputar mengubah energi kinetik menjadi tekanan atau

kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida.

Terdapat dua jenis pompa dinamik:

Pompa sentrifugal merupakan pompa yang sangat umum digunakan untuk

pemompaan

air dalam berbagai penggunaan industri. Biasanya lebih dari 75% pompa yang

dipasang

di sebuah industri adalah pompa sentrifugal. Untuk alasan ini, pompa ini

dijelaskan

dibawah lebih lanjut.

Pompa dengan efek khusus terutama digunakan untuk kondisi khusus di

lokasi industri.

Pompa Sentrifugal

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.

Pompa sentrifugal terdiri dari beberapa jenis, yaitu :

Pompa sentrifugal horisontal (tunggal dan ganda)

•Pompa sentrifugal vertikal (tunggal dan ganda)

•Pompa submersible (tunggal dan ganda)

•Pompa double suction

•Pompa aliran aksial

Cara kerja pompa sentrifugal adalah sebagai berikut :

1. Cairan dipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir, atau dalam

hal jet pump oleh tekanan buatan.

2. Baling-baling impeler meneruskan energi kinetik ke cairan, sehingga

menyebabkancairan berputar. Cairan meninggalkan impeler pada

kecepatan tinggi.

3. Impeler dikelilingi oleh volute casing atau dalam hal pompa turbin

digunakan cincin diffuser stasioner. Volute atau cincin diffuser stasioner

mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan.

Gambar 2. Lintasan Aliran Cairan Pompa Sentrifugal

Komponen utama dari pompa sentrifugal :

1. Komponen berputar: impeller yang disambungkan ke sebuan poros

2. Komponen satis: casing, penutup casing, dan bearings.

Gambar 3. Komponen utama pompa Sentrifugal

a) Impeler

Impeler 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. 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 layanan head (=tekanan) rendah. Pompa dua

tahap memiliki dua impeler yang terpasang secara seri untuk layanan head

sedang. Pompa multi-tahap memiliki tiga impeler atau lebih terpasang seri untuk

layanan head yang tinggi.

Impeler dapat digolongkan atas dasar :

1. Arah utama aliran dari sumbu putaran: aliran radial, aliran aksial, aliran

campuran

2. Jenis hisapan: hisapan tunggal dan hisapan ganda

3. Bentuk atau konstruksi mekanis :

1.Impeler yang 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 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.

2. Impeler terbuka dan semi terbuka, kemungkinan tersumbatnya kecil. Akan

tetapi utnuk menghindari terjadinya penyumbatan melalui resirkulasi internal,

volute atau back-plate pompa harus diatur secara manual untuk mendapatkan

setelan impeler yang benar.

3. Impeler pompa berpusar/vortex cocok untuk bahan-bahan padat dan

“berserabut” akan tetapi pompa ini 50% kuran efisien dari rancangan yang

konvensi onal.

Gambar 4. impeler jenis tertutup dan terbuka

b) Batang Torak

Batang torak memindahkan torque dari motor ke impeler selama startup dan

operasi pompa.

c) Wadah

Fungsi utama wadah 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. Wadah dirancang

untuk tahan paling sedikit dua kali tekanan ini untuk menjamin batas keamanan

yang cukup. Fungsi wadah yang kedua adalah memberikan media pendukung dan

bantalan poros untuk batang torak dan impeler. Oleh karena itu wadah pompa

harus dirancang untuk:

1. Memberikan kemudahan mengakses ke seluruh bagian pompa untuk

pemeriksaan,perawatan perbaikan.

2. Membuat wadah anti bocor dengan memberikan kotak penjejal

3. Menghubungkan pipa-pipa hisapan dan pengiriman ke flens secara

langsung

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

kehilangan daya.

Terdapat dua jenis wadah, yakni :

1. Wadah volute, memiliki impeler yang dipasang dibagian dalam wadah.

Salah satu tujuan utamanya adalah membantu kesetimbangan tekanan

hidrolik pada batang torak pompa. Walau begitu, mengoperasikan pompa

dengan wadah volute pada 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. Wadah volute ganda

digunakan bilamana gaya radial menjadi cukup berarti pada kapasitas yang

berkurang.

