Menurut prinsip kerjanya, pompa diklasifikasikan menjadi:a.  Positive Displacement PumpPompa yang menghasilkankapasitas intermitten karena fluidanya ditekan dalam elemen-elemen pompa dengan volume tertentu. Jadi, fluida yang masuk kemudian dipindahkan ke sisi  buang sehingga tidak ada kebocoran (aliran balik) dari sisi buang ke sisi masuk. Pompa jenis ini menghasilkan head yang tinggi dengan kapasitas yang rendah. Perubahan energi yang terjadi pada pompa ini adalah energi mekanik yang diubah langsung manjadi energi potensial.

Macam-macam Positive Displacement Pump:1.  Pompa PistonPrinsip kerja dari pompa ini adalah sebagai berikut: berputarnya selubung putar akan menyebabkan piston bergerak naik-turun sesuai dengan ujung piston di atas piring dakian. Fluida terisap ke dalam silinder dan kemudian ditukar ke saluran buang akibat gerakan turun-naiknya piston.Bertemunya rongga silindris piston pada selubung putar dengan saluran isap dan tekan yang terdapat pada alat berkatup. Pompa ini diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head yang sangat tinggi dengan kapasitas aliran rendah. Dalam aplikasinya pompa piston banyak digunakan untuk keperluan pemenuhan tenaga hidrolik pesawat angkat.

2.  Pompa Roda GigiPrinsip kerjanya adalah berputarnya dua buah roda gigi berpasangan yang terletak antara rumah pompa dan menghisap serta menekan fluida yang mengisi ruangan antar roda gigi (yang dibatasi oleh gigi dan rumah pompa) ditekan ke sisi buang akibat terisinya ruang anatara roda gigi pasangannya. Pompa ini biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan head tinggi dengan kapasitas aliran sangat rendah. Dalam aplikasinya, pompa ini digunakan untuk pelumas.

3.  Pompa TorakPrinsip kerjanya adalah torak  melakukan gerakan isap terbuka dan katup  tekan tertutup. Sedangkan pada saat torak mulai melakukan gerakan tekan, katup isap tertutup dan katup tekan terbuka. Kemudian fluida yang tadinya terisap dibuang pada katup tekan. Pompa ini biasa digunakan untuk memenuhi head tinggi dengan kapasitas rendah. Dalam aplikasinya pompa torak banyak digunakan untuk pemenuhan tenaga hidrolik.

b.  Pompa DinamikPompa dinamik adalah pompa yang ruang kerjanya tidak berubah selama pompa bekerja. Pompa ini memiliki elemen utama sebuah rotor  dengan satu impeller yang berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida masuk dipercepat oleh impeller yang menaikkan kecepatan absolut fluida maupun tekanannya dan melemparkan aliran melalui volut. Yang tergolong pompa dinamik antara lain:1.  Pompa AksialPrinsip kerja pompa ini adalah sebagai berikut: berputarnya impeller akan mengisap fluida yang akan dipompakan dan menekannya ke ssi tekan dalam arah aksial (tegak lurus). Pompa  aksial

biasana diproduksi untuk kebutuhan head rendah dengan kapasitas aliran yang besar. Dalam aplikasinya pompa jenis ini banyak digunakan untuk irigasi.

2.  Pompa SentrifugalPompa ini terdiri dari satu atau lebih  impeller yang dilengkapi dengan sudu-sudu pada poros yang berputar dan diselubungi chasing. Fluida diisap pompa melalui sisi isap, akibat berputarnya  impeller yang menghasilkan tekanan vakum. Pada sisi isap selanjutnya fluida yang telah terisap kemudian terlempar ke luar impeller akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida.

Bagian-Bagian Pompa SentrifugalBagian-bagian pompa sentrifugal adalah sebagai berikut:1.  Casing (rumah keong)Fungsinya untuk merubah atau mengkonversikan energi cairan menjadi energi tekanan statis.2.  ImpellerFungsinya  untuk merubah energi kinetik  atau memberikan energi kinetik pada zat cair, kemudian di dalam casing diubah menjadi energitekanan.3.  Pons PompaFungsinya untuk meneruskan energi mekanik dari mesin penggerak (prime over) kepada impeller.4.  InletFungsinya untuk saluran masuk cairan ke dalam impeller.5.  OutletFungsinya untuk saluran saluran keluar dari impeller.6.  NozzleFungsinya untuk merubah energi kinetik menjadi energi tekanan.

Prinsip Kerja Pompa SentrifugalFluida  terhisap melalui sisi isap, karena tekanan pada pompa lebih kecil daripada tekanan atmosfer, kemudian masuk dan ditampung di dalam rumah keong. Karena adanya putaran impeller, maka fluida keluar melalui sisi buang dengan arah radial.Bagian-bagian pompa sentrifugal:1.  ImpellerUntuk menghisap fluida dari sisi isap dan menekannya dalam arah aksial ke sisi buang.2.  SuduBagian impeller yang berfungsi untuk menggerakkan fluida sehingga menghasilkan gaya sentrifugal pada fluida.3.  CasingDisebut juga rumah keong, berfungsi menampung cairan yang terlempar dari sudu-sudu impeller.

http://taufiqurrokhman.com/2013/10/01/klasifikasi-pompa/

Pompa, secara umum didefinisikan sebagai alat mekanik untuk meningkatkan energi tekanan pada fluida. Pompa digerakkan oleh beberapa penggerak utama yang dapat berupa motor listrik, mesin bensin atau diesel, atau mesin uap. Pompa digunakan untuk :

1. Pada penggunaan secara umum, menaikkan fluida dari posisi rendah ke posisi yang lebih tinggi.

2. Meningkatkan energi tekanan tanpa memindahkan fluida.

Berdasar fungsi-fungsi diatas,pompa dapat ditemui penggunaannya pada industri minyak, industri kimia, public health engineering, irigasi, thermal power stations dll.

1. Pada irigasi, pompa digunakan untuk memompa air dari sungai, danau atau waduk menuju ke persawahan.

2. Pada thermal plants, pompa digunakan untuk mensirkulasikan air menuju ke boiler, kondensor untuk proses kondensasi, dll.

3. Pada sistem pelumasan, seperti dalam motor bakar, mesin-mesin perkakas atau peralatan lain, pompa mensirkulasikan minyak pelumas pada komponen-komponen yang bergesekan.

4. Pada berbagai industri seperti industri kimia, bahan-bahan kimia atau cairan lain dipompakan dari satu bagian ke bagian yang lain.

Berdasar gerak zat cairnya, Pompa dapat diklasifikasikan dalam dua tipe, yaitu :

1. Positive-displacement pumps2. Rotodynamic pumps

Positive-displacement pumps merupakan pompa yang bekerja dengan menghisap fluida cair dan kemudian mendorong atau memindahkan dengan tekanan yang dilakukan oleh gerakan komponen, dengan hasil berupa kenaikan fluida cair hingga ketinggian yang diinginkan. Contoh positive-displacement pumps adalah pompa torak (reciprocating pump).

Rotodinamik Pumps, merupakan pompa yang memiliki bagian yang berputar (disebut: impeler) yang memberikan pertambahan momentum anguler pada zat cair, sehingga akan meningkatkan energi tekanan zat cair. Contoh dari rotodinamik pumps adalah pompa sentrifugal.

Laju aliran zat cair yang dipompakan tidak hanya bergantung pada gaya pendorong dan kecepatan putaran pompa saja, namun juga dipengaruhi oleh faktor gesekan dalam sistem perpipaannya.

II. Terminologi  Pompa

Umumnya pompa dinilai berdasarkan kapasistas tekanan operasional maksimumnya dan output pompa dengan satuan meter kubik per menit / gallons per menit  (British).

Tekanan

Industri pembuat pompa biasanya menentukan masa pakai sebuah pompa berdasar nilai tekanan yang dimiliki oleh pompa pada kondisi operasional kerja yang normal. Belum ada standar baku mengenai safety factor dari sebuah pompa yang dibuat oleh industri. Pompa yang selalu bekerja pada tekanan yang tinggi dapat menyebabkan berkurangnya masa pakai pompa tersebut atau kemungkinan kerusakan yang berat.

Pemindahan

Kapasitas aliran sebuah pompa umumnya dinyatakan dalam bentuk besarnya pemindahan volume tiap putaran pompa atau output zat cair dalam satuan meter kubik per menit/ gallons per minute (gpm). Pemindahan adalah volume zat cair yang ditransfer dalam satu putaran/cycle penuh dari operasional pompa. Harga ini sama dengan total volume chamber yang dimiliki pompa tiap putaran pompa. Pemindahan dinyatakan dalam satuan meter kubik tiap putaran. Pada aplikasinya, umumnya pompa yang digunakan akan memiliki nilai pemindahan/displacement yang konstan kecuali dilakukan penggantian komponen pompa. Namun ada juga pompa yang dapat divariasikan ukuran chambernya dan dengan demikian pemindahan pompa dilakukan dengan kontrol eksternal.

