TEORI DASAR POMPA

3.1. PANDANGAN UMUM MENGENAI POMPA

Pompa adalah suatu perangkat keras yang berfungsi mengalirkan, memindahkan, bahkan dapat pula mensirkulasikan fluida

cair dengan cara menaikan tekanan dan kecepatan melalui gerak piston (torak) atau impeller.

Gerak tarik bumi (gravitasi) menyebabkan suatu cairan mengalir dari tempat yang lebih tinggi

ketempat yang lebih rendah. Cairan yang berada ditempat yang lebih tinggi memiliki energi potensial

yang lebih besar dari pada cairan ditempat yang lebih rendah, sehingga cairan dapat mengalir dan

apabila cairan dikedua tempat memiliki tekanan yang sama maka cairan tidak dapat mengalir ke

salah satu tempat tersebut.

Pompa adalah suatu alat yang dapat memindahkan cairan dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi atau

ketempat yang mempunyai tekanan yang sama. Pompa menambah tekanan pada cairan sehingga dapat

mengatasi gaya potensial, sehingga cairan dapat mengalir. Pompa juga disamping berfungsi sebagai tersebut diatas juga

dapat menempatkan kecepatan aliran dari cairan dan juga digunakan untuk memindahkan lebih banyak dalam batas waktu

tertentu.

Tenaga penggerak pompa biasanya adalah steam engine, gas engine, steam turie, motor listrik dan motor bakar.

3.2 ALTERNATIF PEMILIHAN POMPA

Dalam suatu pemilihan pompa terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi sehingga instalasi pompa dapat beroperasi secara ekonomis, aman, dan berkesinambungan. Ditinjau dari cairan yang dialirkan, maka ada beberapa hal yang harus diperhatikan diantaranya :

1. Bagaimana sifat fluida atau cairan yang akan dipindahkan, yang didalamnya

mencangkup antara lain : - Berat cairan per unit volume (specific weight) - Kekentalan (Viskositas) - Gravitasi spesifik (specific gravity)

2. Tekanan udara dan temperatur disekitar sumber cairan

3. Karater sumbernya yang meliputi antara lain : - Letak sumber - Ketinggian sumber - Letak penempatan pompa

3. Jumlah volume cairan yang harus dipompakan dan kecepatan aliran cairan atau

fluida (kapasias)

4. Faktor pembebanan selama pompa bekerja, yaitu variasi rata-rata tekanan yang

dibutuhkan pada berbagai fungsi, waktu, atau pada saat-saat tertentu

5. Tujuan tempat cairan dipompakan antara lain :

- Jarak vertikal - Jarak horizontal sumber ke penimbunan/reservoir

6. Jarak pompa ke sumber dan ketempat yang dituju (penimbunannya/reservoir)

7. Tinggi isap, tinggi tekan, head dan termasuk tekanan hidroliknya

8. Bentuk dan harga energi yang dipergunakan didalam mengoperasikan pompa. Jika ditinjau dari pompanya, maka hal-hal yang perlu menjadi bahan pertimbangan antara lain :

- Bagaimana jenis pompa yang mungkin dipergunakan

- Bagaimana kesederhanaan desainnya

- Apa dasar kebutuhannya, dan sampai dimana kemudahannya untuk suatu instalasi - Bagaimana prinsip pengoperasiannya dalam kondisi-kondisi khusus yang akan

mungkin timbul - Kesiapannya untuk dipergunakan akan memakan waktu berapa lama dan

kemudaBagaimana kesederhanaan desainnya

- Apa dasar kebutuhannya, dan sampai dimana kemudahannya untuk suatu instalasi penggunaannya sejak distart

- Berapa efesiensinya dan berapa efesien komersialnya

- Berapa harga awalnya dan berapa harga relatif didalam penggunaannya

Hal diatas perlu diperhatikan, sebab pompa yang akan dipergunakan bertujuan mengalirkan Slurry (campuran air dan padatan) dari permukaan yang lebih rendah ke permukaan yang lebih tinggi (area back fill dam menuju thiekener) maka alternatif tersebut adalah :

