BAB III

POMPA

3.1 Pengenalan Pompa

Pompa adalah mesin atau peralatan mekanis yang digunakan untuk menaikkan cairan

dari dataran rendah ke dataran tinggi atau untuk mengalirkan cairan dari daerah

bertekanan rendah ke daerah yang bertekanan tinggi dan juga sebagai penguat laju

aliran pada suatu sistem jaringan perpipaan. Hal ini dicapai dengan membuat suatu

tekanan yang rendah pada sisi masuk atau suction dan tekanan yang tinggi pada sisi

keluar atau discharge dari pompa.

Pada prinsipnya, pompa mengubah energi mekanik motor menjadi energi aliran fluida.

Energi yang diterima oleh fluida akan digunakan untuk menaikkan tekanan dan

mengatasi tahanan-tahanan yang terdapat pada saluran yang dilalui.

Pompa juga dapat digunakan pada proses-proses yang membutuhkan tekanan hidraulik

yang besar. Hal ini bisa dijumpai antara lain pada peralatan-peralatan berat. Dalam

operasi, mesin-mesin peralatan berat membutuhkan tekanan discharge yang besar dan

tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan yang rendah pada sisi isap pompa maka fluida

akan naik dari kedalaman tertentu, sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi

discharge akan memaksa fluida untuk naik sampai pada ketinggian yang diinginkan.

Gambar 21. Instalasi pompa

0

3.2 Klasifikasi Pompa

Pompa dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori, yaitu:

1. Pompa perpindahan positif (positive displacement pump)

2. Pompa dinamik (dynamic pump)

Gambar 22. Diagram Klasifikasi pompa

3.2.1 Pompa perpindahan positif

Pada pompa perpindahan positif energi ditambahkan ke fluida kerja secara periodik

oleh suatu gaya yang dikenakan pada satu atau lebih batas (boundary) sistem yang

dapat bergerak. Pompa perpindahan positif terbagi menjadi :

1. Pompa torak/plunyer ( Reciprocating pump )

2. Pompa rotari ( Rotary pump )

3. Pompa diafragma (Diaphragm pump )

3.2.1.1 Pompa torak

Pompa torak adalah sebuah pompa dimana energi mekanis penggerak pompa dirubah

menjadi energi aliran fluida yang dipindahkan dengan menggunakan elemen yang

bergerak bolak balik di dalam sebuah silinder. Fluida masuk melalui katup isap dan

keluar melalui katup buang dengan tekanan yang tinggi. Pompa ini mengeluarkan cairan

dalam jumlah yang terbatas dengan debit yang dihasilkan tergantung pada putaran dan

1

panjang langkah torak. Volume cairan yang dipindahkan selama satu langkah piston atau

plunyer akan sama dengan perkalian luas piston dengan panjang langkah.

Pompa torak adalah salah satu dari jenis positive diplacement pump dengan

menggunakan aksi diplacement. Pompa torak digunakan untuk ;

Kapasitas fluida yang rendah

Viskositas liquid (liquid yang kental) dan slurrie (lumpur)

Liquid yang mudah menguap (high volatile liquid)

Proses yang memerlukan head tinggi

Beroperasi pada tekanan tinggi (outlet)

Pompa Torak atau plunyer dibagi dua :

1. Pompa aksi langsung ( simplex atau duplex)

2. Pompa daya

a. Aksi tunggal atau aksi ganda

b. Simplex, duplex, triplex, atau multiplex

Gambar 23. Pompa torak

3.2.1.2 Pompa rotari

Pompa putar adalah pompa yang mentransfer energi dari penggerak ke cairan

menggunakan elemen yang bergerak berputar didalam rumah (casing). Fluida ditarik dari

reservoir melalui sisi isap dan didorong melalui rumah pompa yang tertutup menuju sisi

buang pada tekanan yang tinggi. Berapa tekanan fluida yang akan keluar pompa

tergantung pada tekanan atau tahanan aliran sistem. Sedangkan debit yang dihasilkan

2

tergantung pada kecepatan putar dari elemen yang berputar. Elemen yang berputar ini

biasanya disebut sebagai rotor.

Pompa rotari (rotary)

1. Rotor tunggal

Pompa Vane, torak, ulir, atau pompa flexible member

2. Rotor banyak

Pompa roda gigi, lobe, ulir, atau pompa circumferential piston

Gambar 24. Pompa Rotari

3

Gambar 25. Macam-macamPompa Rotari

3.2.1.3 Pompa diafragma

Pompa diafragma adalah pompa yang mentransfer energi dari penggerak ke cairan

melalui batang penggerak yang bergerak bolak-balik untuk menggerakan diafragma

sehingga timbul isapan dan penekanan secara bergantian antara katup isap dan katup

tekan. Keuntungan pompa diafragma ini adalah hanya pada diafragma saja yang

bersentuhan dengan fluida yang ditransfer sehingga mengurangi kontaminasi dengan

bagian lain terutama bagian penggerak.