Efisiensi Volumetrik

Dalam teori, pompa memindahkan sejumlah zat cair sebesar pemindahan pompa tiap siklus atau putarannya. Pada kenyataannya, output aktual sebuah pompa akan berkurang akibat adanya kebocoran (leakage) atau karena slip (slippage). Kenaikan tekanan dan kenaikan leakage akan menyebabkan menurunnya efisiensi volumetrik pompa.

Efisiensi volumetrik dirumuskan dengan perbandingan antara aktual output dengan teoritical output, yang dinyatakan dalam prosentase.

Efisiensi volumetric: aktual otput / territical output x 100%

Sebagai contoh, sebuah pompa yang  secara toritis seharusnya dapat mentransfer 10 gpm tetapi ternyata hanya dapat mentransfer 9 gpm pada tekanan 1000 psig, maka dikatakan pompa tersebut memilki efisiensi volumetrik sebesar 90 %.

Jika tekanan pada sisi discharge dinaikkan, maka akan meningkatkan slippage pompa sehingga akan menurunkan aktual outputnya.

Total Head Pompa

Beda ketinggian antara permukaan suction liquid terhadap discharge liquid disebut dengan static head atau elevation head. Statik head dapat diuraikan dalam dua nilai yaitu static suction lift dan static discharge head. Static suction lift adalah jarak antara permukaan suction liquid terhadap mata impeler pompa, sedangkan discharge head merupakan jarak antara mata impeler pompa dengan permukaan discharge liquid.

Energi yang dibutuhkan untuk memindahkan cairan oleh pompa bukan hanya banyaknya cairan yang dipindahkan namun juga  hilangnya energi aliran akibat gesekan pada pipa dan sambungan pemipaannya. Energy loss akibat kedua faktor tersebut disebut dengan head loss atau friction head. Atau dapat dianggap sebagai tambahan jarak tempuh bagi cairan yang akan dipindahkan oleh pompa. Metoda yang mudah untuk menentukan besarnya head loss adalah dengan menghitung besarnya suction head loss ditambah dengan discharge head loss.

http://lpstreetsoldier.wordpress.com/2012/12/09/pompa-dan-kompressor/

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG MASALAH

Kompresor secara sederhana bisa diartikan sebagai alat untuk memasukkan udara dan atau mengirim udara dengan tekanan tinggi. Kompresor bisa kita temukan pada alat pengungkit, kendaraan roda empat, pendingin ruangan, lemari es serta alat-alat mengengkat beban yang menggunakan tekanan untuk mengangkatnya.

Sekalipun sama-sama sebagai alat untuk memasukkan dan menggiring udara dengan tekanan tinggi, pada masing-masing peralatan yang berbeda, cara kerja kompresor pun bisa berbeda pula.

Secara umum kompresor digunakan atau berfungsi menyediakan udara dengan  tekanan tinggi. Prinsip kerja kompresor seperti ini biasa kita temukan pada mesin otomotif. Fungsi kedua dari kompresor adalah untuk membantu reaksi kimia dengan cara meningkatkan sistem tekanan.

Sebuah kompresor apabila dilihat dari cara kerjanya, maka akan ada dua jenis kompresor yang masing-masing metode kerjanya berbeda. Jenis pertama adalah kompresor dengan metode kerja positif displacement dan yang kedua adalah kompresor dengan metode kerja dynamic.

Di mana letak perbedaan metode kera dari kedua jenis kompresor ini? Yang pertama, kompresor jenis positif displacement. Kompresor model ini bekerja dengan cara memasukkan udara ke

dalam ruang tertutup, lalu pada saat yang sama volume ruangnya diperkecil, dengan demikian tekanan di dalam dengan sendirinya akan naik.

Tekanan yang tinggi inilah yang digunakan untuk berbagai keperluan sesuai dengan peruntukkan kompresor tadi. Kompresor model positif displacement ini digunakan dalam reciprocating compressor dan rotary.

Sementara itu pada kompresor model dinamik, volume ruangnya tetap tapi udara yang ada didalam ruang tersebut diberi kecepatan. Kemudian pada saat yang sama kecepatan tersebut diubah menjadi tekanan. Hal ini bisa terjadi karena udara pada ruang yang volumenya tetap mengalami tekanan. Kompresor yang menggunakan model dynamic ini biasanya pada alat turbo axial flow.

1.2  RUMUSAN MASALAH

1.      Apa yang dimaksud dengan kompresor ?

2.      Apa saja macam-macam kompresor ?

3.      Bagaimana merawat kompresor ?

 

1.3 MANFAAT PENULISAN

Diharapkan dari penulisan makalah  mengenai sistem kompresor ini dapat memberi  manfaat sebagai berikut.

Memudahkan transfer pengetahuan tentang kompresor kepada pelajar. Memudahkan para pembaca untuk mendapatkan informasi tentang kompresor. Membantu pelajar untuk memahami kompresor secara sederhana.

1.4  TUJUAN PENULISAN

1.      Mengetahui apa yang dimaksud dengan kompresor.

2.      Mengetahui berbagai macam-macam kompresor.

3.      Mengetahui bagaimana cara melakukan perawatan kompresor.

BAB 2

PEMBAHASAN

2.1 PENGERTIAN KOMPRESOR

Kompresor merupakan mesin untuk menaikkan tekanan udara dengan cara memampatkan gas atau udara yang kerjanya didapat dari poros. Kompresor biasanya bekerja dengan menghisap udara atmosfir. Jika kompresor bekerja pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfir maka kompresor disebut sebagai penguat (booster), dan jika kompresor bekerja dibawah tekanan atmosfir maka disebut pompa vakum.

Gas mempunyai kemampuan besar untuk menyimpan energi persatuan volume dengan menaikkan tekanannya, namun ada hal-hal yang harus diperhatikan yaitu : kenaikan temperatur pada pemampatan, pendinginan pada pemuaian, dan kebocoran yang mudah terjadi.

2.2  KLASIFIKASI KOMPRESOR

Secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive Displacement compressor dan Dynamic compressor (Turbo). Positive Displacement compressor, terdiri atas Reciprocating dan Rotary. Sedangkan Dynamic compressor (turbo) terdiri atas Centrifugal, axial dan ejector, secara lengkap dapat dilihat dari klasifikasi di bawah ini:

 Gambar  1. Diagram Pembagian Klasifikasi Kompresor

 

            Berikut penjelasan beberapa jenis kompresor.

2.21 Kompresor Torak Resiprokal (reciprocating compressor)

Kompresor ini dikenal juga dengan kompresor torak, karena dilengkapi dengan torak yang bekerja bolak-balik atau gerak resiprokal. Pemasukan udara diatur oleh katup masuk dan dihisap oleh torak yang gerakannya menjauhi katup. Pada saat terjadi pengisapan, tekanan udara di dalam silinder mengecil, sehingga udara luar akan masuk ke dalam silinder secara alami. Pada saat gerak kompresi torak bergerak dari titik mati bawah ke titik mati atas, sehingga udara di atas torak bertekanan tinggi, selanjutnya di masukkan ke dalam tabung penyimpan udara. Tabung penyimpanan dilengkapi dengan katup satu arah, sehingga udara yang ada dalam tangki tidak akan kembali ke silinder. Proses tersebut berlangsung terus-menerus hingga diperoleh tekanan udara yang diperlukan. Gerakan mengisap dan mengkompresi ke tabung penampung ini berlangsung secara terus menerus, pada umumnya bila tekanan dalam tabung telah melebihi kapasitas, maka katup pengaman akan terbuka, atau mesin penggerak akan mati secara otomatis.

Gambar 3. Penampang Melintang Kompresor Reciprocating

 

Kompresor reciprocating tersedia dalam berbagai konfigurasi. Terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan yaitu horizontal, vertical, horizontal balance-opposed, dan tandem. Jenis kompresor reciprocating vertical digunakan untuk kapasitas antara 50 – 150 cfm. Kompresor horisontal balance opposed digunakan pada kapasitas antara 200 – 5000 cfm untuk desain multi tahap dan sampai 10,000 cfm untuk desain satu tahap.

Kompresor udara reciprocating biasanya merupakan aksi tunggal dimana penekanan dilakukan hanya menggunakan satu sisi dari piston. Kompresor yang bekerja menggunakan dua sisi piston disebut sebagai aksi ganda.

Sebuah kompresor dianggap sebagai kompresor satu tahap jika keseluruhan penekanan dilakukan menggunakan satu silinder atau beberapa silinder yang paralel. Beberapa penerapan dilakukan pada kondisi kompresi satu tahap. Rasio kompresi yang terlalu besar (tekanan keluar absolut/tekanan masuk absolut) dapat menyebabkan suhu pengeluaran yang berlebihan atau masalah desain lainnya. Mesin dua tahap yang digunakan untuk tekanan tinggi biasanya mempunyai suhu pengeluaran yang lebih rendah (140 to 160oC),sedangkan pada mesin satu tahap suhu lebih tinggi (205 to 240oC).

Kompresor udara reciprocating tersedia untuk jenis pendingin udara maupun pendingin air menggunakan pelumasan maupun tanpa pelumasan, mungkin dalam bentuk paket, dengan berbagai pilihan kisaran tekanan dan kapasitas.