I. POMPA SENTRIFUGAL

Keuntungannya :

a. Berat pompa relatif lebih ringan

b. Luas ruang instalasi relatif lebih kecil c. Biaya pembeliaan dan pemeliharan relatif ringan

d. Getaran yang terjadi saat pengoperasian relatif kecil e. Dapat memompakan zat cair dengan kapasitas besar dan tekana yang lebih tinggi

Kerugiannya :

a. Dalam pelaksanaan normal tidak dapat menghisap sendiri b. Kurang sesuai untuk memompakan zat cair kental terutama pada aliran volume yang

kecil . POMPA TORAK

Keuntungannya :

a. Dapat distart tanpa melalukan pemancingan

b. Mempunyai efesiensi lebih tinggi dari pada pompa sentrifugal c. Dipergunakan untuk head yang lebih tinggi dan kapasitas yang rendah.

d. Dalam keadaan operasi konstan akan membawa kapasitas yang tetap pada tekanan yang berubah-ubah pada saluran tetap

Kerugiannya :

a. Berat atau dimensi yang cukup besar sehingga pondasi yang digunakan harus cukup kuat

b. Tidak dapat dihubungkan langsung dengan motor penggerak sehingga memerlukan transmisi

c. Harga relatif mahal d. Menimbulkan suara yang lebih berisik yang diakibatkan gerak bolak-balik

e. Rumit didalam pemeliharaan.

Setelah melihat beberapa alternatif diatas akhirnya perusahaan (Departemen Engineering, Departemen Pemeliharaan) pada saat itu memlih pompa jenis Sentrifugal sebagai alat bantu didalam pengiriman material Slurry. Hal yang sangat mendasar pada pemilihan pompa tersebut adalah jauhnya jarak untuk pengiriman slurry atau mentransfer slurrty (fiiling) dari Back Fill Dam menuju Thiekener, sehingga diperlukan suatu pompa yang memliki nilai ekonomis dan efesiensi yang cukup tinggi untuk dapat mengatasi hal tersebut diatas.

Sehingga pada saat itu muncul suatu usulan untuk pemasangan pompa sentrifugal namun dipasang secara seri, hal ini dimaksudkan untuk mengejar head dan tentunya jika dibandingkan dengan pompa torak atau jenis lainnya masih bisa memiliki nilai efesiensi yang lebih baik, baik dilihat dari segi biaya ataupun pemeliharaannya. 3.2 PRINSIP KERJA POMPA SENTRIFUGAL

Pompa sentrifugal adalah pompa yang menggunakan gaya sentrifugal melalui gerakan impeller untuk menghasilkan penambahan tekanan guna memindahkan fluida cair yang dipompakan.

Prinsip kerja pompa sentrifugal didasarkan pada hukum kekekaalan energi. Cairan yang masuk pompa dengan energi total tertentu mendapatkan tambahan energi dari pompa sehingga setelah keluar dari pompa, cairan akan mempunyai energi total yang lebih besar.

Prinsip kerja :

Secara singkat cara kerja atau prinsip kerja pompa sentrifugul adalah mula-mula fluida cair yang akan dipindahkan dimasukan kedalam rumah pompa dan memenuhi seluruh impeller. Oleh motor penggerak yang pada umumnya dihubungkan langsung ke poros pompa (shaft). Impeler diputar sehingga menghasilkan gaya sentrifugal yang mengangkat atau memindahkan fluida cair keluar dari bilah-bilah impeller. Bersamaan dengan dipindahkannya fluida, maka sejumlah fluida melalui suction pipe juga terhisap ke bagian tengah impeller, dimana tekanan dialami paling rendah, setelah masuk impeller akhirnya dipindah juga. Perpindahan atau dipindahkannya air dari impeller biasanya diteruskan melalui discharge pipe..

