2.3 Klasifikasi Pompa
Secara umum pompa ada dikasifikasikan dalam dua jenis kelompok besar yaitu :
1. Pompa Tekanan Statis
2. Pompa Tekanan Dinamis Rotodynamic Pump
2.3.1 Pompa Tekanan Statis
Pompa jenis ini bekerja dengan menggunakan prinsip memberi tekanan secara periodik pada fluida yang terkurung dalam rumah pompa. Pompa ini dibagi
menjadi dua jenis. a.
Pompa Putar rotary pump Pada pompa putar, fluida masuk melalui sisi isap, kemudian dikurung di
antara ruangan rotor, sehingga tekanan statisnya naik dan fluida akan dikeluarkan melalui sisi tekan. Contoh tipe pompa ini adalah : screw
pump, gear pump dan vane pump
Gambar 2.1. Pompa Roda gigi dan Pompa ulir b.
Pompa Torak Reciprocating Pump Pompa torak ini mempunyai bagian utama berupa torak yang bergerak
bolak-balik dala silinder. Fluida masuk melalui katup isap Suction valve ke dalam silinder dan kemudian ditekan oleh torak sehingga tekanan statis fluida naik
dan sanggup mengalirkan fluida keluar melalui katup tekan discharge valve. Contoh tipe ini adalah : pompa diafragma dan pompa plunyer.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2. Pompa Diafragma
2.3.2 Pompa Tekanan Dinamis
Pompa tekanann dinamis disebut juga rotodynamic pump, turbo pump atau impeller pump. Pompa yang termasuk dala kategori ini adalah : pompa jet dan
pompa sentrifugal Ciri - ciri utama dari pompa ini adalah :
- Mempunyai bagian utama yang berotasi berupa roda dengan sudu-sudu
sekelilingnya yang sering disebut dengan impeler. -
Melalui sudu - sudu, fluida mengalir terus-menerus, dimana fluida berasal diantara sudu-sudu tersebut.
Prinsip kerja pompa sentrifugal adalah energi mekanis dari luar diberikan pada poros untuk memutar impeler. Akibatnya fluida yang berada dalam impeler,
oleh dorongan sudu-sudu akan terlempar menuju saluran keluar. Pada proses ini fluida akan mendapat percepatan sehingga fluida tersebut mempunyai energi
kinetik. Kecepatan keluar fluida ini selanjutnya akan berkurang dan energi kinetik akan berubah menjadi energi tekanan di sudu-sudu pengarah atau dalam rumah
pompa. Adapun bagian-bagian utama pompa sentrifugal adalah poros, impeler dan
rumah pompa gambar 2.3.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.3. Bagian-bagian utama pompa sentrifugal Pompa tekanan dinamis dapat dibagi berdasarkan beberapa kriteria
berikut, antara lain :
a. Klasifikasi menurut jenis impeler
1. Pompa Sentrifugal
Pompa ini menggunakan impeler jenis radial atau francis. Konstruksinya sedemikian rupa gambar 2.4 sehingga aliran fluida yang keluar dari impeler
akan melalui bidang tegak lurus pompa. Impeler jenis radial digunakan untuk tinggi tekan head yang sedang dan
tinggi, sedangkan impeler jenis francis digunakan untuk head yang lebih rendah dengan kapasitas besar.
Gambar 2.4. Pompa Sentrifugal
Universitas Sumatera Utara
2. Pompa Aliran Campur
Pompa ini menggunakan impeler jenis aliran capur mixed flow, seperti pada gambar 2.5. Aliran keluar dari impeler sesuai dengan arah bentuk permukaan
kerucut rumah pompa.
Gambar 2.5. Pompa aliran campur 3.
