KONSTRUKSI POMPA SENTRIFUGAL DAN POMPA SUBMERSIBEL

Diajukan sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan tugas mata kuliah Irigasi Air Tanah

oleh :

YONATAN YUDISTIRANIM. 071710201077

JURUSAN TEKNIK PERTANIANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS JEMBER2011

POMPA SENTRIFUGAL

Pompa adalah mesin fluida yang berfungsi untuk memindahkan fluida cair

dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara memberikan energi mekanik pada

pompa yang kemudian diubah menjadi energi gerak fluida. Beberapa hal penting

pada karakteristik pompa adalah:

a. Head (H)

Head adalah energi angkat atau dapat digunakan sebagai perbandingan

antara suatu energi pompa per satuan berat fluida. Pengukuran dilakukan dengan

mengukur beda tekanan antara pipa isap dengan pipa tekan, satuannya adalah

meter.

b. Kapasitas (Q), sayuannya adalah m3/s.

Kapasitas adalah jumlah fluida yang dialirkan persatuan waktu.

c. Putaran (n), satuan rpm

Putaran adalah dinyatakan dalam rpm dan diukur dengan tachometer.

d. Daya (P), satuan Watt

Daya dibedakan atas 2 macam, yaitu daya dengan poros yang diberikan

motor listrik dan daya air yang dihasilkan pompa.

e. Momen Puntir (T), satuan N/m.

Momen puntir diukur dengan memakai motor listrik arus searah,

dilengkapi dengan pengukur momen.

f. Efisiensi (), satuan %

Efisiensi pompa adalah perbandingan antara daya air yang dihasilkan

pompa dengan daya poros dari motor listrik.

Pompa sentrifugal merupakan salah satu peralatan yang paling sederhana

dalam berbagai proses pabrik. Gambar 8 memperlihatkan bagaimana pompa jenis

ini beroperasi:

Cairan dipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir, atau dalam

hal jet pump oleh tekanan buatan.

Baling-baling impeler meneruskan energi kinetik ke cairan, sehingga

menyebabkan cairan berputar. Cairan meninggalkan impeler pada

kecepatan tinggi.

Impeler dikelilingi oleh volute casing atau dalam hal pompa turbin

digunakan cincin diffuser stasioner. Volute atau cincin diffuser stasioner

mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan.

Komponen Dari Pompa Sentrifugal

Komponenutama dari pompa sentrifugal terlihat pada Gambar 9 dan

diterangkan dibawah ini:

Komponen berputar: impeller yang disambungkan ke sebuan poros.

Komponen satis: casing, penutup casing, dan bearings.

a) Impeler

Impeler merupakan cakram bulat dari logam dengan lintasan untuk aliran

fluida yang sudah terpasang. Impeler biasanya terbuat dari perunggu,

polikarbonat, besi tuang atau stainless steel, namun bahan-bahan lain juga

digunakan. Sebagaimana kinerja pompa tergantung pada jenis impelernya, maka

penting untuk memilih rancangan yang cocok dan mendapatkan impeler dalam

kondisi yang baik.

Jumlah impeler menentukan jumlah tahapan pompa. Pompa satu tahap

memiliki satu impeller dan sangat cocok untuk layanan head (=tekanan) rendah.

Pompa dua tahap memiliki dua impeler yang terpasang secara seri untuk layanan

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

untuk layanan head yang tinggi. Impeler dapat digolongkan atas dasar:

a) Arah utama aliran dari sumbu putaran: aliran radial, aliran aksial, aliran

campuran

b) Jenis hisapan: hisapan tunggal dan hisapan ganda

c) Bentuk atau konstruksi mekanis:

- Impeler yang tertutup memiliki baling-baling yang ditutupi oleh mantel (=

penutup) pada kedua sisinya (Gambar 10). Biasanya digunakan untuk

pompa air, dimana baling-baling seluruhnya mengurung air. Hal ini

mencegah perpindahan air dari sisi pengiriman ke sisi penghisapan, yang

akan mengurangi efisiensi pompa. Dalam rangka untuk memisahkan ruang

pembuangan dari ruang penghisapan, diperlukan sebuah sambungan yang

bergerak diantara impeler dan wadah pompa. Penyambungan ini dilakukan

oleh cincin yang dipasang diatas bagian penutup impeler atau dibagian

dalam permukaan silinder wadah pompa. Kerugian dari impeler tertutup ini

adalah resiko yang tinggi terhadap rintangan.