Berikut adalah skema sederhana suatu sistem pompa sentrifugal :

Gambar 3.1. Aliran Fluida dalam Pompa Sentrifugal

Sumber : Nanda,Tugas Akhir, Perencanaan Pompa Sentrifugal Untuk Distribusi Air

Bersih Pada Rumah Sakit Dengan Head Total (H) = 125 M Dan Kapasitas

Air (Q) = 0,02 m/s, Universitas Mercu Buana, Jakarta, 2003, Hal : 9

Menurut caranya merubah tenaga kinetis cairan menjadi tenaga tekan, maka pompa sentrifugal ini dpat dibagi menjadi dua cara, yaitu :

1. Volute Centrifugal Pump

Jenis pompa ini banyak digunakan pada industri-industri di Amerika Serikat. Tersedia dalam instalasi vertikal atau horizontal, single atau multistage untuk aliran yang besar. Pada jenis ini, kecepatan fluida yang keluar dari impeller diperkecil dan tekanannya diperbesar pada saluran spriral didalam casing. Saluran yang berbentuk spiral ini disebut volute.

Gambar 3.2. Volute Centrifugal Pump

Sumber : Nanda,Tugas Akhir, Perencanaan Pompa Sentrifugal Untuk Distribusi Air

Bersih Pada Rumah Sakit Dengan Head Total (H) = 125 M Dan Kapasitas

Air (Q) = 0,02 m/s, Universitas Mercu Buana, Jakarta, 2003, Hal :

10

2. Diffuser Centrifugal Pump

Banyak digunakan dalam konfigurasi unit multistage bertekanan tinggi. Pada awalnnya mempunyai efisiensi lebih tinngi dari type volute, namun kini berefisiensi hampir sama. Pada pompa jenis ini digunakan diffuser yang dipasang mengelilingi

impeller, guna diffuser ini adalah untuk menurunkan kecepatan aliran yang keluar dari impeller sehingga energi kinetis aliran dapat diubah menjadi energi tekanan secara efisien. Diffuser ini digunakan pada pompa yang bertingkat, sehingga diffuser ini juga berfungsi sebagai pengaruh aliran dari discaharge impeller sebelumnya ke suction impeller berikutnya.

Gambar 3.3. Diffuser Centrifugal Pump

Sumber : Nanda,Tugas Akhir, Perencanaan Pompa Sentrifugal Untuk Distribusi Air

Bersih Pada Rumah Sakit Dengan Head Total (H) = 125 M Dan Kapasitas Air (Q) = 0,02

m/s, Universitas Mercu Buana, Jakarta, 2003, Hal :10

3.2 KLASIFIKASI POMPA SENTRIFUGAL

Pompa sentrifugal dapat diklasifikasikan menurut :

1. Bentuk desain rumah pompanya

2. Bentuk sudu atau bentuk impellernya

3. Posisi porosnya

4. Aliran cairannya

5. Jumlah Tingkatnya atau susunan tingkat 6. Cara Isapannya

3.4.1. Klasifikasi Menurut Desain Rumah Pompa

Dibedakan atas 3 ( Tiga ) type :

1. Pompa Volute, dimana rumah pompanya berbentuk spiral volute. 2. Pompa Diffuser, dimana rumah pompa terdapat diffuser yang mengelilingi impeller

3. Pompa Volute Ganda, dimaksudkan agar beban radial pada proses pompa tidak

besar.

3.4.2. Klasifikasi Menurut Bentuk Impeller

Dibedakan atas :

1. Impeller terbuka ( Open Type Impeller ) 2. Impeller sebagian ( Semi Open Type Impeller )

3. Impeller tertutup ( Closed Type Impeller )

3.4.3. Klasifikasi Menurut Posisi Porosnya

Dibedakan atas :

1. Pompa Horizontal, pompa ini mempunyai poros dengan posisi mendatar

Gambar 3.4. Pompa Horizontal

Sumber : Nanda,Tugas Akhir, Perencanaan Pompa Sentrifugal Untuk Distribusi Air

Bersih Pada Rumah Sakit Dengan Head Total (H) = 125 M Dan Kapasitas

Air (Q) = 0,02 m/s, Universitas Mercu Buana, Jakarta, 2003, Hal :

12

1. Pompa Vertikal, pompa ini mempunyai poros dengan posisi tegak.

Gambar 3.5. Pompa Vertikal

Sumber : Nanda,Tugas Akhir, Perencanaan Pompa Sentrifugal Untuk Distribusi Air

Bersih Pada Rumah Sakit Dengan Head Total (H) = 125 M Dan Kapasitas

Air (Q) = 0,02 m/s, Universitas Mercu Buana, Jakarta, 2003, Hal :

12

Klasifikasi Menurut Aliran Cairan

Dibedakan atas :

1. Pompa Aliran Aksial, dimana arah aliran cairan sejajar dengan sumbu poros. 2. Pompa Aliran Radial, dimana arah aliran cairan tegak lurus sumbu poros. 3. Pompa Aliran Campuran, dimana arah aliran tidak aksial maupun radial.