Pompa Aliran Aksial Pompa ini menggunakan impeler jenis aksial dan zat cair yang meninggalkan
impeler akan bergerak sepanjang permukaan silinder rumah pompa kearah luar. Konstruksinya mirip dengan pompa aliran campur kecuali bentuk
impeler dan bentuk difusernya.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6. Pompa aliran aksial
b. Klasifikasi menurut bentuk rumah pompa
1. Pompa Volut
Pompa ini khusus untuk pompa sentrifugal. Aliran Fluida yang meninggalkan impeler secara langsung memasuki rumah pompa yang berbentuk volut
rumah siput sebab diameternya bertambah besar. Bentuk dan konstruksinya terlihat pada gambar 2.4.
2. Pompa Difuser
Konstruksi ini dilengkapi dengan sudu pengarah diffuser di sekeliling saluran impeler gambar 2.7. Pemakain diffuser ini akan memperbaiki
efisiensi pompa. Difuser ini sering digunakan pada pompa bertingkat banyak dengan head yang tinggi.
Gambar 2.7. Pompa diffuser
Universitas Sumatera Utara
3. Pompa Vortex
Pompa ini mempunyai aliran campur dan sebuah rumah volut seperti pada gambar 2.8. Pompa ini tidak menggunakan difuser, namun memakai saluran
yang lebar. Dengan demikian pompa ini tidak mudah tersumbat dan cocok untuk pemakaian pada pengolahan cairan limbah.
Gambar 2.8. Pompa Vortex c. Klasifikasi menurut jumlah tingkat
1. Pompa satu tingkat Pompa ini hanya mempunyai sebuah impeler gambar 2.4 sd 2.8. Pada
umumnya head yang dihasilkan pompa ini relative rendah, namun konstruksinya sederhana.
2. Pompa bertingkat banyak
Pompa ini menggunakan lebih dari satu impeler yang dipasang berderet pada satu poros gambar 2.9. Zat cair yang keluar dari impeler tingkat pertama
akan diteruskan ke impeler tingkat kedua dan seterusnya hingga tingkat terakhir. Head total pompa merupakan penjumlahan head yang dihasilkan
oleh masing - masing impeler. Dengan demikian head total pompa ini relatif tinggi dibanding dengan pompa satu tingkat, namun konstruksinya lebih
rumit dan besar.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.9. Pompa bertingkat banyak
d. Klasifikasi menurut letak poros
1. Pompa poros mendatar
Pompa ini mempunyai poros dengan posisi horizontal gambar 2.4 sd 2.9, pompa jenis ini memerlukan tempat yang relatif lebih luas.
2. Pompa jenis poros tegak
Poros pompa ini berada pada posisi vertikal, seperti terlihat pada gambar 2.10. Poros ini dipegang di beberapa tempat sepanjang pipa kolom utama
bantalan. Pompa ini memerlukan tempat yang relatif kecil dibandingkan dengan pompa poros mendatar. Penggerak pompa umumnya diletakkan di
atas pompa.
Gambar 2.10. Pompa aliran campur poros tegak
Universitas Sumatera Utara
e. Klasifikasi menurut belahan rumah
1. Pompa belahan mendatar
Pompa ini mempuyai belahan rumah yang dapat yang dibelah dua menjadi bagian atas dan bagian bawah oleh bidang mendatar yang melalui sumbu
poros. Jenis pompa ini sering digunakan untuk pompa berukuran menengah dan besar dengan poros mendatar.
Gambar 2.11. Pompa jenis belahan mendatar 2.
Pompa belahan radial Rumah pompa ini terbelah oleh sebuah bidang tegak lurus poros. Konstruksi
seperti ini sering digunakan pada pompa kecil dengan poros mendatar. Jenis ini juga sesuai dengan pompa-pompa dengan poros tegak dimana bagian-
bagian yang berputar dapat dibongkar ke atas sepanjang poros. 3.
Pompa jenis berderet Jenis ini terdapat pada pompa bertingkat banyak, dimana rumah pompa
terbagi oleh bidang-bidang tegak lurus poros sesuai dengan jumlah tingkat yang ada.
f. Klasifikasi menurut sisi masuk impeler
1. Pompa isapan tunggal
Pada pompa ini fluida masuk dari sisi impeler. Konstruksinya sangat sederhana, sehingga sangat sering digunakan untuk kapasitas yang relatif
kecil. Adapun bentuk konstruksinya terlihat pada gambar 2.4 sd 2.10. 2.