Pompa Diagfragma dibagi dua :

1 .Penggerak mekanik atau penggerak fluida

2 .Simplex, atau duplex

Gambar 26. Pompa diafragma

3.2.2 Pompa dinamik

Pompa dinamik terdiri dari satu impeler atau lebih yang dilengkapi dengan sudu-sudu,

yang dipasangkan pada poros-poros yang berputar dan menerima energi dari motor

penggerak pompa serta diselubungi dengan sebuah rumah (casing). Fluida berenergi

memasuki impeler secara aksial, kemudian fluida meninggalkan impeler pada kecepatan

yang relatif tinggi dan dikumpulkan didalam volute atau suatu seri laluan diffuser, setelah

fluida dikumpulkan di dalam volute atau diffuser terjadi perubahan dari head kecepatan

menjadi head tekanan, yang diikuti dengan penurunan kecepatan. Sesudah proses

konversi ini selesai kemudian fluida keluar dari pompa melalui katup discharge. Pompa

dinamik dapat dibagi dalam beberapa jenis :

3.2.2.1 Pompa sentrifugal

4

Pompa ini digerakkan oleh motor. Daya dari motor diberikan pada poros pompa untuk

memutar impeler yang dipasangkan pada poros tersebut. Akibat dari putaran impeler

yang menimbulkan gaya sentrifugal, maka zat cair akan mengalir dari tengah impeler

keluar lewat saluran di antara sudu-sudu dan meninggalkan impeler dengan kecepatan

yang tinggi.

Zat cair yang keluar dari impeler dengan kecepatan tinggi kemudian melalui saluran yang

penampangnya semakin membesar yang disebut volute, sehingga akan terjadi

perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan. Jadi zat cair yang keluar dari

flens keluar pompa head totalnya bertambah besar. Sedangkan proses pengisapan

terjadi karena setelah zat cair dilemparkan oleh impeller, ruang diantara sudu-sudu

menjadi vakum, sehingga zat cair akan terisap masuk.

Selisih energi persatuan berat atau head total dari zat cair pada flens keluar dan flens

masuk disebut sebagai head total pompa. Sehingga dapat dikatakan bahwa pompa

sentrifugal berfungsi mengubah energi mekanik motor menjadi energi aliran fluida. Energi

inilah yang mengakibatkan pertambahan head kecepatan, head tekanan dan head

potensial secara kontinu.

Sekarang ini pemakaian pompa sentrifugal sangat banyak digunakan dan telah

berkembang sedemikian maju sehingga banyak menggantikan pemakaian pompa-pompa

lain.

5

Gambar 27. Pompa Centrifugal

Keuntungan pompa sentrifugal dibandingkan jenis pompa lain :

1. Pada head dan kapasitas yang sama, dengan pemakaian pompa sentrifugal umumnya

paling murah.

2. Operasional paling mudah

3. Aliran seragam dan halus.

4. Kehandalan dalam operasi.

5. Biaya pemeliharaan yang rendah.

Pompa sentrifugal dapat diklasifikasikan menjadi beberapa macam :

1. Menurut kapasitas

a. Kapasitas rendah (<20>3/jam)

b. Kapasitas sedang (20 – 60 m3/jam)

c. Kapasitas tinggi (>60 m3/jam)

2. Menurut tekanan yang dihasilkan :

a. Tekanan rendah (<5>2)

b. Tekanan menengah (5 – 50 kg/cm2)

c. Tekanan tinggi (>50kg/cm2)

3. Menurut kecepatan spesifik :

a. Kecepatan rendah

b. Kecepatan menengah

c. Kecepatan tinggi

d. Pompa aliran campur

e. Pompa aliran aksial

4. Menurut jumlah impeler dengan tingkatannya :

a. Pompa dengan impeler tunggal.

b. Pompa dengan impeler banyak.

6

5. Menurut sisi masuk impeler :

a. Pompa isapan tunggal (single suction)

b. Pompa isapan ganda (double suction)

6. Menurut perencanaan rumah pompa :

a. Rumah tunggal

b. Rumah bersekat-sekat, digunakan pada pompa multi tingkat.

7. Menurut letak poros :

a. Pompa poros horisontal

b. Pompa poros vertikal

8. Menurut sistem penggerak :

a. Dikopel langsung pada unit penggerak

b. Melewati beberapa macam jenis transmisi (belt, roda gigi, dll)

Gambar 28. impeler pompa aliran radial

Gambar 29. impeler pompa aliran aksial

7

Gambar 30. Impeler pompa aliran campuran

3.2.3 Pompa efek khusus

3.2.3.1 Pompa jet

Pompa jet merupakan suatu kombinasi pompa sentrifugal volut dan susunan venturi –

nosel. Pompa jet biasanya digunakan untuk mengangkat atau menarik air dari sumur

yang dalam ke suatu tempat yang lebih tinggi. Pada pompa jet, air pada tekanan tinggi

dipompakan melewati sebuah nosel dimana air akan dipercepat di dalam nosel, sehingga

energi tekanan akan diubah menjadi energi kinetik. Dan setelah melewati nosel air akan

masuk ke dalam venturi, dimana air yang telah dipercepat akan menyebabkan tekanan

menjadi turun, sehingga pompa jet dapat menghisap air.