3.4.5. Klasifikasi Menurut Susunan Tingkat

Dibedakan atas :

1. Pompa Satu Tingkat ( Single Stage )

Pompa ini hanya mempunyai satu impeller. Head total yang ditimbulkan hanya berasal dari satu impeller, sehingga relatif rendah.

Gambar 3.6. Pompa Satu Tingkat

Sumber : Nanda,Tugas Akhir, Perencanaan Pompa Sentrifugal Untuk Distribusi Air

Bersih Pada Rumah Sakit Dengan Head Total (H) = 125 M Dan Kapasitas

Air (Q) = 0,02 m/s, Universitas Mercu Buana, Jakarta, 2003, Hal :

13

1. Pompa Bertingkat Banyak ( Multi Stage )

Pompa ini menggunakan beberapa impeller yang dipasang secara seri pada satu poros. Zat cair yang keluar dari impeller pertama dimasukan ke impeller berikutnya dan seterusnya hingga impeller terakhir. Head total pompa merupakan penjumlahan dari head yang ditimbulkan oleh masing–masing impeller sehingga relatif tinggi.

Gambar 3.7. Pompa Bertingkat Banyak

Sumber : Nanda,Tugas Akhir, Perencanaan Pompa Sentrifugal Untuk Distribusi Air

Bersih Pada Rumah Sakit Dengan Head Total (H) = 125 M Dan Kapasitas

Air (Q) = 0,02 m/s, Universitas Mercu Buana, Jakarta, 2003, Hal :

14

3.4.6. Klasifikasi Menurut Cara Isapan Pompa

Dibedakan atas :

1. Pompa Isapan Tunggal

Pada pompa jenis ini, zat cair masuk dari satu sisi impeller. Konstruksi pompa sangat sederhana, sehingga umumnya banyak dipakai. Namun tekanan yang bekerja pada masimg-masing sisi isap tidak sama sehingga akan timbul gaya aksial yang arahnya menuju ke sisi isap.

2. Pompa Isapan Ganda

Pada pompa jenis ini zat cair masuk melalui kedua sisi impeller tersebut dipasang saling bertolak belakang, sehingga gaya yang timbul akibat tekanan yang bekerja pada masing-masing sisi impeller akan saling mengimbangi. Laju aliran total sama dengan dua kali laju aliran yang masuk melalui masing-masing Impeller. Dibandingkan dengan pompa isapan tunggal yang sama kapasitasnya, pompa isapan ganda mempunyai kemampuan isapan yang lebih baik.

Gambar 3.8. Isapan Tunggal dan Isapan Ganda

Sumber : Nanda,Tugas Akhir, Perencanaan Pompa Sentrifugal Untuk Distribusi Air

Bersih Pada Rumah Sakit Dengan Head Total (H) = 125 M Dan Kapasitas

Air (Q) = 0,02 m/s, Universitas Mercu Buana, Jakarta, 2003, Hal :

28

3.2 TEORI ALIRAN FLUIDA

Sangatlah penting untuk mengetahui jenis aliran pada suatu pipa yang mengalir, apakah aliran tersebut laminar atau turbulen. Penentuan aliran bersifat laminar atau turbulent tergantung pada kondisi pipa dan aliran.

3.5.1 Aliran Laminar.

Aliran laminar biasanya kecepatan partikel-partikelnya zat cair pada masing –masing lintasan tidak sama. Aliran laminar ini biasanya mempunyai kecepatan rendah. Pada aliran laminar partikel zat cair bergerak teratur dengan membentuk lintasan kontinue dan tidak saling berpotongan. Apabila zat warna dimasukan pada suatu titik dalam

aliran maka zat warna tersebut akan mengalir menurut garis aliran yang teratur seperti benang tanpa menjadi difusi atau penyebaran.