                     2.22 Kompresor Torak Dua Tingkat Sistem Pendingin Udara

Kompresor udara bertingkat digunakan untuk menghasilkan tekanan udara yang lebih tinggi. Udara masuk akan dikompresi oleh torak pertama, kemudian didinginkan, selanjutnya dimasukkan dalam silinder kedua untuk dikompresi oleh torak kedua sampai pada tekanan yang diinginkan. Pemampatan (pengkompresian) udara tahap kedua lebih besar, temperatur udara akan naik selama terjadi kompresi, sehingga perlu mengalami proses pendinginan dengan memasang sistem pendingin. Metode pendinginan yang sering digunakan misalnya, dengan sistem udara atau dengan sistem air bersirkulasi.

Batas tekanan maksimum untuk jenis kompresor torak resiprokal antara lain, untuk kompresor satu tingkat tekanan hingga 4 bar. Sedangkan dua tingkat atau lebih tekanannya hingga 15 bar.

                     2.23 Kompresor Diafragma (diaphragma compressor)

Jenis Kompresor ini termasuk dalam kelompok kompresor torak. Namun letak torak dipisahkan melalui sebuah membran diafragma. Udara yang masuk dan keluar tidak langsung berhubungan dengan bagian-bagian yang bergerak secara resiprokal. Adanya pemisahan ruangan ini udara

akan lebih terjaga dan bebas dari uap air dan pelumas/oli. Oleh karena itu kompresor diafragma banyak digunakan pada industri bahan makanan, farmasi, obat – obatan dan kimia.

Prinsip kerjanya hampir sama dengan kompresor torak. Perbedaannya terdapat pada sistem kompresi udara yang akan masuk ke dalam tangki penyimpanan udara bertekanan. Torak pada kompresor diafragma tidak secara langsung menghisap dan menekan udara, tetapi menggerakkan sebuah membran (diafragma) dulu. Dari gerakan diafragma yang kembang kempis itulah yang akan menghisap dan menekan udara ke tabung penyimpan.

                     2.24 Kompresor Putar (Rotary Compressor)

Kompresor putar ini memiliki sepasang rotor berbentuk sekrup. Pasangan ini berputar serempak dalam arah yang berlawanan dan saling mengait seperti roda gigi. Putaran serempak ini dapat berlangsung karena kaitan gigi-gigi rotor itu sendiri atau dengan perantaraan sepasang roda gigi penyerempak putaran. Karena gesekan antar rotor sangat kecil, kompresor ini mempunyai performansi yang baik untuk umur kerja yang panjang. Perbedaan tekanan maksimum yang diizinkan pada kompresor ini ditentukan oleh defleksi lentur rotor dan besarnya biasanya adalah 30 kg/cm2 (2900 kPa).. Mekanisme kerja kompresor rotary, udara masuk dimampatkan melalui Blade (Mata Pisau) yang berputar cepat. Blade tersebut digerakkan untuk memampatkan udara yang masuk.

Kompresor beroperasi pada kecepatan tinggi dan umumnya menghasilkan hasil keluaran yang lebih tinggi dibandingkan kompresor reciprocating. Biaya investasinya rendah, bentuknya kompak, ringan dan mudah perawatannya, sehingga kompresor ini sangat popular di industri. Biasanya digunakan dengan ukuran 30 sampai 200 hp atau 22 sampai 150 kW.Jenis dari kompresor putar adalah:

Kompresor lobe (roots blower) Kompresor ulir (ulir putar helical-lobe, dimana rotor putar jantan dan betina bergerak berlawanan

arah dan menangkap udara sambil mengkompresi dan bergerak ke depan (lihat Gambar 5) Jenis baling-baling putar/ baling-baling luncur, ring cairan dan jenis gulungan.

Kompresor ulir putar menggunakan pendingin air. Jika pendinginan sudah dilakukan pada bagian dalam kompresor, tidak akan terjadi suhu operasi yang ekstrim pada bagian-bagian yang bekerja.

Karena desainnya yang sederhana dan hanya sedikit bagian-bagian yang bekerja, kompresor udara ulir putar mudah perawatannya, mudah operasinya dan fleksibel dalam pemasangannya. Kompresor udara putar dapat dipasang pada permukaan apapun yang dapat menyangga berat Statiknya.

Gambar 4. Skema Kerja Kompresor Rotary [www.thermalfluids.net]

Pada skema kerja diatas terlihat jelas bahwa :

Step 1  : Udara luar masuk melalui perbedaan tekanan antara  kompresor dengan tekanan   udara lingkungan.

Step 2  : Udara masuk, mulai mengembang/ di ekspansikan oleh Blade.

Step 3  : Udara dimampatkan ke dinding silinder oleh Blade.

Step 4  : Udara bertekanan tinggi keluar melalui katup keluar.

2.25 Kompresor Sekrup (Screw)

Kompresor Sekrup memiliki dua rotor yang saling berpasangan atau bertautan (engage), yang satu mempunyai bentuk cekung, sedangkan lainnya berbentuk cembung, sehingga dapat memindahkan udara secara aksial ke sisi lainnya. Kedua rotor itu identik dengan sepasang roda gigi helix yang saling bertautan. Jika roda-roda gigi tersebut berbentuk lurus, maka kompresor ini dapat digunakan sebagai pompa hidrolik pada pesawat-pesawat hidrolik. Roda-roda gigi kompresor sekrup harus diletakkan pada rumah-rumah roda gigi dengan benar sehingga betul-betul dapat menghisap dan menekan fluida.

 

 

 

 

 

 

2.26 Kompresor Root Blower (Sayap Kupu-kupu)

Kompresor jenis ini akan mengisap udara luar dari satu sisi ke sisi yang lain tanpa ada perubahan volume. Torak membuat penguncian pada bagian sisi yang bertekanan. Prinsip kompresor ini ternyata dapat disamakan dengan pompa pelumas model kupu-kupu pada sebuah motor bakar. Beberapa kelemahannya adalah: tingkat kebocoran yang tinggi. Kebocoran terjadi karena antara baling-baling dan rumahnya tidak dapat saling rapat betul. Berbeda jika dibandingkan dengan pompa pelumas pada motor bakar, karena fluidanya adalah minyak pelumas maka film-film minyak sendiri sudah menjadi bahan perapat antara dinding rumah dan sayap-sayap kupu itu.

Gambar 5.  Kompresor Screw

Gambar Langkah kerja Kompresor Screw

Dilihat dari konstruksinya, Sayap kupu-kupu di dalam rumah pompa digerakan oleh sepasang roda gigi yang saling bertautan juga, sehingga dapat berputar tepat pada dinding.

 

2.27 Kompresor Aliran (turbo compressor)

Jenis kompresor ini cocok untuk menghasilkan volume udara yang besar. Kompresor aliran udara ada yang dibuat dengan arah masuknya udara secara aksial dan ada yang secara radial. Arah aliran udara dapat dirubah dalam satu roda turbin atau lebih untuk menghasilkan kecepatan aliran udara yang diperlukan. Energi kinetik yang ditimbulkan menjadi energi bentuk tekanan.

  

2.28 Kompresor Aliran Radial

Percepatan yang ditimbulkan oleh kompresor aliran radial berasal dari ruangan ke ruangan berikutnya secara radial. Pada lubang masuk pertama udara dilemparkan keluar menjauhi sumbu. Bila kompresornya bertingkat, maka dari tingkat pertama udara akan dipantulkan kembali mendekati sumbu. Dari tingkat pertama masuk lagi ke tingkat berikutnya, sampai beberapa tingkat sesuai yang dibutuhkan. Semakin banyak tingkat dari susunan sudu- sudu tersebut maka akan semakin tinggi tekanan udara yang dihasilkan. Prinsip kerja kompresor radial akan menghisap udara luar melalui sudu-sudu rotor, udara akan terisap masuk ke dalam ruangan hisap lalu dikompresi dan akan ditampung pada tangki penyimpanan udara bertekanan hingga tekanannya sesuai dengan kebutuhan.

 

2.29. Kompresor Aliran Aksial

Pada kompresor aliran aksial, udara akan mendapatkan percepatan oleh sudu yang terdapat pada rotor dan arah alirannya ke arah aksial yaitu searah (sejajar) dengan sumbu rotor. Jadi pengisapan dan penekanan udara terjadi saat rangkaian sudu-sudu pada rotor itu berputar secara cepat. Putaran cepat ini mutlak diperlukan untuk mendapatkan aliran udara yang mempunyai tekanan yang diinginkan. Teringat pula alat semacam ini adalah seperti kompresor pada sistem turbin gas atau mesin-mesin pesawat terbang turbo propeller. perbedaannya, jika pada turbin gas adalah menghasilkan mekanik putar pada porosnya. Tetapi, pada kompresor ini tenaga mekanik dari mesin akan memutar rotor sehingga akan menghasilkan udara bertekanan.