Pompa isapan ganda Pompa ini memasukkan fluida melalui dua sisi isap impeler gambar 2.12.
Pada dasarnya pompa ini sama dengan dua buah impeler pompa isapan
Universitas Sumatera Utara
tunggal yang dipasang bertolak belakang dan dipasang beroperasi secara paralel. Dengan demikian gaya aksial yang terjadi pada kedua impeler akan
saling mengimbangi dan laju aliran total adalah dua kali laju aliran tiap impeler. Oleh sebab itu pompa ini banyak dipakai untuk kebutuhan dengan
kapasitas besar.
Gambar 2.12. Pompa isapan ganda
2.4 Unit Penggerak Pompa
Umumnya unit penggerak pompa terdiri dari tiga jenis yaitu: a.
Motor bakar b.
Motor listrik, dan c.
Turbin Penggerak tipe motor bakar dan turbin sangat tidak ekonomis untuk
perencanaan pompa karena konstruksinya berat, besar dan memerlukan sistem penunjang misalnya sistem pelumasan, pendinginan dan pembuangan
gas hasil pembakaran. Sistem penggerak motor listrik lebih sesuai dimana konstruksinya kecil
dan sederhana, sehingga dapat digabungkan menjadi satu unit kesatuan dalam rumah pompa. Faktor lain yang membuat motor ini sering digunakan adalah
karena murah dalam perawatan dan mampu bekerja untuk jangka waktu yang relatif lama dibanding penggerak motor bakar dan turbin.
Universitas Sumatera Utara
2.5 Dasar-dasar Pemilihan Pompa
Dasar pertimbangan pemilihan pompa, didasarkan pada sistem ekonomisnya, yakni keuntungan dan kerugian jika pompa tersebut digunakan
dan dapat memenuhi kebutuhan pemindahan fluida sesuai dengan kondisi yang direncanakan.
Yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis pompa adalah fungsi terhadap instalasi pemipaan, kapasitas, head, viskositas, temperature kerja
dan jenis motor penggerak. Kondisi yang diinginkan dalam perencanaan ini adalah:
a. Kapasitas dan head pompa harus mampu dipenuhi.
b. Fluida yang mengalir secara kontinu.
c. Pompa yang dipasang pada kedudukan tetap.
d. Konstruksi sederhana.
e. Mempunyai efisiensi yang tinggi.
f. Harga awal relatif murah juga perawatannya.
Melihat dan mempertimbangkan kondisi yang diinginkan dalam perencanaan ini, maka dengan mempertimbangkan sifat pompa dan cara
kerjanya, dipilih pompa sentrifugal dalam perencanaan ini, karena sesuai dengan sifat pompa sentrifugal, yakni :
a. Aliran fluida lebih merata.
b. Putaran poros dapat lebih tinggi.
c. Rugi-rugi transmisinya lebih kecil karena dapat dikopel langsung dengan
otor penggerak. d.
Konstruksinya lebih aman dan kecil. e.
Perawatannya murah.