.5.2 Aliran turbulent.

Partikelnya bergerak cepat, kecepatannya besar, dan biasanya terjadi pada saluran besar. Biasanya aliran turbulent ini mempunyai kekentalan yang kecil . Contoh aplikasi pada aliran turbulent adalah pada air laut dan pada saluran irigasi.

Gambar 3.9 – 3.10 Aliran Laminer dan Aliran Turbulent

Sumber : Darwin Sebayang, Dr. Ing. Ir & Learning Development, Chapter 5 Basics

Of Hydraulic Flow In Pipes, University Of Technologi Tunn Husein Onn,

Batu Pahat, Johor, Malaysia, 2003

3.5.3 Reynold Number Sebagai patokan apakah aliran tersebut laminar atau turbulen dipakai suatu bilangan yang dinamakan bilangan Reynold.

Gambar 3.11. Percobaan Reynolds

Sumber : Darwin Sebayang, Dr. Ing. Ir & Learning Development, Chapter 5 Basics

Of Hydraulic Flow In Pipes, University Of Technologi Tunn Husein Onn,

Batu Pahat, Johor, Malaysia, 2003

VD

Re= (Pers ……….3.1)

V = Kecepatan rata-ratat aliran didalam pipa (m/s) D = Diameter dalam pipa (m)

= Viskosity Kinematika zat cair (m/s) Re = Bilangan Reynold (Tdk Berdimensi)

Jika Re > 2300, aliran bersivat laminar Re > 4000, aliran bersivat turbulent Re = 2300 – 4000 terdapat didaerah transisi

Dimana :

Pers. 3.2. Rumus kecepatan rata-rata didalam pipa (m/s) Q

ν = (Pers ……….3.2)

D2

4

Atau bisa juga menggunakan :

ν = 0,849 CR0,63 . S0,54 (Pers ……….3.3)

Dimana :

ν = Kecepatan rata-rata didalam pipa (m/s) C = Koefiesien seperti yang terdapat dalam tabel 3.1

R = Jari-jari hydraulik (R = D/4, unruk pipa berpenampang lingkaran) (m) S = Gradien hidraulik (S = hf / L), hf = kerugian head (m) L = Panjang pipa (m)

3.5.4 Velocity Slurry

Velocity Slurry dapat dicari dengan menggunakan rumus :

V = Q + 1273 (Pers ……….3.4) d2

Dimana :

V = Velocity Slurry (m/s) Q = Slurry flowrate (L/det) d = Diameter pipa (mm)

3.5.5 Formula Durand’s

Rumus atau formula ini digunkan untuk mengetahui nilai Settling Velocity. ditunjukan seperti terlihat dibawah ini.

VL = FL √ 2 g D (S - S1) (Pers ……….3.5.) d2

Dimana :

VL = Velocity Slurry (m/s) FL = Koefisien / ketetapan berdasarkan lampiran 1.Modified Durand’s Limiting

Settling Velocity Parameter (For Particle Of Widely Sizing) d = Diameter pipa (m) S = SG solid

S1 = 1

3.2 HEAD

3.6.1 Head Total Pompa

Head total atau head system pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan sejumlah air seperti yang telah direncanakan

dapat ditentukan dari kondisi yang akan dilayani oleh pompa seperti yang diperlihatkan dibawah ini.

Gambar 3.12. Head Pompa I

Sumber : Sularso, Haruo Tahara, Pompa & Kompressor,

Pradnya Paramitha, Jakarta, 1991, Hal 27

H = ha + hp + hl + Vd2 / 2g (……….3.6)

Dimana :

H = Head total pompa (m)

ha = Head statis total (m)

Head ini adalah perbedaan tinggi antara muka air disisi keluar dan disisi isap. Tanda positip (+)

dipakai apabila muka air disisi leluar lebih tinggi dari pada sisi isap.

hp = Perbedaan head tekanan yang bekerja pada kedua pemukaan air (m)

hl = Berbagai kerugian head di pipa, katup, belokan, sambungan dll (m)

Vd2 / 2g = Head kecepatan aliran rata-rata dititik keluar (m/s)

g = Percepatan gravitasi (9,8 m/s2)

Namun dalam hal pompa menerima energi dari aliran disisi isapnya, seperti pada pompa penguat (pompa booster), maka

head total pompa dapat dihitung berdasarkan rumus berikut.