2.3 PENGGERAK KOMPRESOR

Penggerak kompresor berfungsi untuk memutar kompresor, sehingga kompresor dapat bekerja secara optimal. Penggerak kompresor yang sering digunakan biasanya berupa motor listrik dan motor bakar. Kompresor berdaya rendah menggunakan motor listrik dua phase atau motor bensin. sedangkan kompresor berdaya besar memerlukan motor listrik 3 phase atau mesin diesel. Penggunaan mesin bensin atau diesel biasanya digunakan apabila lokasi disekitarnya tidak terdapat aliran listrik atau cenderung non stasioner. Kompresor yang digunakan di pabrik-pabrik kebanyakan digerakkan oleh motor listrik karena biasanya terdapat instalasi listrik dan cenderung stasionar (tidak berpindah-pindah).

2.4 KOMPONEN KOMPRESOR

1. Kerangka (frame)

Fungsi utama adalah untuk mendukung seluruh beban dan berfungsi juga sebagai tempat kedudukan bantalan, poros engkol, silinder dan tempat penampungan minyak pelumas.

2. Poros engkol (crank shaft)

Berfungsi mengubah gerak berputar (rotasi) menjadi gerak lurus bolak balik (translasi).

3. Batang penghubung (connecting rod)

Berfungsi meneruskan gaya dari poros engkol ke batang torak melalui kepala silang, batang penghubung harus kuat dan tahan bengkok sehingga mampu menahan beban pada saat kompresi.

4. Kepala silang (cross head)

Berfungsi meneruskan gaya dari batang penghubung ke batang torak. Kepala silang dapat meluncur pada bantalan luncurnya

5. Silinder (cylinder)

Berfungsi sebagai tempat kedudukan liner silinder dan water jacket.

6. Liner silinder (cylinder liner)

Berfungsi sebagai lintasan gerakan piston torak saat melakukan proses ekspansi, pemasukan, kompresi, dan pengeluaran.

7. Front and rear cylinder cover.

Adalah tutup silinder bagian head end/front cover dan bagian crank end/rear cover yang berfungsi untuk menahan gas/udara supaya tidak keluar silinder.

   8. Water Jacket

Adalah ruangan dalam silinder untuk bersirkulasi air sebagai pendingin

9. Torak (piston)

Sebagai elemen yang menghandel gas/udara pada proses pemasukan (suction), kompresi (compression) dan pengeluaran (discharge).

10. Cincin torak ( piston rings)

Berfungsi mengurangi kebocoran gas/udara antara permukaan torak dengan dinding liner silinder.

 

11. Batang Torak (piston rod)

Berfungsi meneruskan gaya dari kepala silang ke torak.

12. Cincin Penahan Gas (packing rod)

Berfungsi menahan kebocoran gas akibat adanya celah (clearance) antara bagian yang bergerak (batang torak) dengan bagian yang diam (silinder). Cincin penahan gas ini terdiri dari beberapa ring segment.

13. Ring Oil Scraper

Berfungsi untuk mencegah kebocoran minyak pelumas pada frame.

14. Katup kompresor (compressor valve)

Berfungsi untuk mengatur pemasukan dan pengeluaran gas/udara, kedalam atau keluar silinder. Katup ini dapat bekerja membuka dan menutup sendiri akibat adanya perbedaan tekanan yang terjadi antara bagian dalam dengan bagian luar silinder.

Gambar 6.  Konstruksi  Katup Pita ( Reed Valve )

Gambar 7.  Konstruksi  Katup Cincin

Gambar 5. Posisi Cincin Torak

Gambar 8.  Konstruksi  Katup Kanal

Gambar 9.  Konstruksi  Katup Kepak

15. Pengatur Kapasitas

Volume udara yang dihasilkan kompresor harus sesuai dengan kebutuhan. Jika kompresor terus bekerja maka tekanan dan volume udara akan terus meningkat melebihi kebutuhan dan berbahaya terhadap peralatan. Untuk mengatur batas volume dan tekanan  yangdihasilkan kompresor digunakan alat yang biasa disebut pembebas beban (unloader). Pembebas beban dapat digolongkan menurut asas kerjanya, yaitu : pembebas beban katup isap, pembebas beban celah katup, pembebas beban trotel isap dan pembebas beban dengan pemutus otomatis. Pembebas beban yang difungsikan untuk memperingan beban pada waktu kompresor distart agar penggerak mula dapat berjalan lancar dinamakan pembebas beban awal. Adapun ciri-ciri, cara kerja, dan pemakaian berbagai jenis pembebas beban tersebut adalah sebagai berikut.

(1).  Pembebas beban katup isap

Jenis ini sering dipakai pada kompresor kecil atau sedang. Cara ini menggunakan katup isap di mana plat katupnya dapat dibuka terus pada langkah isap maupun langkah kompresi sehingga udara dapat bergerak keluar masuk silinder secara bebas melalui katup ini tanpa terjadi kompresi. Hal ini berlangsung sebagai berikut.

Gambar 10.  Kerja pembebas beban katup isap

Jika kompresor bekerja maka udara akan mengisi tangki udara sehingga tekanannya akan  naik sedikit demi sedikit. Tekanan ini disalurkan ke bagian bawah katup pilot dari pembebas beban. Jika tekanan di dalam tangki udara masih rendah, maka katup akan tetap tertutup karena pegas atas dari katup pilot dapat mengatasi tekanan tersebut.  Namun  jika tekanan di dalam tangki udara naik sehingga dapat mengatasi gaya pegas tadi maka katup isap akan didorong sampai terbuka. Udara tekan akan mengalir melalui pipa pembebas beban dan menekan torak pembebas beban pada tutup silinder ke bawah. Maka katup isap akan terbuka dan operasi tanpa beban mulai. Selama kompresor bekerja tanpa beban, tekanan di dalam  tangki udara akan menurun terus karena udara dipakai sedangkan penambahan udara dari kompresor tidak ada. Jika tekanan turun melebihi batas maka gaya pegas dari katup pilot akan mengalahkan gaya dari tekanan tangki udara. Maka katup pilot akan jatuh, lalu udara tertutup, dan tekanan di dalam pipa pembebas beban menjadi sama dengan tekanan at -mosfir. Dengan demikian torak pembebas beban akan terangkat oleh gaya pegas, katup isap kembali pada posisi normal, dan kompresor bekerja mengisap dan memampatkan udara.

(2).  Pembebas beban dengan pemutus otomatik

Jenis ini dipakai untuk kompresor-kompresor yang relatif kecil, kurang dari 7,5 kW. Di sini dipakai  tombol tekanan  (pressure switch) yang dipasang di tangki udara.  Motor  penggerak akan dihentikan oleh tombol tekanan ini secara otomatik bila tekanan udara di dalam tangki udara melebihi batas tertentu. Sebaliknya jika tekanan di dalam tangki udara turun sampai dibawah batas minimal yang ditetapkan, maka tombol akan tertutup dan motor akan hidup kembali. Pembebas beban jenis ini banyak dipakai pada kompresor kecil sebab katup isap pembebas beban yang berukuran kecil agak sulit dibuat. Selain itu motor berdaya kecil dapat dengan mudah dihidupkan dan dimatikan dengan tombol tekanan.

16. Pelumasan

Bagian-bagian kompresor torak yang memerlukan pelumasan adalah bagian-bagian yang saling meluncur seperti silinder, torak, kepala silang, metal -metal bantalan batang penggerak dan bantalan utama. Tujuan pelumasan adalah untuk mencegah keausan, merapatkan cincin torak dan paking, mendinginkan bagian-bagian yang saling bergesek, dan mencegah pengkaratan. Pada kompresor kerja tunggal yang biasanya dipergunakan sebagai kompresor berukuran kecil, pelumasan kotak engkol dan silinder disatukan. Sebaliknya kompresor kerja ganda yang biasanya dibuat untuk ukuran sedang dan besar dimana silinder dipisah dari rangka oleh paking tekan, maka harus dilumasi secara terpisah. Dalam hal ini pelumasan untuk silinder disebut pelumasan dalam dan pelumasan untuk rangkanya disebut pelumasan luar.Untuk kompresor kerja tunggal yang berukuran kecil, pelumasan dalam maupun pelumasan luar dilakukan secara bersama dengan cara pelumasan percik atau dengan pompa pelumas jenis rocla gigi. Pelumasan percik, menggunakan tuas pemercik minyak yang dipasang pada ujung besar batang penggerak. Tuas ini akan menyerempet permukaan minyak di dasar kotak engkol sehingga minyak akan terpercik ke silinder dan bagian lain dalam kotak engkol. Metode pelumasan paksa menggunakan pompa roda gigi yang dipasang pada ujung poros engkol. Putaran poros engkol akan diteruskan ke poros pompa ini melalui sebuah kopling jenis Oldham. Minyak pelumas mengalir melalui saringan minyak oleh isapan pompa. Oleh pompa tekanan minyak dinaikkan sampai mencapai harga tertentu lalu dialirkan ke semua bagian yang memerlukan melalui saluran di dalam poros engkol dan batang penggerak.