2. Wadah bulat memiliki 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.

Gambar 5. Potongan sebuah pompa yang memperlihatkan wadah volute

Keunggulan dari pompa sentrifugal adalah :

- Prinsip kerjanya sederhana

- Mempunyai banyak jenis

- Konstruksinya kuat dan perawatannya mudah

- Tersedia berbagai jenis pilihan kapasitas output debit air

- Poros motor penggerak dapat langsung disambung ke pompa

Pompa untuk Drainase

Drainase adalah sistem saluran pembuangan air hujan yang menampung

dan mengalirkan air hujan dan air buangan yang berasal dari daerah terbuka

maupun dari daerah terbangun. Bila dilihat dari fungsinya, drainase ini untuk

menampung, mengalirkan, dan memindahkan air hujan secepat mungkin dari

daerah tangkapan ke badan penerima. Drainase penting untuk mengatur suplai air

demi pencegahan banjir.

Drainase dapat juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air

tanah dalam kaitannya dengan salinitas. Sehingga, drainase tidak hanya

menyangkut air permukaan tapi juga air tanah.

Kegunaan drainase antara lain adalah:

a) Mengeringkan daerah becek dan genangan air;

b) Mengendalikan akumulasi limpasan air hujan yang berlebihan dan

memanfaatkan sebesar-besarnya untuk imbuhan air tanah;

c) Mengendalikan erosi, kerusakan jalan dan bangunan-bangunan;

d) Pengelolaan kualitas air.

Klasifikasi sistem drainase dapat beberapa kelompok antara lain:

a) Sistem drainase makro, seperti sungai atau kanal

b) Sistem drainase mikro yang berupa:

• sistem saluran drainase primer, yang menerima buangan air hujan baik

dari saluran sekunder maupun saluran lainnya dan mengalirkan air hujan

langsung kebadan penerima.

• Sistem saluran drainase sekunder yang mengalirkan buangan air hujan

langsung ke saluran drainase primer

• sistem saluran drainase tersier adalah cabang dari sistem sekunder yang

menerima buangan air hujan yang berasal dari persil bangunan atau

saluran lokal.

Pompa Drainase

Pemulihan lahan dengan merencanakan drainase merupakan fase yang

penting dari penyediaan luas ukuran tanah yang lebih bagi suatu pertanian.

Pelayanan drainase mirip dengan irigasi dalam banyak hal-kapasitas yangn

dikehendaki bagi daya angkat dari dasar sampai menengah biasanya besar.

Baling-baling vertikal, pompa tak tersumbat, dan pompa aliran aksial-campuran

banyak digunakan untuk pelayanan ini sebagaimana digunakan untuk unit-unit

horisontal. Pada tahun-tahun terakhir ini, pompa-pompa vertikal tampil untuk

menggantikan pompa yang lebih populer dalam beberapa areal karena pompa tadi

menggunakan ruang yang lebih kecil, memiliki efisiensi tinggi, dan relatif mudah

dipasang. Pompa aliran-campuran acap digunakan apabila daya angkatnya 30

hingga 60 ft.

Fungsi pengendalian banjir dan drainase acap digabungkan dalam suatu stasiun

pada saat kedua pengendalian tersebut diperlukan. Pengendalian ini juga

memasok air untuk tujuan irigasi. Pompa yang telah distandarkan digunakan unuk

stasiun kecil dan menengah, tetapi dalam stasiun besar pompa ini dirancang secara

khusus untuk lokasi tertentu, instalasi, dan kondisi alirannya. Pompa poros

tambahan mendapatkan banyak apikasi dalam drainase yang lebih

kecil,pengendalian banjir, dan stasiun irigasi.

Pemilihan Pompa

Kapasitas: Dengan sistem drainase sub permukaan, pengaliran air melalui

pompa perlu ditangani kira-kira 7 gpm per akre; untuk drainase selokan atau

permukaan rata dan panen lapangan memerlukan kira-kira 10 gpm/akre; untuk

panen sayur-sayuran diperlukan sekitar 15 gpm/akre. Kapasitas untuk setiap

instalasi drainase atau pengendalian banjir perlu mencakup pengaliran air dari

gravitasi ditambah perembesan. Catatan dari data yang diperlukan untuk

menentukan kapasitas pompa dapat kita peroleh dari Geological Survey, Weather

Bureau, Soil Conservation Service, dan Army Corps of Engineers Amerika

Serikat. Secara umum, produsen pompa ini perlu mendapat masukkan data

mengenai kapasitas pompa yang akan dirakit. Data-data tadi harus mencakup

tingkat banjir baik yang rendah maupun yang tinggi, daerah yang akan dialiri,

koefesien drainase, rembesan air, jenis tanah, dan daya pemompaan pada tingkat

banjir yang berbeda.