Gambar 3.13. Head Pompa II

Sumber : Sularso, Haruo Tahara, Pompa & Kompressor,

Pradnya Paramitha, Jakarta, 1991, Hal 27

H = ha + hp + hl + 1 / 2g (Vd2 – Vs2) (……….3.7)

Dimana :

H = Head total pompa (m)

ha = Head statis total (m)

Head ini merupakan perbedaan tinggi antara titik A di pipa keluar, dan sembarang titiik B disisi isap (

Lihat Gambar 3.9)

hp = Perbedaan tekanan statis antara titik A dan titik B (m)

hl = Berbagai kerugian head di pipa, katup, belokan, sambungan, valve dan

lain-lain antara titik A dan titik B (m)

Vd = Kecepatan aliran rata-rata dititik A (m/s)

Vs = Kecepatan aliran rata-rata dititik B (m/s)

Apabila permukaan air berubah-rubah dengan perbedaan yang besar, maka head statis total harus ditentukan dengan

mempertimbangkan karakteristik pompa, besarnya selisih perubahan permukaan air dan dasar yang dipakai untuk

menentukan jumlah air yang harus di pompa

3.6.2 Head Kerugian (Gesekan)

Head Dynamis atau Head kerugian (hl) yaitu merupakan head untuk mengatasi kerugian-kerugian gesekan yang timbul dalam suatu pipa dalam suatu sistem, terdiri atas head kerugian gesek didalam pipa, katup, reducer atau belokan.

Untuk menghitung kerugian didalam pipa pada khususnya aliran turbulen (Re > 4000) terdapat beberapa macam rumus empiris, namun pada hal ini yang akan diketengahkan adalah menghitung head dengan mempergunakan Rumus Hazen Williams. Rumus ini umumnya digunakan untuk menghitung kerugian head atau kerugian gesek dalam pipa yang relatip panjang seperti jalur pipa air minum atau lainnya.

10,666 . Q1,83

hf = x L (……….3.8) C1,85 D 4,85

Dimana :

hf = Kerugian head (m) C = Koefisien, seperti yang diperlihatkan dalam table 3.1 Kondisi Pipa dan harga C

D = Diameter pipa (m) Q = Laju aliran (m3/s) L = Panjang pipa (m)

Harga (C) koefiesie, pada rumus Hazen-Williams tergantung pada kondisi pipa, berikut ditunjukan pada table dibawah ini.

Jenis Pipa C

Pipa besi cor baru

Pipa besi cor tua

Pipa baja baru

Pipa baja tua

Pipa dengan lapisan semen

Pipa dengan lapisan ter, arang, batu

130

100

120 – 130

80 – 100

130 – 140

140

Tabel 3.1. Kondisi pipa dan harga C

Sumber : Sularso, Haruo Tahara, Pompa & Kompressor,

Pradnya Paramitha, Jakarta, 1991, Hal 30

Dimana :

v = Kecepatan rata-rata didalam pipa (m/s)

f = Koefisien kerugian

g = Percepatan grafitasi (9.8 m/s) hf = Kerugian head (m)

3.2 HUKUM KESEBANGUNAN

Jika 2 buah pompa sentrifugal (pompa no.1 dan pompa no. 2) yang geometris sebangun satu dengan yang lain, maka untuk kondisi aliran yang sebangun pula berlaku hubungan sebagai berikut :

Q1 n1D13

= (Pers……….3.9) Q2 n2D2

3

H1 n12D1

2

= (Pers……….3.10) H2 n2

2D22

P1 n13D1

5

= (Pers……….3.11)

P2 n23D2

5

Dimana :

D = Diameter impeller (m) Q = Kapasitas aliran (m3/s) H = Head total pompa (m) P = Daya poros pompa (kW) n = Putaran pompa (rpm)

Indeks 1 dan indek 2 menyatakan pompa 1 dan pompa 2. Hukum diatas dinamakan “Hukum Kesebangunan Pompa”, hukum sangat penting untuk menaksir perubahan performansi pompa bila putaran diubah. Hukum ini juga berguna untuk memperikirakan performansi pompa yang direncakanakan apabila pompa tersebut geometris sebangun dengan pompa yang sudah diketahui performansinya.