Gambar 11.  Pelumasan Paksa

Sebuah katup pembatas tekanan untuk membatasi tekanan minyak dipasang pada sisi keluar pompa roda gigi. Kompresor berukuran sedang dan besar menggunakan pelumasan dalam yang dilakukan dengan pompa minyak jenis plunyer secara terpisah. Adapun pelumasan luarnya dilakukan dengan pompa roda  gigi yang dipasang pada ujung poros engkol. Pompa roda gigi harus dipancing sebelum dapat bekerja. Untuk itu disediakan pompa tangan yangdipasang paralel dengan pompa roda gigi. Pada jalur pipa minyak pelumas juga perlu dipasang rele tekanan. Rele ini akan bekerja secara otomatis menghentikan kompresor jika terjadi penurunan tekanan minyak

sampai di bawah batas minimum. Jika pompa mengisap udara. karena tempat minyak kosong atau permukaannya terlalu rendah maka rele akan bekerjadan kompresor berhenti

Gambar 12.  Sistem Pelumas Minyak Luar

Gambar 13.  Sistem Pelumas Minyak Dalam

17.  Peralatan Pembantu

Untuk dapat bekerja dengan sempurna, kompresor dilengkapi dengan beberapa peralatan pembantu antara lain adalah sebagai berikut.

(1)   Saringan udara

Jika udara yang diisap kompresor mengandung banyak debu maka silinder dan cincin torak akan cepat aus bahkan dapat terbakar. Karena itu kompresor harus dilengkapi dengan saringan udara yang dipasang pada sisi isapnya. Saringan yang banyak dipakai saat ini terdiri dari tabung-tabung penyaring yang berdiameter 10  mm dan panjangnya 10 mm. Tabung ini ditempatkan di dalam kotak berlubang-lubang atau keranjang kawat, yang dicelupkan dalam genangan minyak. Udara yang diisap kompresor  harus mengalir melalui minyak dan tabung yang lembab oleh minyak. Dengan demikian jika ada debu yang terbawa akan melekat pada saringan sehingga udara yang masuk kompresor menjadi bersih. Aliran melalui saringan tersebut sangat turbulen dan arahnya membalik hingga sebagian besar dari partikel – partikel debu akan tertangkap di sini.

Gambar 14.  Saringan udara tipe genangan minyak

(2) Katup pengaman

Katup pengaman  harus dipasang pada pipa keluar dari setiap tingkat kompresor. Katup ini harus membuka dan membuang udara ke luar jika tekanan melebihi 1,2 kali tekanan normal maksimum dari kompresor. Pengeluaran udara harus berhenti secara tepat jika tekanan sudah kembali sangat dekat pada tekanan normal maksimum.

Gambar 15.  Katup Pengaman

(3)   Tangki udara

Tangki udara dipakai untuk menyimpan  udara tekan agar apabila ada kebutuhan udara tekan yang berubah-ubah jumlahnya dapat dilayani dengan lancar. Dalam hal kompresor torak di mana udara dikeluarkan secara berfluktuasi, tangki udara akan memperhalus aliran. Selain itu, udara yang disimpan di dalam tangki udara akan mengalami pendinginan secara pelan-pelan dan uap

air yang mengembun dapat terkumpul di dasar tangki untuk sewaktu-waktu dibuang. Dengan demikian udara yang disalurkan ke pemakai selain sudah dingin, juga tidak lembab.

Gambar 16.  Unit Kompresor dengan Tangki Udara

(4)   Peralatan Pembantu

Kompresor untuk keperluan-keperluan khusus sering dilengkapi peralatan bantu antara lain : peredam bunyi, pendingin akhir, pengering, menara pendingin dan sebagainya sesuai dengan kebutuhan spesifik yangdibutuhkan sistem.

(5) Peralatan pengaman yang lain

Kompresor juga memiliki alat-alat pengaman berikut ini untuk menghindari dari kecelakaan.

alat penunjuk tekanan, rele tekanan udara dan reletekanan minyak. alat penunjuk temperatur dan rele thermal (tem peratur udara keluar, temperatur

udara masuk,temperatur air pendingin, temperatur minyak dantemperatur bantalan.

Rele aliran air (mendeteksi aliran yang berkurang/ berhenti).

2.5 CARA MERAWAT KOMPRESOR

Cek oli, pastikan levelnya minimal setengah dan tidak lebih dari 3/4 pada oil glass Tutup semua kran Periksa belt, pastikan tidak terlalu kendur namun juga tidak terlalu kencang. Pastikan daya yang tersedia minimal 2 kali lipat dari daya yang tertera pada motor. Untuk mesin kompresor, (pastikan oli dan bahan bakar tersedia) Start/On pada switch (recoil untuk engine dan gunakan pengaturan gas untuk start, setelah stabil,

kembalikan pada posisi awal). Pastikan motor mati/Off jika pressure gauge menunjuk 8 bar dan kembali hidup/On pada 5 bar

(untuk kompresor berkapasitas 12 bar akan mati/Off jika pressure gauge menunjuk 12 bar dan kembali hidup/On pada 9 bar)

Untuk kompresor engine, matikan secara manual dengan engine switch off Setelah selesai menggunakan unit ini, buang seluruh angin yang tersisa di dalam tangki melalui

drain valve. Gunakan kompresor sesuai aplikasinya. Perhatikan debit pengisian tangki, harus lebih besar dari debit penggunaannya Usahakan sedapat mungkin agar motor memiliki tenggang waktu yang cukup untuk hidup dan

mati, minimal 5-10 menit. Letakan kompresor di tempat dengan sirkulasi udara yang baik. Hindarkan kompresor dari hujan/air maupun sinar matahari secara langsung (letakan di tempat

terlindung).

Pastikan minimal sekali dalam seminggu untuk menguras tangki dengan angin (sebaiknya tiap hari).

 

 

 

 

 

 

BAB 3

     PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Makalah ini dapat disimpulkan bahwa klasifikasi kompresor secara garis besar kompresor dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian, yaitu Positive Displacement compressor, dan Dynamic compressor, (Turbo), Positive Displacement compressor, terdiri dari Reciprocating dan Rotary, sedangkan Dynamic compressor, (turbo) terdiri dari Centrifugal, axial dan ejector.

Dan kompresor mempunyai beberapa komponen yan terdiri dari ; Kerangka (frame), Poros engkol (crank shaft), Batang penghubung (connecting rod), Kepala silang (cross head), Silinder (cylinder), Liner silinder (cylinder liner), Water Jacket, Torak (piston), Cincin torak ( piston rings), Cincin Penahan Gas (packing rod), Ring Oil Scraper, dan  Katup kompresor (compressor valve).

Sedangkan untuk kompresor torak merupakan salah satu positive displacement compressor dengan prinsip kerja memampatkan dan mengeluarkan udara / gas secara intermitten (berselang) dari dalam silinder. Pemampatan udara / gas dilakukan didalam silinder. Elemen mekanik yang digunakan untuk memampatkan udara / gas dinamakan piston / torak.

Perawatan kompresor sangatlah penting dikarenakan akan memperpanjang usia dari kompresor tersebut. Dan tanpa dirawat dengan baik dan atau dipergunakan tidak sebagai mestinya sesuai dengan peruntukannya, akan menyebabkan kompresor cepat rusak.

Maka, ketika akan menggunakan kompresor, pastikan dulu bahwa oli berada pada level aman. Kemudian semua kran harus dipastikan dalam keadaan tertutup, belt tidak terlalu kendur dan tidak juga terlalu kencang. Sebelum kompresor dinyalakan, atur terlebih dahulu pengaturan gas agar tidak terlalu rendah dan juga tidak terlalu tinggi.

3.2  SARAN

Dengan makalah ini penulis menyarankan pembaca, ketika mempunyai kompresor seharusnya dapat mengetahui bagian-bagian dari kompresor tersebut yang dapat berguna dalam perawatan agar kompresor dapat mempuyai usia yang lebih lama.

 

3.3  SUMBER

1. http://www.utami.community.undip.ac.id/files/2010/07/BAB-8-Kompresor-rotari1.pdf          

6 Maret 2013    14.13 WIB

2. http://samsulcahya.blogspot.com/2011/12/contoh-makalah-tkrtekhnik-kendaraan.html     

6 Maret 2013    14.22 WIB

3. http://hamimnova.files.wordpress.com/2009/05/ pemeliharaan_servis_dan_perbaikan_kompresor_udara_dan_komponen_komponennya.pdf  

6 Maret 2013 14.18 WIB

4. http://publisherindo.blogspot.com/2013/01dasar-kompresor.html      

6 Maret 2013 14.31 WIB

5. http://zifamurath.files.wordpress.com/2011/12/dasar-kompresor.pdf                                     13 Maret 2013  18.00 WIB

6. http://adiezzzt.blogspot.com/2013/01/makalah-kompresor.html  

13 Maret 2013 20.54 WIB

7. http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/31240/4/Chapter%20I.pdf  

13 Maret 2013 20.56 WIB

8. http://www.agussuwasono.com/artikel/mechanical/407-kompresor-dan-sistem-udara- tekan.html 

13 Maret 2013 20.54 WIB

9. http://ariefwahyupurwito.files.wordpress.com/2008/09/kompresor2.pdf

13 Maret 2013  21.00 WIB

POMPA SENTRIFUGALPosted on Desember 24, 2013 by sedopt

BAB II

LANDASAN TEORI

 

2.1       Penjelasan Umum Pompa

Pompa adalah suatu mesin fluida yang digunakan untuk memindahkan fluida melalui pipa dari satu tempat ke tempat lain. Dalam menjalankan fungsinya tersebut, pompa mengubah energi gerak poros untuk menggerakkan sudu-sudu menjadi energi tekanan pada fluida.