2.6 Head Pompa
Head pompa adalah energi yang diberikan ke dalam fluida dalam bentuk tinggi tekan. Dimana tinggi tekan merupakan ketinggian fluida harus naik
untuk memperoleh jumlah energi yang sama dengan yang dikandung satu satuan bobot fluida pada kondisi yang sama. Untuk lebih jelasnya perhitungan
dari head pompa dapat dilihat pada gambar 2.13 berikut ini.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.13. Prinsip hukum Bernoulli Pada gambar ini terdapat dua buah titik dengan perbedaan kondisi letak,
luas penampang, tekanan serta kecepatan aliran fluida. Fluida kerja mengalir dari kondisi pertama titik 1 ke kondisi yang kedua titik 2, aliran ini
disebabkan oleh adanya suatu energi luar . Energi luar ini terjadi
merupakan perbedaan tekanan yang terjadi pada kedua kondisi operasi titik 1 dan 2, atau
= - .Q Sedangkan pada setiap kondisi tersebut terdapat juga suatu bentuk energi,
yaitu energi kinetik E
k
dan energi potensial E
p
atau dapat dituliskan sebagai berikut :
- Untuk titik 1 :
Energi yang terkandung E
1
= E
k1
+ E
p1
= m
1
. + m
1
.g.h
1
- Untuk titik 2 :
Energi yang terkandung E
2
= E
k2
+ E
p2
= m
2
. + m
2
.g.h
2
Dan hubungan dari kondisi kerja ini adalah E
o
= E
2
- E
1
, atau dapat dituliskan:
P
2
-P
1
.Q = [ m
2
. + m
2
.g.h
2
] - [ m
1
. + m
1
.g.h
1
] P
2
-P
1
.Q = { m
2
. - m
1
. + m
2
.g.h
2
- m
1
.g.h
1
}……1 Dimana : Q = A . V = Konstan
M = ρ . A . V
, dimana ρ
1
= ρ
2
Sehingga persamaan 1 di atas dapat dituliskan sebagai berikut : P
2
-P
1
A.V = [ρ.A.V
3 2
- ρ.A.V
3 1
] + ρ.A.V.gh
2 -
h
1
P
2
-P
1
= ρ - + ρ.gh
2
-h
1
……………………………..2
Universitas Sumatera Utara
Jika ρ kgm
3
. g ms
2
= γ Nm
3
, maka persamaan 2 dapat disederhanakan menjadi :
= + h
2
-h
1
Atau persamaan untuk mencari head pompa digunakan hukum Bernoulli yaitu : +
+ Z
1
+ H
p
= +
+ Z
2
+ H
L
Maka : H
P
= +
+ Z
2
- Z
1
+ H
L
Dimana : adalah perbedaan head tekanan.
adalah perbedaan head kecepatan Z
2
- Z
1
adalah perbedaan head potensial H
L
adalah kerugian head head losses Dari rumus di atas dapat dilihat bahwa head total pompa diperoleh dengan
menjumlahkan head tekanan, head kecepatan, head potensial, dan head losses yang timbul dalam instalasi pompa. Sementara head losses sendiri merupakan
jumlah kerugian head mayor h
f
dan kerugian head minor h
m
. H
L
= h
f
+ h
m
2.7 Putaran spesifik
Jenis impeler yang digunakan pada suatu pompa tergantung pada putaran spesifiknya. Putaran spesifik adalah putaran yang diperlukan pompa untuk
menghasilkan 1 m degan kapasitas 1 m
3
s, dan dihitung berdasarkan Khetagurov, hal 205
n
s
= 3,65 Dimana : n
s
= putaran spesifik [rpm] n = putaran pompa [rpm]
Q = kapasitas pompa [m
3
s] H
p
= head pompa [mH
2
O]
Universitas Sumatera Utara
2.8 Daya pompa
Daya pompa ialah daya yang dibutuhkan poros pompa untuk memutar impeler didalam memindahkan sejumlah fluida denga kondisi yang
diinginkan. Besarnya daya poros yang dibutuhkan dapat dihitung berdasarkan Fritz dietzel. Hal 243
N
P
= Dimana :
N
p
= daya pompa [watt] Q
= kapasitas pompa [m
3
s] H
p
= head pompa [m] ρ = rapat jenis fluida [kgm
3
] η
p
= effisiensi pompa
2.9 Aliran fluida
Aliran dalam pemipaan akan terjadi dari titik yang mempunyai head hidrolik yang lebih tinggi energi internal per satu-satuan berat air ke head
yang lebih rendah, dimana terjadi kehilangan energi hidrolik di sepanjang pipa.
Kehilangan energi hidrolik sepanjang pipa secara umum disebabkan oleh : A.
Kerugian head mayor Kerugian head ini terjadi akibat adanya gesekan antara dinding pipa
dengan fluida yang mengalir di dalamnya. Persamaan umum yang dapat digunakan untuk mencari headlosses akibat gesekan dalam pipa dapat
dilakukan dengan menggunakan : a.