Daya: Daya ini berbeda dengan instalasi pompa yang kita temui pada

bahasan sebelumnya. Akan tetapi, pada umumnya pompa pengendalian banjir dan

drainase dioperasikan pada daya yang rendah yaitu diatas 60 ft. Oleh karena itu,

pastikan menghitung daya untuk kondisi permukaan air yang minimum. Bahan-

bahan: Pompa berlapis kuningan sangat memuaskan kecuali untuk cairan kesat

yang sangat keras yang memerlukan penggunaan bahan tertentu. Penggerak:

Penggerak yang digunakan meliputi motor listrik, mesin dengan bahan bakar

internal, atau juga turbin uap. NPSH: Tergantung pada daya minimum yang

diperlukan. Pengendalian: Pengendalian yang umum digunakan merupakan

kecepatan variabeldan apungan on-off (hidup-mati). Beberapa pompa

menggunakan katup impeler yang dapat disesuaikan baik terhadap daya maupun

kapasitas. Ini memberikan efisiensi tinggi melebihi gugus yang ditetapkan.

Pengepakan: Paking karet sederhana sangat banyak digunakan untuk pompa

dengan daya yang rendah.

Jumlah Pompa: Jika anda menemukan perbedaan kecil pada lift, misalnya

tidak lebih dari 10 ft, anda boleh menggunakan suatu pompa kecuali tidak

mencukupi kapasitas. Selanjutnya, unit tambahan perlu digunakan agar dapat

memperoleh kapasitas yang diinginkan. Akan tetapi, bila anda menemukan

perbedaan dalam lift yang lebih besar, misalnya 25 ft atau lebih, maka anda perlu

menggunakan dua pompa atau lebih. Pilihlah salah satunya untuk pengoperasian

kondisi lft-rendah sedangkan yang satunya lagi untuk kondisi lift-menengah, dan

kemungkinan yang ketiga untuk kondisi lift-tinggi. Unit lift-tinggi ini acap berupa

pompa aliran-campuran, sedangkan untuk lift-menengahdan lift-rendah pada

umumnya menggunakan jenis propeler. Ini memungkinkan pengoperasian

masing-masing pompa tadi dalam gugus daya efisiensi yang maksimum. Suatu

skema alternatif menggunakan pompa tanggul dengan penggerak kecepatan-

variabel. Yang terakhir ini lebih disukai oleh para insinyur. Pemipaan: Proteksi

erosi diberikan untuk saluran isap dan saluran buang. Gerbang dan pintu curah

dapat anda gunakan untuk mengatasi aliran gravitasi pada saat permukaan air

meluap yang diikuti dengan penghentian pompa.

BAB III

PEMBAHASAN

Pompa untuk pertambangan dan Konstruksi (Drainase)

Pompa untuk operasi penambangan dan penggalian menangani

berbagai cairan, banyak diantaranya mengandung zat padat atau asam pekat

bahkan keduanya. Aplikasi penambangan batu bara mencakup pengembunan air,

umpan penyaringan, penanganan medium berat, perpindahan endapan lumpur,

pengaliran lumpur, pemompaan minyak, umpan pengentalan, kemudian

pengaliran pengentalan, pembuangan sampah, pembilasan batu bara, dan lain-lain.

Sebagian besar pompa dalam pelayanan ini kerap pompa sentrifugal, tetapi pompa

bolak balik juga ditemukan dalam beberapa penggunaan.

Pada penambangan dan pengolahan logam serta non-logam, pompa

digunakan dalam langkah proses pemanfaatn, pengerukan, umpan penyaringan,

umpan pengadukan, dikrinasi, pemulihan dan pembuangan gas, umpan

pengentalan, perpindahan endapan lumpur, pengaliran air buangan, pembilasan

lantai, penangan medium kerat, dan lain-lain. Sebagaimana dalam penambangan

dan pengolahan batu bara, pompa sentrifugal banyak digunakan pada

penambangan ini, demikian juga dengan pompa bolak balik.

Penggalian dan tambang batu kerikil, menggunakan beberapa pompa

untuk mengalirkan bubur semen, suplai air yang dibubuhi bahan kimia, campuran

korosif, pengerukan, pendempulan kapur, drainase, pemindahan dan pembuangan

tanah, dan lain-lain. Seperti halnya dalam operasi penambangan, pompa

sentrifugal banyak digunakan pada penggalian ini, dan sebagian lainnya

menggunakan pompa bolak balik. Pompa rotari juga ditemukan dalam sebagian

kecil penggunaan di lapangan kecuali bila perlengkapannya dipasok dengan

banyak unit-unit pengolahan.