- Impeler terbuka dan semi terbuka (Gambar 10) kemungkinan tersumbatnya

kecil. Akan tetapi utnuk menghindari terjadinya penyumbatan melalui

resirkulasi internal, volute atau back-plate pompa harus diatur secara

manual untuk mendapatkan setelan impeler yang benar.

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

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

konvensional.

b) Batang torak

Batang torak memindahkan torque dari motor ke impeler selama startup

dan operasi pompa.

c) Wadah

Fungsi utama wadah adalah menutup impeler pada penghisapan dan

pengiriman pada ujung dan sehingga berbentuk tangki tekanan. Tekanan pada

ujung penghisapan dapat sekecil sepersepuluh tekanan atmosfir dan pada ujung

pengiriman dapat dua puluh kali tekanan atmosfir pada pompa satu tahap. Untuk

pompa multi-tahap perbedaan tekanannya jauh lebih tinggi. Wadah dirancang

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

yang cukup.

Fungsi wadah yang kedua adalah memberikan media pendukung dan

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

harus dirancang untuk:

1. Memberikan kemudahan mengakses ke seluruh bagian pompa untuk

pemeriksaan, perawatan dan perbaikan

2. Membuat wadah anti bocor dengan memberikan kotak penjejal

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

langsung

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

kehilangan daya.

Terdapat dua jenis wadah

A. Wadah volute (Gambar 11) memiliki impeler yang dipasang dibagian

dalam wadah. Salah satu tujuan utamanya adalah membantu

kesetimbangan tekanan hidrolik pada batang torak pompa. Walau begitu,

mengoperasikan pompa dengan wadah volute pada kapasitas yang lebih

rendah dari yang direkomendasikan pabrik pembuatnya dapat

mengakibatkan tekanan lateral pada batang torak pompa. Hal ini dapat

meningkatkan pemakaian sil, bantalan poros, dan batang torak itu sendiri.

Wadah volute ganda digunakan bilamana gaya radial menjadi cukup

berarti pada kapasitas yang berkurang.

B. Wadah bulat memiliki baling-baling penyebaran stasioner disekeliling

impeler yang mengubah kecepatan menjadi energi tekanan. Wadah

tersebut banyak digunakan untuk pompa multi-tahap. Wadah dapat

dirancang sebagai:

- Wadah padat (Gambar 12): seluruh wadah dan nosel dimuat dalam satu

cetakan atau potongan yang sudah dibuat pabrik pembuatnya.

- Wadah terbelah: dua bagian atau lebih disambungkan bersama.

Bilamana bagian wadah dibagi oleh bidang horisontal, wadahnya disebut

terbelah secara horizontal atau wadah yang terbelah secara aksial.

POMPA SUBMERSIBEL

Pompa Submersible (Pompa Benam) adalah Pompa yang dioperasikan di

dalam air dan akan mengalami kerusakan jika dioperasikan dalam keadaan tidak

terdapat air terus-menerus/berkelanjutan. Jenis pompa ini mempunyai tinggi

minimal air yang dapat dipompa sehingga pompa tetap terjaga untuk terbenam

dan harus dipenuhi ketika bekerja agar life time pompa tersebut lama. Pompa jenis

ini bertipe pompa sentrifugal. Pompa sentrifugal sendiri prinsip kerjanya

mengubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi potensial (dinamis)

melalui suatu impeller yang berputar dalam casing.