3.7.1 Kecepatan Spesifik

Jika D1 dan D2 dihilang kan dari pers. (3.8) dan pers. (3.9) yang menyatakan Hukum

Kesebangunan maka akan diperoleh hubungan sebagai berikut :

Q11/2 Q2

1/2

n1 = n2 (Pers…….3.12) H1

3/4 H23/4

Hubungan dalam pers (3.11) akan berlaku pada pompa No. 1 dan No. 2 yang geometris sebangun jika aliran didalam kedua pompa adalah sebangun satu dengan yang lain. Kondisi aliran yang sebangun pula terjadi pada kapisitas aliran Q1 dan Q2, head H1 dan H2,, serta putaran n1 dan n2, untuk pompa No. 1 dan pompa No.2

Maka berdasarkan pers (3.11) tersebut orang mendefinisikan ns yang dinamakan “Kecepatan Spesifik” dalam persamaan.

Q1/2 ns = n

(……….3.13)

H3/4

ns dapat dipakai untuk menyatakan jens pompa, jadi jika ns suatu pompa sudah dapat ditentukan maka bentuk impeller pompa tersebut dapat ditentukan pula. Ada 4 (empat0 jenis impeller berdasarkan putaran spesifiknya, yaitu sebagai berikut :

1. ns = (12 - 35) = impeller jenis radial 2. ns = (36 - 80) = impeller jenis francis

3. ns = (81 - 160) = impeller jenis aliran campur 4. ns = (160 - 400) = impeller jenis aliran aksial

3.7.1.a Impeller Jenis Radial

Impeller jenis ini dipakai pada pompa yang memerlukan head besar dan kapasitas rendah. Aliran yang keluar dari impeller ditampung dalam rumah pompa (casing), selanjutnya akan mengalir ke nozel keluar.

Gambar 3.14. Impeler Jenis Radial

Sumber : Nanda,Tugas Akhir, a Perencanaan Pompa Sentrifugal Untuk Distribusi Air

Bersih Pada Rumah Sakit Dengan Head Total (H) = 125 M Dan Kapasitas

Air (Q) = 0,02 m/s, Universitas Mercu Buana, Jakarta, 2003, Hal :

19

3.7.1.b Impeller Jenis Francis

Impeller jenis ini dipakai untuk tinggi tekanan yang lebih rendah. Perbandingan diameter

buang dengan diameter mata sisi masuk, biasanya lebih kecil dari jenis pertama

Gambar 3.15. Impeler Jenis Francis

Sumber : Nanda,Tugas Akhir, Perencanaan Pompa Sentrifugal Untuk Distribusi Air

Bersih Pada Rumah Sakit Dengan Head Total (H) = 125 M Dan Kapasitas

Air (Q) = 0,02 m/s, Universitas Mercu Buana, Jakarta, 2003, Hal :

19

3.7.1.c Impeller Jenis Aliran Campur

Impeller jenis ini dipakai pada pompa yang memerlukan head dan kapasitas yang berada diantara aksial dan radial. Rumah pompa untuk jenis aliran campur pada umumnya menggunakan rumah difuser dengan sudu antara untuk menampung aliran yang keluar dari impellernya

3.7.1.d Impeller Jenis Aksial

Impeller jenis ini dipakai pompa yang memerlukan kapasitas yang besar dengan head yang rendah. Aliran didalam pompa ini mempunyai arah aksial atau sejajar dengan sumbu poros. Untuk mengubah head kecepatan menjadi head tekanan dipakai sudu antar yang berfungsi sebagai diffuser.