Pompa Sentrifugal

Pompa ini acap disebut pompa tambang karena unit-unitnya dilengkapi

dengan dinding selubung besar, yang memberikan kemudahan karat yang luas.

Oleh karena itu, perlengkapan tambahan dibuat agar dapat mencegah karat, sering

dengan ph (asam) yang sangat rendah, yaitu cairan dari poros pompa. Kemudahan

penggantian bagian-bagian yang telah aus merupakan keunggulan penting dari

semua pompa modern jenis ini. Bahan yang berkaitan dengan pengaliran cairan

tadi perlu dipilih untuk pemeliharaan maksimum terhadap karat dan erosi.

Dari gambar 21-1 kita dapat menyimak pompa jalur karet yang digunakan

untuk mengalirkan berbagai bahan tambang yang dicampur dengan air atau cairan

lainnya. Contoh zat padat yang akan dipompakan mencakup biji tambang, batu

bara, semen, tanah, batu kerikil, logam di bawah tanah, sampah dan lain-lain.

Gugus daya normal hingga 100 ft pada kapasitas mendekati 4.000 gpm.

Impelernya (Gambar 21-2) merupakan jenis diam yang ditempatkan sedemikian

rupa sehingga impeller tadi berada diluar lintasan aliran utama. Rancangan bagian

dalam pompa ini dapat mengurangi kemungkinan beradunya impeller dengan zat

padat.

Pompa jalur karet seperti tertera pada gambar 21-1 dapat memberikan

penghematan yang cukup besar dalam biaya pemindahan pompa yang

mengalirkan zat pekat. Penyaluran karet khusus berbagai senyawa tersedia untuk

mengalirkan berbagai bahan lumpur. Beberapa pompa jalur karet ini menunjukkan

pengoperasian 10 hingga 15 kali pompa paduan. Salah satu jenis jalur ini

mengalirkan 10 hingga 3.000 gpm untuk daya 140 ft. Bahan pompanya terbuat

dari ukuran 1/8 inci sampai 325 mesh. Untuk zat padat ukuran 325 mesh hingga

1/16 inci, disarankan menggunakan impeller terbuka, sedangkan untuk zat padat

diatas ukuran 1/8 inci disarankan menggunakan impeller tertutup.

Pompa yang mengalirkan zat padat seperti kita bahas dalam bab 11 mirip

dengan pompa tambang tetapi pompa ini acap dirakit sesuai dengan permintaan

tertentu untuk mengalirkan jenis zat padat yang berkaitan dengan selubung dan

impeller merupakan rakitan kasar dari bahan-bahan tertentu. Kapasitas beberapa

unit pompa ini berkisar diatas 10.000 gpm dengan daya hingga 300 ft.

Pompa sentrifugal yang dihubungkan dengan trak tangga otomatis banyak

kita temukan dalam penggunaan penambangan karena pompa dapat dipindahkan

dengan mudah ke tempat yang sesuai, memerlukan ruang daya kecil, dan

pengoperasiannya sangat mudah asalkan pompa tadi dihubungkan ke pipa isap

atau pipa buang. Untuk mempertahankan keausan yang minimum. Kita acap

menggunakan pipa plastic karet, dan jenis khusus lainnya. Di samping itu, pompa

sentrifugal jenis kimia digunakan untuk mengalirkan asam dalam instalasi

peleburan tembaga. Pada umumnya pompa ini dirakit secara permanen kecuali

untuk pompa portable.

Pompa Lumpur

Unit jenis pompa ini digunakan untuk mengalirkan lumpur kental, tanah,

endapan kimia, limbah pabrik, dan produk sejenis lainnya. Dari Gambar 21-3, kita

dapat menyimak contoh pompa lumpur kecepatan rendah untuk tugas-tugas

lanjutan yang dirakit dengan ukuran antara 2 inci hingga 6 inci. Kotak pengisinya

ditujukan hanya pada tekanan isap yang dengan demikian bagian-bagian yang

telah aus dapat diganti tanpa mengganggu pemipaan, dan selanjutnya unsur-unsur

yang berputar dapat disesuaikan. Pompa iini mengalirkan gas, terak, bijih tambang

dan lain-lain.

Biasanya pompa lumpur (slurry) ini mengalirkan zat padat dalam kisaran

400 hingga 8 mesh, sedangkan pompa tanah mengalirkan zat padat dalam kisaran

35 hingga 4 mesh. Air laut dimasukkan pada belakang impeller yang dapat atau

tidak perlu digunakan, bergantung pada rancangan pompa. Pompa kerak

digunakan untuk bahan dengan kisaran 3 mesh atau yang lebih besar. Banyak

diantara pompa lumpur dan tanah ini dilengkapi dengan bahan karet. Pompa kerak

boleh atau tidak boleh dihubungkan dengan karet. Beberapa pompa keruk dirakit

secara khusus untuk aplikasi dan penggunaan tertentu satu atau lebih paduan keras

agar dapat mengurangi keausan.