The main advantage of this type of pump is that it prevents , a problem associated

with a high elevation difference between pump and the fluid surface. Pompa

Submersible merupakan Pompa Sentrifugal (Gambar 1), yang melekat ke Motor

Listrik dan beroperasi sementara terendam dalam air. Motor listrik disegel

berputar serangkaian impeller (Gambar 2).

Gambar 1. Submersible pump Gambar 2. Impeller

Setiap impeller di dalam air kekuatannya akan melalui diffuser ke mata satu di

atasnya. Dalam sebuah pompa submersible khas 4 inci, impeller masing-masing

akan menambahkan sekitar 9 psi tekanan.

Kapasitas pompa ditentukan oleh lebar baling-

baling impeller dan tekanan ditentukan dengan

jumlah impeller.

Instalasi Pompa Submersible

Sebuah instalasi khas untuk Pompa

Submersible, tangki tekanan dan alat kelengkapan ditunjukkan pada Gambar 3.

Sebelum instalasi dikatakan baik, pompa harus di beri kabel, terendam dalam

wadah air dan dioperasikan.

Gambar 3. Instalasi pompa Submersible

Ukuran dan jenis pipa drop digunakan untuk instalasi submersible

tergantung pada berikut:

1. Kedalaman ke tingkat air dan pemompaan

2. Pompa tekanan yang dapat berkembang

3. Diperbolehkan gesekan rugi pada pipa drop

4. Berat pompa.

Ketika koneksi adaptor membuat laki-laki untuk pipa drop, gunakan hanya

nilon (dengan tiga gerigi), perunggu atau galvanis (dengan tujuh gerigi). pipa

harus dipanaskan dengan air panas (kurang dari 65 ° C) sebelum membuat

sambungan. Jangan menggunakan obor untuk memanaskan pipa plastik karena

dapat mengkristal polyethylene tersebut. Semua koneksi harus ganda dijepit

dengan klem 100 persen stainless steel, dan kepala sekrup harus menghadap arah

yang berlawanan.

Sebuah tali nilon keselamatan dianjurkan, dan harus diikat dengan simpul

bowline. Setelah instalasi, tali harus diperketat dan diikat di bagian atas sumur

casing untuk mengurangi jarak jatuh bebas dalam kasus unit pitless atau

kegagalan pipa. Kabel listrik untuk pompa dapat dimasukkan ke dalam pipa 3 / 4

inci plastik untuk melindunginya dari bergesekan dengan sisi casing sumur pompa

Submersible harus dilindungi dari kuasa surges atau sambaran petir. Pompa

motor tenaga kuda dengan satu atau lebih jarang memiliki built-in perlindungan,

tapi kondisi ini harus diverifikasi dengan pemasok dan spesifikasi pabrik. Cara

lainnya, petir arrestor mungkin diperlukan untuk melindungi pompa. Arrestor

harus ditransfer ke konduktor baris dan kembali ke sistem grounding listrik

dengan tidak kurang dari kawat No 6 AWG atau kabel tembaga. Dalam beberapa

situasi power supply, sistem grounding listrik dihubungkan ke casing baja dengan

baik.

Cara Kerja Pompa Submersible Dan Impellernya.

Pompa Submersible menggunakan daya listrik untuk menggerakkan

motor. Motor itu mempunyai poros yang tegak lurus dengan impeller. Karena

kedudukan impeller satu poros dengan motor maka bila motor bekerja impeller

akan berputar dan air yang berada pada bak isapan terangkat oleh sudu yang

terdapat pada impeller tersebut. 