Gambar 31. pompa jet

8

Gambar 32. gas lift

3.2.3.2 Pompa gas lift

Prinsip dari pompa gas lift adalah memanfaatkan udara atau gas yang tertekan untuk

mengangkat air. Campuran udara dan air akan naik didalam pipa yang dikelilingi oleh air.

Pada dasarnya pompa gas lift terdiri dari pipa vertikal yang sebagian terendam dalam air

dan tabung supply udara yang menyediakan udara yang tertekan diberikan ke pipa

vertikal. Campuran udara dan air bisa naik sampai ke atas permukaan air karena massa

jenis dari campuran udara dan air tersebut lebih rendah dari massa jenis air itu sendiri.

3.3.2.3 Pompa hidrolik ram

Pompa hidraulik ram merupakan suatu alat untuk menaikkan sebagian dari sejumlah

besar air yang ada pada suatu tempat dengan ketinggian tertentu sampai ke tempat yang

lebih tinggi. Pompa hidraulik ram terpakai ketika beberapa sumber air alami seperti mata

air atau sungai berada pada ketinggian tertentu, misal pada daerah berbukit.

9

Gambar 33. Pompa hidram

3.3 Perawatan Pompa

Komponen-komponen pompa dapat dibersihkan dengan menggunakan berbagai cara,

antara lain:

1. Membersihkan dengan bahan pelarut – cara ini harus dilakukan dengan

menggunakan bahan pelarut resmi di tempat-tempat tertentu sehingga tidak

mengganggu lingkungan. Semua peraturan keselamatan kerja harus diikuti bila

menggunakan zat pelarut. Pembersihan dengan menggunakan pelarut bertujuan

menghilangkan kotoran dan gemuk (grease) dari komponen.

2. Pengikisan (scraping) – cara ini dapat diterapkan pada komponen-komponen

dimana terjadi akumulasi kotoran yang tidak dapat lagi dibersihkan dengan bahan

pelarut. Scraper yang digunakan dapat dibeli atau dibuat sesuai dengan aplikasi

atau pekerjaan yang diperlukan

3. Pembersihan dengan uap (steam cleaning) cara ini sering digunakan untuk

membersihkan komponen-komponen yang berukuran besar terutama sebelum

dilakukan pembongkaran pompa. Steam cleaner menyemprotkan uap bertekanan

tinggi melalui kepala semprot (nozzle) berukuran kecil. Salah satu masalah yang

dihadapi dalam pembersihan dengan uap adalah bahwa cara ini meninggalkan

sisa-sisa uap air atau embun pada permukaan komponen yang dapat

menyebabkan timbulnya karat.

10

4. Penggosokan (polishing) setelah pembersihan dengan menggunakan satu atau

lebih dari cara tersebut diatas, beberapa komponen masih perlu digosok untuk

menghilangkan lapisan terakhir kotoran dan/atau karat. Ini dapat dilakukan dengan

menggunakan kain amplas (emery cloth) atau kadang-kadang dengan kikir halus.

contoh Soal

pompa reciprocating kerja ganda mempunyai putaran n = 90 rpm, diameter torak D = 100

mm, panjang pipa hisap Ls = 5 m, Langkah torak L = 250 mm, Jari engkol R =0,125 mm.

Tekanan Head atmosfir Hat = 10,3 mka. Hitung Head hisap pompa bila terjadi Head

separasi Hsep = 2mka.

Jawab :

Head hisap percepatan

Has = ω2.R. Cos 0o

Has = (2.π.90/60)2.0,125. 1

Has = 5,66 mka

Head hisap pompa

Hs = Hat – Hsep - Has

Hs = 10,3 – 2 - 5,66

Hs = 2,64 mka

Latihan Soal

1. Sebutkan enam aplikasi yang memakai pompa di sektor industri.

2. Apakah dua klasifikasi utama untuk pompa?

3. Apakah pompa sentrifugal termasuk pompa positive displacement atau nonpositive displacement?

4. Jelaskan secara singkat cara kerja sebuah pompa sentrifugal.5. Sebutkan empat jenis pompa sentrifugal.

5. Pompa bolak balik kerja tunggal mempunyai diameter torak D = 125 mm, Langkah

torak L = 30 Cm, menaikan air dari kedalama 4 m dari pompa, putaran pompa n =30

rpm, panjang pipa hisap Ls = 9 m, Diameter pipa hisap 75 mm,.

11

Hitung Head tekanan hisap torak pada awal dan akhir langkah Hiap.

6. Pompa torak kerja tunggal mempunyai langkah torak 15 Cm, mempunyai panjang pipa

hisap 7,5 m, diameter pipa hisap 7,5 Cm bila diameter toraknya 1,25 diameter pipa

hisap. Pompa 2,5 m di atas permukaa air yang dipompa dan putaran engkol

pompanya 60 rpm.

a. Hitung Head pada torak saat awal langkah hisap?

b. Hitung Head pada torak saat tengah langkah hisap? (koef gesek f=0,01)

c. Hitung Head pada torak saat akhir langkah hisap?

d. Debit air yang dipompa ?

e. Hitung daya pompa

12