Jika memungkinkan, tempat minyak dapat digunakan dengan pompa tanah

dan lumpur yang bulat dan kapasitas yang cukup berbagai pemakaian normal

dalam umpan susup tanpa melimpah. Tinggi tempat air ini harus cukup untuk

memungkinkan kedalaman cairan yang sesuai diatas jalur pusat pompa, ditambah

kapasitas surya. Bentuk bawah tempat air ini harus diberikan paling tidak pada

kemiringan 45 derajat terhadap saluran luar.

Pompa Turbin Vertikal

Dewasa ini jenis pompa turbin vertical banyak ditemukan dalam

pertambangan karena pompa tersebut sangat tepat (kompak), efisiensinya tinggi,

dan pemasangannya mudah. Biasanya unit aneka tingkat digunakan Karena

dayanya dapat dikembangkan dari yang menengah hingga tinggi. Contohnya pada

pertambangan batu bara di Pennsylvania, pompa turbin vertical 20 inci digunakan

menghasilkan 5.000 gpm daya 480 ft. Pompa untuk pelayanan ini dapat dirancang

untuk hanya tergantung dari permukaan poros tabung, atau pompa tadi dapat

dipasang secara permanen pada pondasi di atas poros air tinggi. Pompa

pengembunan air tambang tertentu saat ini telah dirancang dengan dua pompa rig

biasa dan diturunkan ke dalam tambang yang dibasahi sebagai unit dengan motor

yang menggerakkannya. Dekat permukaan bawah tanah yang daya totalnya

rendah sampai menengah, pompa tersebut dioperasikan parallel. Apabila tambang

telah diembunkan kesuatu kedalaman yang total dayanya mencukupi kemampuan

pengoperasian pompa itu pada kondisi parallel, maka pompa tadi secara otomatis

akan dialirkan ke operasi seri dan dengan demikian dapat mengembangkan daya

total yang cukup dalam modus ini untuk melengkapi tugas pengembunan.

Apabila kita mengalirkan asam yang bersifat korosif atau bahan kimia,

maka penyaluran karet atau logam tertentu akan digunakan dalam pertambangan

pompa, kolom, dan eksterior tabung tertutup minyak. Suatu piranti yang

memungkinkan kemudahan perbaikan mangkuk dari kolom dan poros juga dapat

digunakan. Ini memungkinkan pemeliharaan pompa lebih mudah. Pompa vertical

itu sendiri juga banyak digunakan pada konstruksi industri dan penggalian

tambang.

Pompa Horizontal

Jenis pompa ini juga sangat banyak digunakan dalam pertambangan dan

penggalian. Seperti contoh, pada tambang tembaga Michigan dengan pompa dua

tingkat pemecah horizontal berdaya 1.500 gpm 940 ft digunakan, setiap pompa

digunakan oleh motor dengan daya 500 Hp sebagai penguat (Boosters) pada

kedalaman 1,077 ft di bawah permukaan. Pompa ini mendapatkan air dari 6

pompa, motor di bawah permukaan yang dipasang pada permukaan yang lebih

rendah. Dengan menyusun pompa ini sedemikian rupa maka yang diberikan

dalam air tambang ini dapat mempertahankan larutan. Jalur kedap udara berlanjut

dari kedalaman pemompaan terendah ke permukaan menjamin bahwa tidak ada

gas yang meninggalkan air dan memasuki bagian tambang yang sedang

dikerjakan. Semua bagian pompa ini berhubungan denga air yang akan

membentuk monel atau perunggu. Interior pemipaan air ini merupakan lapisan

neoprene.

Pompa Vertikal lainnya

Sebagaimana kita bahas sebelumnya, pompa motor terendam ini banyak

digunakan dalam tambang. Untuk pembahasan jenis pompa horizontal dan

vertical lainnya dapat disimak dari Bab 17.