 

2.2              Klasifikasi Pompa

Klasifikasi pompa menurut prinsip perubahan bentuk energi yang terjadi, pompa dibedakan menjadi, Positive Displacement Pump dan Dynamic Pump / Centrifugal Pump. [1]

 

2.2.1        Positive Displacement Pump

Disebut juga dengan pompa aksi positif. Energi mekanik dari putaran poros pompa dirubah menjadi energi tekanan untuk memompakan fluida. Pada pompa jenis ini dihasilkan head yang tinggi tetapi kapasitas yang dihasilkan rendah. Yang termasuk pompa pompa aksi postif adalah Pompa Rotary dan Pompa Torak. [1]

 

2.2.2        Pompa Rotary

Sebagai ganti pelewatan cairan pompa sentrifugal, pompa rotari akan merangkap cairan, mendorongnya melalui rumah pompa yang tertutup. Hampir sama dengan piston pompa torak akan tetapi tidak seperti pompa torak (piston), pompa rotary mengeluarkan cairan dengan aliran yang lancar (smooth). Berikut ini adalah macam-macam pompa rotary :

Pompa roda gigi luar

Pompa ini merupakan jenis pompa rotary yang paling sederhana. Apabila gerigi roda gigi berpisah pada sisi hisap, cairan akan mengisi ruangan yang ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan ditekan keluar apabila giginya bersatu lagi.

Gambar 2.1 Pompa roda gigi luar [1]

 

Pompa roda gigi dalam

Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam yang berpasangan dengan roda gigi kecil dengan penggigian luar yang bebas (idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan kembali ke sisi hisap pompa.

Gambar 2.2 Pompa roda gigi dalam [1]

 

Pompa cuping (lobe pump)

Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal aksinya dan mempunyai 2 rotor atau lebih dengan 2,3,4 cuping atau lebih pada masing-masing rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan oleh roda gigi luarnya.

Gambar 2.3 Pompa cuping (lobe pump) [1]

 

Pompa sekrup (screw pump)

Pompa ini mempunyai 1,2 atau 3 sekrup yang berputar di dalam rumah pompa yang diam. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di dalam sebuah stator atau lapisan heliks dalam (internal helix stator). Pompa 2 sekrup atau 3 sekrup masing-masing mempunyai satu atau dua sekrup bebas (idler).

 

Gambar 2.4 Pompa sekrup (screw pump) [1]

 

Pompa baling geser (vane pump)

Pompa ini menggunakan baling-baling yang dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor diputar. Cairan yang terjebak diantara 2 baling dibawa berputar dan dipaksa keluar dari sisibuang pompa.

Gambar 2.5 Pompa baling geser (vane pump) [1]

 

2.2.3        Pompa Torak (Piston)

Pompa torak mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas selama pergerakan piston sepanjang langkahnya. Volume cairan yang dipindahkan selama satu langkah torak akan sama dengan perkalian luas torak dengan panjang langkah. Di bawah ini adalah macam-macam pompa torak:

Menurut cara kerja :

Pompa torak kerja tunggal

Gambar 2.6 Pompa torak kerja tunggal [1]

 

Pompa torak kerja ganda

Gambar 2.7 Pompa torak kerja ganda [1]

Menurut jumlah silinder :

Pompa torak silinder tunggal

Gambar 2.8 Pompa torak silinder tunggal [1]

 

Pompa torak silinder ganda

Gambar 2.9 Pompa torak silinder ganda [1]

 

2.2.4        Dynamic Pump / Centrifugal Pump

Merupakan suatu pompa yang memiliki elemen utama sebuah motor dengan sudu impeller berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida masuk dipercepat oleh impeller yang menaikkan kecepatan fluida maupun tekanannya dan melemparkan keluar volute.

Prosesnya yaitu :

Antara sudu impeller dan fluida

Energi mekanis alat penggerak diubah menjadi energi kinetik fluida

Pada Volute

Fluida diarahkan ke saluran tekan (discharge), sebagian energi kinetik fluida diubah menjadi energi tekan.

Gambar 2.10 Pompa centrifugal [1]

 

2.3              Klasifikasi Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal diklasifikasikan berdasarkan beberapa kriteria, antara lain sebagai berikut :

1. Berdasarkan kapasitas aliran

Pompa kapsitas rendah : 20 /jam Pompa kapsitas sedang : 20-60 /jam Pompa kapsitas tinggi : diatas 60 /jam

1. Bentuk arah aliran yang terjadi di impeller. Aliran fluida dalam impeller dapat berupa axial flow, mixed flow, atau radial flow.

2. Bentuk konstruksi dari impeller. Impeller yang digunakan dalam pompa sentrifugal dapat berupa open impeller, semi-open impeller, atau close impeller.

Gambar 2.11 Open, semi-open, dan close impeller [2]

1. Banyaknya jumlah suction inlet. Beberapa pompa setrifugal memiliki suction inlet lebih dari dua buah. Pompa yang memiliki satu suction inlet disebut single-suction pump sedangkan untuk pompa yang memiliki dua suction inlet disebut double-suction pump.

2. Banyaknya impeller. Pompa sentrifugal khusus memiliki beberapa impeller bersusun. Pompa yang memiliki satu impeller disebut single-stage pump sedangkan pompa yang memiliki lebih dari satu impeller disebut multi-stage pump.

3. Kecepatan pompa diganbarkan dengan kecepatan putaran spesifik atau faktor kecepatan dari impeller. Kecepatan putaran spesifik juga didefinisikan sebagai kecepatan impeller pada sebuah rumah model.

4. Berdasarkan kecepatan spesifik

Kecepatan spesifik rendah : ns = 40 – 80 rpm Kecepatan spesifik sedang : ns = 80 – 150 rpm Kecepatan spesifik tinggi : ns = 150 – 300 rpm

1. Tekanan Discharge :

Tekanan Rendah : < 4,9 bar Tekanan menengah : 4,9 – 49 bar Tekanan tinggi : > 49 bar

 

2.4              Jenis-jenis Pompa Sentrifugal

Pompa senrtifugal juga mempunyai beberapa jenis yaitu, pompa volute, pompa difuser, pompa radial, pompa aksial, pompa turbin, pompa aliran campur.

 

2.4.1        Pompa Volute

Pada pompa volute aliran yang keluar dari impeller ditampung di dalam volute (rumah spiral), yang selanjutnya akan disalurkan ke nosel keluar.

Gambar 2.12 Pompa volute [2]

2.4.2        Pompa Difuser

Pompa difuser mempunyai difuser yang dipasang mengelilingi impeller. Fungsi dari difuser ini adalah untuk menurunkan kecepatan aliran yang keluar dari impeller, sehingga energi kinetik aliran dapat diubah menjadi energi tekanan secara efisien. Pompa difuser dipakai untuk memperoleh head total yang tinggi.

Gambar 2.13 Pompa difuser [2]

 

2.4.3        Pompa Radial

Fluida diisap pompa melalui sisi isap adalah akibat berputarnya impeller yang menghasilkan tekanan vakum pada sisi isap. Selanjutnya fluida yang telah terisap terlempar keluar impeller akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida itu sendiri. Dan selanjutnya ditampung oleh casing (rumah pompa) sebelum dikeluarkan kesisi tekan (discharge). Dalam hal ini ditinjau dari perubahan energi yang terjadi, yaitu: energi mekanis poros pompa diteruskan kesudu-sudu

impeler, kemudian sudu tersebut memberikan gaya kinetik pada fluida. Akibat gaya sentrifugal yang besar, fluida terlempar keluar mengisi rumah pompa dan didalam rumah pompa inilah energi kinetik fluida sebagian besar diubah menjadi energi tekan. Arah fluida masuk kedalam pompa sentrifugal dalam arah aksial dan keluar pompa dalam arah radial. Pompa sentrifugal biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head medium sampai tinggi dengan kapasitas aliran yang medium. Dalam aplikasinya pompa sentrifugal banyak digunakan untuk kebutuhan proses pengisian ketel dan pompa-pompa rumah tangga.

Gambar 2.14 Pompa radial [2]

2.4.4        Pompa Aksial (Propeller)

Berputarnya impeller akan menghisap fluida yang dipompa dan menekannya kesisi tekan dalam arah aksial karena tolakan impeller. Pompa aksial biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head rendah dengan kapasitas aliran yang besar. Dalam aplikasinya pompa aksial banyak digunakan untuk keperluan pengairan.

Gambar 2.15 Pompa aksial [2]

2.4.5        Pompa Aliran Campur (Mixed Flow Pump)

Head yang dihasilkan pada pompa jenis ini sebagian adalah disebabkan oleh gaya sentrifugal dan sebagian lagi oleh tolakan impeler. Aliran buangnya sebagian radial dan sebagian lagi aksial, inilah sebabnya jenis pompa ini disebut pompa aliran campur.