Untuk menahan air yang telah terhisap (terangkat) oleh impeller itu supaya

tidak bocor kembali ke bak isapan ,air itu ditahan oleh lower diffuser yang berada

dibagian bawah pompa. Air yang dihisap akan beredar terlebih dulu di Housing

Motor untuk mendinginkan motor sebelum mengalir ke saluran buang (pipa

buang). Untuk mematikan pompa kita memutuskan hubungan arus listrik yang

masuk ke terminal board. Kalau arus terputus maka motor akan berhenti dengan

sendirinya dan impeller akan berhenti menghisap air.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan tentang cara pengoperasian pompa

Submersible adalah sebagai berikut :

a. Pompa tidak boleh diletakkan pada kedalaman lebih dari 20 m.

b. Suhu air yang dipompakan tidak boleh lebih dari 40 º C.

c. Arah rotasi pompa harus benar sebab jika tidak, akan berakibat pada

kapasitas pompa yang akan berkurang dan motor akan kelebihan beban.

d. Gunakan handel pengangkat untuk mengangkat pompa, jangan sekali-kali

mengangkat dengan mempergunakan selang atau cable powernya.

e. Apabila pompa telah bekerja pada air yang sudah terkontaminasi biarkan

pompa bekerja untuk periode yang singkat di air bersih atau siram dengan

air yang bersih di seluruh sambungan tempat pembuangan. Sebab apabila

tertinggal pada pompa adalah tanah liat, semen dan lainnya yang sejenis

jika sudah kering akan berakibat pompa tidak dapat bekerja.

f. Apabila pompa akan tetap dipakai untuk suatu jangka waktu tertentu

simpanlah pada gudang yang kering.

Pada pompa submersible impeller bekerja dengan cara sebagai berikut:

Impeller ini dipasangkan satu poros dengan poros motor ,sehingga apabila motor

berputar maka impeller ini akan ikut berputar. Pada sudu impeller ini terdapat

cekungan ,dimana cekungan ini makin ke ujung sudu-sudunya makin kecil.

Diwaktu impeller berputar air dihisap impeller itu akan masuk kedalam cekukan

sudu tersebut dan selanjutnya dilemparkan keluar impeller yaitu keruangan pompa

dengan gaya sentrifugal, maka air yang dihisap itu tidak bocor lagi ke ruangan

saringan (strainer) karena jarak antara impeller dengan lower diffuser hanya

sedikit sekali kira-kira 0,5 mm.

Pemasangan Pompa Submersible

Penempatan pompa disesuaikan dengan fungsi dan jenis pompa itu sendiri.

Misalnya pompa untuk air bersih pergunakan pompa air bersih dan apabila

lumpur pergunakanlah  pompa Lumpur. Instalasi pipa disesuaikan dengan head

pompa dan usahakan level ujung pipa buangan lebih tinggi dari level pompa dan

usahakan dengan pemasangan  yang lurus, hindarkan dari kebocoran. Apabila

pompa memakai pipa hisapan, maka pipa hisap hendaklah lebih besar dari pipa

buangan (pompa sentrifugal) supaya tidak terjadi kavitasi pada Pompa, hindari

penyumbatan pada strainer.

Bentangkan kabel sehingga tidak ada lekukan yang tajam atau yang

terjepit, simpan pompa lebih rendah ke dalam paya /bak. Letakkan pompa di atas

base untuk mencegah amblas atau bisa digantungkan sehingga pompa tersebut

mudah untuk diangkat/diperiksa. Dengan menggunakan saklar pelampung (float

switch) maka pompa ini dapat beroperasi sendiri dengan jalan mengatur

saklarnya. Apabila air di bak isapan sudah sampai pada saringan isapan ,maka

saklar tersebut akan memutus arus listrik yang masuk ke terminal board, dan

pompa akan berhenti.

Pengaturan saklar sampai batas saringan hisapan pompa. Hal ini berguna

untuk menghindari ketika pompa bekerja sedangkan air yang dihisap tidak ada

sehingga motor akan menjadi panas dan untuk pendingin motor  adalah air yang

dihisap wayer. Selanjutnya apabila air dalam bak isapan telah bertambah, maka

air tersebut akan mengangkat pelampung dan saklar, dan saklar tersebut akan

menghubungkan arus listrik ke terminal board dan pompa akan beroperasi

kembali.