Pompa tanpa paking vertical dan unit tanpa bantalan terendah digunakan

untuk mengalirkan air tambang ringan secara relative. Pompa spon yang

digerakkan secara pneumatic banyak ditemukan dalam aplikasi poros tambang

dan winzes, bah, dan lain-lainnya. Pompa ini dirakit dalam model dua tingkat dan

satu tingkat yang dayanya dikembangkan hingga 300 ft pada kapasitas dari 25

hingga 300 gpm. Tekanan udara yang diperlukan untuk operasi ini berbeda-beda,

yaitu 70 hingga 100 psi. Aliran udara 105 atau 125 ft (kubik/menit) atau yang

lebih tinggi, bergantung pada daya dan kapasitas pompa yang digunakan.

Pembilasan Batu Bara

Dalam banyak tambang, batu bara perlu dibersihkan dan dibilas apabila

batu bara tadi diangkat ke permukaan. Ini acap dilakukan dengan menyedot air

dari kolam pengendapan sekitar penyaluran dan gerobak dorong batu bara tadi ke

suatu kerucut angkat dimana batu bara akan dicuci dan dibilas. Dalam satu

instalasi, sekitar 2.000 ton batu bara ringan dicuci perhari oleh pompa sentrifugal

4 inci satu tugkat dengan daya 1.000 gpm pada kapasitas 150 ft. Karena

keasaman air yang diendapkan dalam kolam menjadi tinggi pH-nya kadang-

kadang rendah yaitu 2 maka pompa perlu dibentuk sedemikian rupa agar sesuai

dengan bahan yang tahan asam. Dengan melengkapi pompa rakitan dan

menggunakan saluran luar pada kolam pengendapan, maka polusi uap dalam areal

dapat dicegah. Dalam banyak tambang, pompa untuk mengalirkan air cucian

dihubungkan pada apungan sedemikian rupa sehingga pompa tersebut dapat

dipindahkan dengan mudah seputar kolam dari satu titik ke titik lainnya.

Pompa Rotari

Pompa rotari jenis roda gigi yang terdiri dari perunggu atau baja tahan

karat dan dilengkapi dengan penggerak kecepatan variable digunakan untuk

larutan persediaan meter atau diluent dalam system umpan separan pompa ini

perlu diproteksi dengan rel kawat 16 nesh apabila kita gunakan dalam pelayanan

tersebut. Separan merupakan flokulan sintetik yang digunakan dengan berbagai

bijih besi, lumpur, uranium, tembaga dan larutan seng dan lain-lain.

Jenis pompa rotari lainnya banyak ditemukan dalam beberapa penggunaan

tambang yang menggunakan system hidrolik, perpindahan minyak pelumas, dan

lain-lain. Akan tetapi, pompa mini penggunaan tidak banyak sentrifugal.

Pompa Bolak-Balik

Pompa bolak-balik jenis aksi langsung diafragma, dan daya digunakan

dalam penambangan logam dan batu bara. Unit ini biasanya dari jenis horizontal

Karena pompa tadi bisa dioperasikan dalam areal ruang pusatnya secara ekstern

rendah. Contoh penggunaannya mencakup pengembunan, pengaliran endapan

bantalan emas dan pembungan sampah. Banyak pompa aksi langsung yang

dirancang untuk instalasi tambang dapat digerakkan oleh motor uap atau udara

bergantung pada persyaratan tugasnya.

Pompa meter dan proporsional seperti dibahas dalam Bab 3 digunakan

untuk pengendalian pH dalam pengondisi di depan sel bijih besi agardapat

memberikan zat penekan dalam apungan bijih besi difrensial, pada perlakuan

pembuangan industri, dan untuk sejumlah pelayaran yang sama dalam

penambangan dan penggalian.

Pemilahan Pompa

Kapasitas : Untuk memberikan pengendalian positip drainase tambang,

biasa dalam praktek untuk memudahkan kapasitas yang diperlukan diantara dua

atau lebih pompa, dengan salah satu pompa atau lebih. Ini memberikan keluwesan

yang lebih baik dalam operasi dan pemeliharaan pompa. Daya: apabila cairan

kental dialirkan, maka pompa sentrifugal aneka tingkat tidak cocok digunakan

karena pompa tadi memiliki pelapisan mutlak dan toleransi tertutup yang

diperlukan antara tingkat.

Pompa satu tingkat dihubungkan secara semi apabila daya melebihi yang

diperlukan pompa maka, dapat dikembangkan oleh pompa lain. Pompa bolak

balik jenis daya sering digunakan untuk lift yang sangat tinggi dalam tambang dan

pengggalian. Bahan-bahan : bahan-bahan yang berbeda dapat kita amati dari

pompa industri jenis lainnya. Besi nikel, baja mangan, besi putih, besi abu-abu

kwalitas tinggi dan karet alami dan sintesis kinerjanya cukup baik dalam

pelayanan abrosif.