Gambar 3.17 Impeler Jenis Aksial

Sumber : Nanda,Tugas Akhir, Perencanaan Pompa Sentrifugal Untuk Distribusi Air

Bersih Pada Rumah Sakit Dengan Head Total (H) = 125 M Dan Kapasitas

Air (Q) = 0,02 m/s, Universitas Mercu Buana, Jakarta, 2003, Hal :

21

3.2 PENINJAUAN KAVITASI

Kavitasi adalah gejala menguapnya zat cair yang sedang mengalir karena tekanan berkurang sampai dibawah tekanan uap jenuhnya. Dengan menguapnya zat cair akan timbul gelembung-gelembung uap zat cair yang dapat terjadi pada zat cair yang sedang mengalir dalam pipa atau pompa.

Tempat yang bertekanan rendah atau berkecepatan tinggi, rawan terhadap kavitasi. Akibat dari timbul gelembung-gelembung uap air yang bertumbukan dan pecah pada dinding secara terus menerus, maka permukaan dinding akan berlubang-lubang. Kejadian ini akan menurunkan performa pompa, timbul suara dan bergetar.

Akibat-akibat yang ditimbulkan oleh kavitasi adalah :

Menimbulkan suara yang berisik

Menyebabkan kejutan-kejutan dan vibrasi Permukaan dinding akan termakan sehingga berlubang-lubang

3.3 MESIN FLUIDA

Mesin fluida terbagi dua :

1. Mesin fluida yang membutuhkan daya untuk membuatl aliran-aliran fluida, contoh : - Pompa (dengan fluida cair)

- Kompressor (dengan fluida udara ; aksila, radial, blower, ventilator)

2. Mesin fluida yang menghasilkan daya dari system mekanika aliran, contoh

- Turbin air (Pelton, Kaplan, Prancis) - Turbin Gas

- Turbin Uap

Menurut proses pemindahan energi dan benda cair sebagian bahan aliran maka pompa sentrIfugal termasuk mesin fluida hidraulik. Hal ini diketahui dari proses perpindahan didalam impeller adalah akibat dari pembelokan arus aliran fluida.

Pemakaian pompa :

1. Pemakaiaan didalam masalah ekonomi, stasiun pompa air, pompa distribusi, pompa irigasi, pompa sumur dalam, pompa limbah.

2. Pemakaian mesin tenaga dan instalasi pemanas, pompa air pengisi ketel, pompa air pendingin, pompa untuk memancarkan air, pompa reactor, pompa air persediaan (reservoir), pompa pengedar air panas.

3. Pemakaian Industri kimia, petrokimia, seperti pompa pengisian, pompa pencampur, pompa jalan balik,(umtuk mengembalikan fluida)

4. Pemakaian pada perkapalan, pompa pengisi untuk mengosongkan atau mengisi minyak pada kapal tangker, pompa tolak bara, pompa dok untuk mengisi dan mengosongkan.

Karateristik dan performance pompa yang akan digunakan disesuiakan dengan fluida kerja, kapasitas pompa, ketinggian kenaikan dan factor lainnya, dasar perencanaan ulang dari pompa sentrifugal terdapat di berbagai aplikasi perhitungan sesuai dengan negara pembuat pompa sentrifugal tersebut

3.9.1 Penentuan Putaran Motor

Penentuan putaran motor bias dicari dengan mempergunakan rumus berikut

Ns = 120 x f (Pers……….3.14) 4

Dimana : Ns =Putaran Motor (Rpm) f = Frekuensi 50 Hz atau 60 Hz

3.9.2 Penetuan Daya Motor

Untuk menentukan daya motor dapat menggunkan rumus dibawah ini

Q x Hw x Sm (Pers.……….3.15) 1.02 x eW

Dimana :

Q = Quantity Slurry (L/det) Hm = Head total Pompa (m) Sm = Specifik grafity campuran slurry (Tidak berdimensi) eW = Efesiensi pompa (berdasarkan gambar 3.18 Grafik Efisiensi Standar Pompa Sentrifugal Menurut ns)

3.9.3 Efesiensi Pompa (p) Efesiensi pompa standar ditunjukan berdasarkan grafik berikut :

Gambar 3.18 GrafiK Efisiensi Standar Pompa Sentrifugal menurut ns

Sumber : Sularso, Haruo Tahara, Pompa & Kompressor,

Pradnya Paramitha, Jakarta, 1991, Hal 53