Gambar 2.16 Pompa aliran campur [2]

 

2.4.6    Pompa Jenis Tubin

Juga disebut pompa Vorteks (Vortex), periperi (Periphery), dan regeneratif. Cairan diputar oleh baling-baling impeller dengan kecepatan tinggi selama hampir satu putaran di dalam saluran yang berbentuk cincin (annular), tempat impeller tadi berputar. Energi ditambahkan ke cairan dalam sejumlah impuls.

Gambar 2.17 Pompa jenis turbin [2]

2.5              Keuntungan dan Kerugian Pompa Sentrifugal

Keuntungan

1. Jumlah aliran yang dihasilkan merata dan bertekanan konstan pada saat beroperasi.2. Ongkos perawatan ringan dan konstruksi sederhana.3. Dapat mempompa air kotor sebab tidak mempunyai katup.4. Getaran yang terjadi pada saat pengoperasian lebih kecil.

Kekurangan

1. Efisiensi pompa lebih kecil bila dibandingkan dengan pompa torak, terutama untuk kapasitas besardan tekanan tinggi.

2. Pompa sentrifugal tidak dapat beroperasi bila sisi isapkering pada awal pengoperasian sehingga perlu diisi atau dipancing.

3. Pompa sentrifugal sukar untuk jumlah aliran yang kecil dengan tekanan yang tinggi.

 

2.6              Head Pompa

Head (H) sebuah pompa adalah pemanfaatan energi mekanik yang dihasilkan pompa dalam menangani fluida yang mengalami hambatan seperti ketinggian, gesekan laju air dan tekanan. Head terbagi menjadi 3 antara lain :

Head tekanan

Head tekanan adalah perbedaan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi tekan dengan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi isap.

Head kecepatan

Head kecepatan adalah perbedaan antar head kecepatan zat cair pada saluran tekan dengan head kecepatan zat cair pada saluran isap.

Head statis total

Head statis total adalah perbedaan tinggi antara permukaan zat cair pada sisi tekan dengan permukaan zat cair pada sisi isap.

 

 

2.7              NPSH (Net Positive Suction Head)

Kavitasi akan terjadi bila tekanan statis suatu aliran zat cair menurun sampai dibawah tekanan uap jenuh. Jadi, untuk menghindari kavitasi harus diusahakan agar tidak ada satu bagianpun dari aliran di dalam pompa yang mempunyai tekanan statis yang lebih rendah dari tekanan uap jenuh cairan  pada temperatur yang bersangkutan.

Berhubungan dengan hal tersebut di atas maka orang mendefinisikan suatu “NPSH”, yang dipakai sebagai ukuran keamanan pompa terhadap kavitasi. NPSH dibedakan menjadi dua macam, yaitu NPSH yang tersedia pada sistem (instalasi), dan NPSH yang diperlukan pompa.

 

2.7.1        NPSH Yang Tersedia

NPSH yang tersedia adalah head yang dimiliki oleh zat cair pada sisi isap (ekivalen dengan tekanan mutlak pada sisi isap pompa), dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair di tempat tersebut.

Dalam hal ini pompa menghisap zat cair dari tempat terbuka (dengan tekanan atmosfer pada permukaan zat cair).

 

2.7.2        NPSH Yang Diperlukan

Tekanan terendah ddi dalam pompa biasanya terdapat di suatu titik dekat setelah sisi masuk sudu impeller. Di tempat tersebut, tekanan adalah lebih rendah dari pada lubang isap pompa. Hal ini disebabkan oleh kerugian head di nosel isap, kenaikan kecepatan aliran karena luas penampang yang menyempit, dan kenaikan kecepatan aliran karena tebal sudu setempat.

Jadi, agar tidak terjadi penguapan zat cair, maka tekanan pada lubang masuk pompa dikurangi tekanan di dalam pompa harus lebih tinggi dari pada tekanan uap zat cair. Head tekanan yang besar sama dengan penurunan tekanan ini disebut NPSH yang diperlukan. Besar NPSH yang diperlukan berbeda untuk setiap pompa. Agar pompa dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi maka, NPSH yang tersedia > NPSH yang diperlukan.

 

2.8              Kavitasi

Kavitasi adalah gejala menguapnya zat cair yang sedang mengalir, karena tekanannya berkurang sampai dibawah uap jenuh. Misalnya air pada tekanan 1atmosfer akan mendidih dan menjadi uap pada temperatur 100 . Tetapi jika tekanan direndahkan maka air akan mendidih pada temperatur yang lebih rendah (dibawah 100 ).

Apabia air mendidih maka akan timbul gelembung-gelembung uap zat cair. Hal ini dapat terjadi pada zat cair yang sedang mengalir di dalam pompa maupun di dalam aliran, sangat rawan terhadap terjadinya kavitasi. Pada pompa misalnya, bagian yang mudah mengalami kavitasi adalah pada sisi isapnya. Kavitasi akan timbul bila tekanan isap terlalu rendah.

Jika pompa mengalami kavitasi, maka akan timbul suara berisik dan getaran. Selain itu performa pompa akan menurun secara tiba-tiba, sehingga pompa tidak dapat bekerja dengan baik. Jika pompa dijalankan dalam keadaan kavitasi secara terus-menerus dalam jangka waktu yang lama, maka permukaan dinding saluran disekitar aliran yang berkavitasi akan mengalami kerusakan.permukaan dinding akan termakan sehingga menjadi berlubang-lubang atau bopeng.

Peristiwa ini disebut erosi kavitasi, sebagai akibat daritumbukan gelembung-gelembung uap yang pecah pada dinding secara terus-menerus.

Gambar 2.18 Akibat kavitasi [2]

2.9              Fluktuasi Tekanan

Gejala fluktuasi tekanan yang berasal dari pompa, setiap kali sisi keluar sudu impeller lewat dekat lidah volut pada waktu berputar, tekanan zat cair akan berdenyut. Denyut yang terus-menerus akan dirasakan sebagai fluktuasi tekanan yang merambat pada zat cair di dalam pipa keluar.

Pada umumnya denyut tekanan yang disebabkan interferensi antara impeller dan rumah akan lebih kecil jika jarak antara sisi luar sudu impeller dengan lidah volute akan bertambah besar.

Gambar 2.19 Aliran bedenyut pada pompa[2]

 

Selama denyut tekanan yang timbul di dalam pompa hanya dirambatkan melalui zat cair saja, tidak akan menjadi masalah. Namun jika denyut tersebut kemudian beresonansi dengan kolom air di dalam pipa, maka akan timbul bunyi dan getaran. Di sini denyut yang ditimbulkan di dalam pompa merambat dalam bentuk gelombang tekanan di sepanjang pipa.

 

2.9.1        Pencegahan Fluktuasi Tekanan

Getaran dan bunyi yang diakibatkan oleh fluktuasi tekanan dapat dihindari dengan cara mengurangi perambatan dari pompa ke pipa, untuk ini dapat digunakan peredam denyut yang dipasang pada pipa keluar pompa. Peredam denyut terdapat dalam berbagai bentuk, namun ang paling sederhana berupa kamar ekspansi. Konstruksi semacam ini cukup efektif untuk pipa dengan diameter kecil.

Kurang lebih ¼ panjang gelombang

 

 

 

 

 

Gambar 2.20 Peredam bunyi dengan kamar ekspansi [2]

 

2.10          Bentuaran Air (Water Hammer)

Gejala ini terjadi bila suatu aliran zat cair di dalam pipa dengan tiba-tiba dihentikan misalnya dengan menutup katup secara cepat. Di sini seolah-olah zat cair membentur katup sehingga timbul tekanan yang melonjak diikuti fluktuasi tekanan di sepanjang pipa untuk beberapa saat.

Pada pipa yang dihubungkan dengan pompa gejala benturan air (water hammer) ini juga dapat terjadi. Misalnya, bila sebuah pompa yang sedang bekerja secara tiba-tiba mati (karena motor penggerak dimatikan) maka aliran air akan terhalang impeller sehingga mengalami perlambatan yang mendadak. Di sini terjadi lonjakan tekanan pada pompa dan pipa, seperti peristiwa penutupan katup secara tiba-tiba. Lonjakan tekanan juga dapat terjadi jika pompa dijalankan dengan tiba-tiba atau katup dibuka secara cepat.

Besarnya lonjakan atau jatuhnya tekanan karena benturan air, tergantung pada laju perubahan kecepatan aliran. Dalam hal katup, tergantung pada kecepatan penutupan atau pembukaan katup, dan dalam hal pompa, tergantung pada cara menjalankan dan menghentikan pompa, panjang pipa, kecepatan aliran, dan karakteristik pompa, merupakan faktor-faktor yang sangat penting sangat penting menetukan besarnya lonjakan atau jatuhnya tekanan karena benturan air (water hammer).

 

2.10.1    Kerusakan Akibat Benturan Air (Water Hammer)

Betutan air (water hammer) dapat menimbulkan beberapa kerusakan seperti yang diuraikan di bawah ini :

1. Pompa, katup, atau pipa dapat pecah karena lonjakan tekanan pada waktu terjadi benturan air (water hammer).

2. Pipa dapat kempis (melesak) karena tekanan negatip (tekanan vakum) yang terjadi di dalam pipa di belakang katup atau pompa.