Perlu diperhatikan pada saat kita mengalirkan tanah karena akan merusak

beberapa bahan yang sesuai untuk mengalirkan partikel-partikel. Penggerak yang

digunakan adalah motor, dengan mesin bahan bakar internal, turbin uap,

disamping itu, motor berdaya udara juga banyak digunakan. Pengendalian : jenis

yang berbeda banyak digunakan, termasuk motor kecepatan variabel d-c, motor

kecepatan a-c, kopling fluida dan magnetik, serta roda gigi dan penggerak sabuk.

Kecepatan, sebagian besar pompa yang mengalirkan benda padat dioperasikan

pada kecepatan yang lebih rendah dibandingkan dengan pompa-pompa industri

lainnya., apabila kita menggunakan penggerak motor, maka yang kita

memerlukan penggubah kecepatan untuk beberapa jenis.

Pada umumnya, kecepatan pompa-pompa ini berkisar antara 700-900 rpm.

Kemasan, pada umumnya, cairan yang bersifat abrasif biasanya kurang

pelumasan. Oleh karena itu, air ringan dari sumber luar dapat digunakan. Atau

seal sentrifugal yang dirancang secara khusus yang tersedia pada beberapa jenis

pompa dapat digunakan daripada menggunakan seal air. Kecepata vairan,

sebagian besar gas kotor dipompakan pada kecepatan minimum yaitu 4ft/detik

jika gas kotor tadi terdiri atas lumpur.

Masukan daya, perkalian daya kuda air ringan dengan gravitasi jenis

campuran yang dialirkan untuk menentukan masukkan daya yan diperlukan

dengan lumpur tanah dan lain-lain. Busa untuk memungkinkan pompa beroperasi

pada kecepatan rendah, maka diberikan tidak kurang dari 6 ft npsh dan

penggunaan pompa sebesar mungkin. Pengurangan ukuran pipa bug sedemikian

rupa sehingga kecepatan cairan cukup tinggi agar dapat mempertahankan zat

padat dalam sistem, penggantungan roda mobil.

Pemipaan benda padat baik horizontal atau vertikal bahkan keduanya jauh

lebih mudah dibandingkan dengan pemipaan pada sudut 15 dan 75º ke arah

horizontal. Pada suhu itu, benda padat cenderung keluar dari suspensi, meleleh

kejalur, dan meningkatkan tahanan aliran. Dengan benda padat biasa, koefisien

Hazen dan William adalah 140 dibandingkan koefisien air ringan 100 dalam pipa

lama 15 tahun. Akan tetapi, koefisien ini dapat sangat bervariasi, bisa lebih tinggi

atau lebih rendah bergantung pada kondisi pengoperasian tertentu misalnya

persentase benda padat kali berat analisis penyekatan, dan kecepatan. Oleh karena

itu, perhitungan kehilangan gesekan dalam pemipaan pengaliran benda patat harus

ditangani dengan hati-hati.

Konstruksi

Sejumlah pompa sentrifugal dalam dalam pompa bolak-balik telah

digunakan dalam proyek konstruksi untuk semua jenis. Contoh aplikasinya

meliputi drainase, pemancaran dan pemelihaan tekanan. Sebagian besar unit jenis

ini adalah truk roda, kereta gelincir, dan kereta dorong yang dihubungkan ke tanah

untuk memungkinkan gerakkan yang mudah dari satu sisi ke sisi lainnya.

Sedangkan beberapa unit lainnya adalah penggerak motor, bagian besar pompa

sentrifugal untuk pelayanan ini adalah penggerak mesin. Selain itu, kita juga dapat

menggunakan mesin diesel atau mesin bensin.

Pompa sentrifugal, merupakan jinis pompa satu tingkat, jenis ini mampu

mengalirkan hingga 4.000 gpm dengan gugus daya diatas 110 ft. Standar

kapasitasnya ditetapkan oleh perusahaan kontraktor Pup Bureau the Associated

General Contractor of America. Akan lebih baik, jika kita membeli pompa-pompa

yang memenuhi standar ACG tersebut. Untuk pelayanan ini juga tersedia pompa

dua tingkat.

Unit-unit penggerak ini dilengkapi dengan alat-alat pada alas, roda baja, atau

ban pneumatik. Elbow (siku), pipa buang, pentil dan saringan isap, dilengkapi

dengan alat-lat lainnya sebagai salah satu persamaan standar pada pompa

penggerak mesin berbahan nakar bensin. Demikian pula untuk sebagian besar

pompa portabel penggerak mesin diesel. Hampir semua pompa sentrifugal dewasa

ini dirakit guna pelayanan kontraktor yang merupakan unit-unit utama pompa itu

sendiri.

Pompa kereta api, pompa ini dirancang untuk diturunkan kedalam kereta air,

terowongan, tambang, dan areal lainnya. Apabila pemompaan diperlukan, pompa

tadi juga berupa pompa sentrifugal satu tingkat jenis penggerak motor gendeng

tertutup yang dihubungkan ke tanah secara vertikal dan dilengkapi dengan kain

logam yang sesuai agar dapat diturunkan ke dalam terowongan pada saat pompa

tadi digunakan . beberapa pompa bolak balik dua tingkat atau satu tingkat vertikal

jenis aksi langsung digunakan juga untul pelayanan ini tetapi ppompa tadi bisa

digunakan oleh pompa sentrifugal.

Pompa pemancar, pada umumnys pompa ini merupakan pompa sentrifugal

satu tingkat atau aneka tingkat yang menggunakan pencucian batu-batuan,

penggilingan rotari, pemancaran, pengaman pemadam kebakaran, dan konstruksi

jalan. Sedangkan pompa portabel biasanya merupakan jenis penggerak mesin.

Aplikasi pemancaran ini sering menggunakan pompa 250 gpm dengan kapasitas

150 psi. Dalam pengeboran sumur, pompa mengalirkan lumpur pengeboran

lumpur pengeboran, bubur semen, dan bijih besi dengan ukuran hingga 1,25 inci

untuk pencucian batu-batuan. Pada umumnya pompa 225 gpm dengan kapasitas

85 psi cukup memuaskan tapi ukuran yang besar juga kita gunakan pada tugas

besar.

Pompa bolak-balik, pompa diafragma dewasa ini banyak digunakan untuk

mengalirkan berbagai cairan konstruksi. Pada umumnya pompa ini dioperasikan

pada kecepatan yang relatif rendah dan menggunakan benda tahan karat.

Untuk mengisi kelowongan atau retakkan batu formasi, fondasi batu jalan dan

bantalan tambang kita sering menggunakan teknik menambah tekanan.

Termodinamika Pada Pompa

Termodinamika merupakan salah satu bidang terpenting dalam ilmu

pengetahuan kerekayasaan. Cara kerja kebanyakan sistem dapat dijelaskan dengan

termodinamika, demikian pula mengapa pelbagai sistem tertentu tidak bisa

bekerja seperti yang diinginkan, serta mengapa sistem lainnya sama sekali tidak

mungkin bekerja

Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam system

termodinamika, yaitu

• Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika

Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan

sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.

• Hukum Pertama Termodinamika

Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan

energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari

jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan Kerja yang dilakukan

terhadap sistem.

• Hukum kedua Termodinamika

Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan

bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk

meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.

• Hukum ketiga Termodinamika

Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini

menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut,

semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.

Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna

pada temperatur nol absolut bernilai nol.

Pada pompa terjadi perubahan energy, yaitu dari energy listrik menjadi

energy fluida. Prosesnya yaitu energi listrik akan diubah menjadi energi mekanik

pada motor listrik, energi mekanik tersebut adalah putaran poros motor listrik

yang akan diteruskan ke poros pompa. Pada pompa terjadi perubahan energi

mekanik menjadi energi fluida, fluida yang keluar dari pompa mempunyai energi

yang lebih tinggi dibanding sebelum masuk pompa.

BAB IV

PENUTUP

Kesimpulan

Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan

cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan

dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung

secara terus menerus. Pompa secara sederhana didefinisikan sebagai alat

transportasi fluida cair.

Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian

masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa

berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak)

menjadi tenaga kinetis (kecepatan).

Pada pompa terjadi perubahan energy, yaitu dari energy listrik menjadi

energy fluida. Hal menunjukkan bahwa energi selalu kekal, meskipun terjadi

perubahan bentuk energy sesuai dengan hukum pertama Termodinamika.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1.2009. Pompa dan sistim pemompaan

(http://www.energyefficiencyasia.org), diakses tanggal 11 Mei 2010

Mukhori. 2007. Pompa adalah...

(http://ksbforblog.blogspot.com/2009/06/jenis-jenis-pompa-di-tinjau-dari-

bentuk.html), diakses tanggal 11 Mei 2010

Hernalom.2009. prinsip-kerja-pompa-sentrifugal

(http://baiuanggara.wordpress.com/2009/01/04/prinsip-kerja-pompa-

sentrifugal/), diakses tanggal 11 Mei 2010