3. Jika tekanan negatip pada suatu titk di dalam pipa menjadi lebih rendah dari pada tekanan uap zat cair, maka akan terjadi penguapan pada titik tersebut. Di tempat ini zat cair di dalam pipa akan terpisah oleh uapmenjadi dua kolom zat cair, bagian yang berisi uap ini karean bertekanan rendah akakn terisi kembalisenhingga dua kolom zat cair yang terpisah akan menyatu kembali dengan cara saling membentur. Maka di tempat benturan inilah pipa dapat pecah.

4. Jika putaran balik dari pompa tidak dicegah, maka dapat timbul kerusakan karena putaran lari atau kerusakan lain pada pompa dan penggeraknya.

 

1.11         

2.11          Penggerak Mula Pompa

Dalam merencanakan suatu instalasi pompa, sering kali dipertanyakan apakah akan dipergunakan motor listrik atau motor bakar / torak sebagai penggerak mula. Untuk menentukan mana yang tepat bagi setiap kasus harus dilihat kondisi kerja dan tempatnya, karena kedua jenis penggerak mula tersebut mempunyai keuntungan dan kerugiannya masing-masing.

 

2.11.1    Motor Listrik

Keuntungan

1. Jika tenaga listrik dari PLN atau seumber lain tersedia dengan tegangan yang sesuai di sekitar tempat tersebut, maka penggunaan motor listrik dapat memberikan ongkos yang murah.

2. Pengoperasiannya lebih mudah.3. Ringan dan hampir tidak menimbulkan getaran.4. Pemeliharaan dan pengaturan mudah

Kekurangan

1. Jika listrik padam, pompa tidak dapat bekerja sam sekali.2. Jika pompa jarang dipakai, biaya operasi akan tinggi karena biaya beban tetap harus dibayar.3. Jika lokasi pompa jauh dari jaringan distribusi listrik yang ada, maka biaya penyambungan

tenaga listirik akan mahal.

 

2.11.2    Motor Bakar / Torak

Kelebihan

1. Operasi tidak tergantung pada tenaga listrik.2. Biaya fasilitas tambahan dapat lebih rendah dari pada motor listrik.

Kekurangan

1. Motor torak lbih berat dari pda motor listrik.2. Memerlukan air pendingin dalam jumlah yang cukup besar.3. Getaran dan suara mesin sangat besar.

Disamping motor listrik dan motor torak, untuk pabrik-pabrik yang menggunakan tubin uap, juga sering dipakai turbin uap sbagai penggerak mula pompa.

 

2.12          Priming Pump

Pompa sentrifugal memakai prinsip mengubah energi kinetik menjadi energi potensial. Aliran fluida dinaikkan tekanannya di daerah volute impeller. Impeller harus berputar, agar tidak terjadi rubbing dan putaran impeller tidak terganggu maka antara impeller (rotor) dengan stator harus ada celah (clearance).

Karena adanya celah (clearance) ini maka putaran impeller tidak akan cukup kuat membuat tekanan vakum sampai ke permukaan cairan yang ada di bawah/mulut pipa suction. Di sini letak pentingnya caian fluida yang ada dalam prime chamber (beberapa manufacturer membuat casing pompa agak besar dan dinamakan self priming pump). Fluida itu akan membentuk lapisan (barrier) kedap pembatas antara udara di sisi discharge pompa dengan udara yang ada antara fluida dalam chamber dengan fluida yang ada di sumber air (reservoir). Fluida ini akan memenuhi ruang celah clearance di antara impeller dan stator. Pada saat impeller berputar, kolom fluida ini bergerak terdorong/terpompa ke arah discharge, maka kolom udara yang terperangkap antara kolom fluida prime chamber dengan kolom di pipa suction akan ikut terbawa ke pipa discharge. Sebagian priming fluida akan kembali ke priming chamber tetapi udara tidak akan kembali ke dalam pipa suction. Akan terbentuk vacuum di dalam pipa suction tadi. Proses pembuangan udara dari dalam pipa suction ini akan berlangsung terus hingga fluida yg ada di bawah akan naik semuanya (pipa suction dipenuhi fluida). Tekanan vacuum inilah yang akan mendorong fluida yang ada di bawah untuk naik ke mulut (suction flange) pompa.

Ada dua macam priming chamber, ada yang priming fluidanya tinggal di dalam casing pompa (self priming pump), dan yang priming fluidanya terpisah dalam suatu accessories priming chamber.

 

2.13          Relief Valve

Relief valve adalah suatu katup keaamanan yang dipasang pada pompa atau pada pipa antara sisi masuk dan keluar pompa. Katup ini memodulasi arus antara sisi masuk dan sisi keluar antara posisi terbuka penuh dan sepenuhnya tertutup dalam merespon sinyal hydaurlic dari katup pilot. Relief valve tersedia dalam tiga ukuran. Untuk pompa dengan kapasitas aliran 750 gpm atau di bawah 750 gpm, digunakan katup dengan diameter outlet dua inci. Untuk pompa dengan kapasitas aliran hingga 1250 gpm, digunakan katup dengan diameter outlet  tiga inci. Untuk 1500 gpm hingga 2000 gpm, dianjurkan menggunakan katup dengan diameter outlet empat inci.

Gambar 2.21 Relief valve[2]

2.14          Sistem Proteksi Pompa

Pompa sentrifugal kehilangan head ketika pompa itu dioperasikan tanpa ada aliran yang melewatinya, sebagai contoh dengan katup buang yang tertutup, atau dilawan dengan check  valve. Jika katup buang tertutup dan tidak ada saluran kecil untuk aliran  yang disediakan pada pompa, impeller akan mengaduk volme air  yang sama ketika berputar di dalam rumah pompa. Ini akan meningkatkan temperatur zat cair (akibat gesekan) di dalam rumah pompa pada titik dimana akan timbul uap air. Uap air dapat menimbulkan terhentinya aliran pendingin paking

pompa, bearing, penyebab keausan dan panas. Jika pompa beroperasi pada jumlah yang kurang dengan waktu yang lama, pompa akan rusak. Ketika pompa dipasang dalam sebuah sistem seperti yang mungkin mengalami shut off head secara berkala, pompa ini memerlukan beberapa hal untuk perlindungan pompa. Salah satu cara untuk melindungi pompa beroperasi tanpa ada head  adalah menyediakan jalur ulang  dari saluran buang pompa yang mengalir dari katup buang, yang kembali untuk mensuplai pompa. Saluran sirkulasi ulang ini harus diukur untuk memberikan jumlah aliran yang cukup pada pompa untuk mencegah kelebihan panas dan kerusakan pompa. Proteksi mungkin juga dilakukan dengan menggunakan sebuah kontrol aliran otomatis. Pompa sentrifugal harus juga diproteksi dari aliran maksimal. Aliran maksimal dapat menyebabkan kavitasi dan juga kelebihan panas pada motor pompa akibat kelebihan arus. Salah satu cara untuk memastikannya adalah selalu ada hambatan aliran pada saluran buang pompa untuk mencegah kelebihan aliran yang melalui pompa, dengan memasang katup throttle atau orifice pada setelah saluran buang. Rancangan sistem pemipaan yang baik sangat penting untuk mencegah pompa mengalir secara maksimal.

Agar pompa dapat beroperasi dengan baik, terdapat prosedur proteksi standar yang diterapkan pada pompa sentrifugal. Beberapa standar minimum paling tidak terdiri dari:

1. Proteksi terhadap aliran balik. Aliran keluaran pompa dilengkapi dengan check valve yang membuat aliran hanya bisa berjalan satu arah, searah dengan arah aliran keluaran pompa.

2. Proteksi terhadap overload. Beberapa alat seperti pressure switch low, flow switch high, dan overload relay pada motor pompa dipasang pada sistem pompa untuk menghindari overload.

3. Proteksi terhadap vibrasi. Vibrasi yang berlebihan akan menggangu kinerja dan berkemungkinan merusak pompa. Beberapa alat yang ditambahkan untuk menghindari vibrasi berlebihan ialah vibration switch dan vibration monitor.

4. Proteksi terhadap minimum flow. Peralatan seperti pressure switch high (PSH), flow switch low (FSL), dan return line yang dilengkapi dengan control valve dipasang pada sistem pompa untuk melindungi pompa dari kerusakan akibat tidak terpenuhinya minimum flow.

 

2.15          Efisiensi Pompa Sentrifugal

Efisiensi pompa merupakan perbandingan daya yang diberikan pompa kepada fluida dengan daya yang diberikan motor kepada pompa. Efisiensi pompa didapat dengan menggunakan beberapa rumus seperti di bawah ini :

WHP (Water Horse Power)

Dimana :          WHP   =  Water Horse Power (Watt)

ρ         =  massa jenis (kg/m3)

g         =  percepatan gravitasi (m/s2)

Q        =  debit aliran (m3/s)

H        =  head total (m)

BHP (Blade Horse Power)

Dimana :             BHP    =  Blade Horse Power (Watt)

P         =  Daya (Watt)

Sehingga efisiensi pompa (hp) adalah :

 http://sedopt.wordpress.com/2013/12/24/bab-2-pompa-sentrifugal/