Persamaan Darcy - Weisbach b.
Persamaan Hazen - Williams Kedua persamaan diatas memiliki kelebihan dan kekurangan masing-
masing yaitu : a.
Persamaan Darcy - Weisbach 1.
Memberikan hasil yang lebih baik untuk pipa yang relatif pendek. 2.
Untuk sistem terdiri dari bermacam-macam pipa akan lebih rumit perhitungannya.
Universitas Sumatera Utara
3. Populer atau sering dipakai untuk perhitungan dengan beda energi
besar. 4.
Persamaan ini secara teori paling bagus dan dapat digunakan ke semua jenis fluida.
b. Persamaan Hazen-Williams :
1. Umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head dalam pipa yang
relatif sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air minum. 2.
Untuk sistem yang terdiri dari bermacam-macam pipa, perhitungannya akan lebih mudah disbanding Darcy - Weisbach.
3. Persamaan Hazen - Williams paling banyak digunakan untuk
menghitung headlosses, tetapi biasa digunakan untuk semua fluida selai dari air dan digunakan hanya untuk aliran turbulen.
B. Kerugian Minor
Kerugian ini diakibatkan adanya perubahan dalam geometri aliran seperti katup, belokan, perubahan diameter pipa, sambungan saluran
masuk dan keluar pipa. Dan kerugian minor dapat dihitung berdasarkan h
m
= K Dimana : V = Kecepatan rata-rata aliran fluida dala suatu pipa [ms]
g = gravitasi bumi [ms
2
] K = Koefisien minor loses
2.10 Kavitasi
Kavitasi adalah fenomena perubahan phase uap dari zat cair yang sedang mengalir, karena tekanannya berkurang hingga di bawah tekanan uap jenuhnya.
Pada pompa bagian yang sering mengalami kavitasi adalah sisi isap pompa. Hal ini terjadi jika tekanan isap pompa terlalu rendah hingga dibawah tekanan uap
jenuhnya, hal ini dapat menyebabkan :
-
Suara berisik, getaran atau kerusakan komponen pompa tatkala gelembung-gelembung fluida tersebut pecah ketika melalui daerah yang
lebih tinggi tekanannya
Universitas Sumatera Utara
-
Kapasitas pompa menjadi berkurang
-
Pompa tidak mampu membangkitkan head tekanan
-
Berkurangnya efisiensi pompa. Secara umum, terjadinya kavitasi diklasifikasikan atas 5 alasan dasar :
1. Vaporization - Penguapan Fluida menguap bila tekanannya menjadi sangat rendah atau temperaturnya
menjadi sangat tinggi. Setiap pompa sentrifugal memerlukan head tekanan pada sisi isap untuk mencegah penguapan. Tekanan yang diperlukan ini,
disiapkan oleh pabrik pembuat pompa dan dihitung berdasarkan asumsi bahwa air yang dipompakan adalah fresh water pada suhu 68
o
F. Dan ini disebut Net Positive Suction Head Available NPSHA. Karena ada pengurangan tekanan
head losses pada sisi suction karena adanya valve, elbow, reduser, dll, maka perhitungan head total pada sisi suction dan biasa disebut Net Positive Suction
Head is Required NPSHR. Nilai keduanya mempengaruhi terjadinya penguapan, maka untuk mencegah penguapan, syaratnya adalah :
NPSHA - Vp ≥ NPSHR
Dimana : Vp
= Vapor pressure fluida yang dipompa. Dengan kata lain untuk memelihara supaya vaporization tidak terjadi maka harus
dilakukan hal berikut : a.
Menambah Suction head, dengan :
-
Menambah level liquid di tangki.
-
Meninggikan tangki.
-
Memberi tekanan tangki.
-
Menurunkan posisi pompauntuk pompa portable.
Universitas Sumatera Utara
-
Mengurangi head losses pada suction piping system. Misalnya dengan mengurangi jumlah fitting, membersihkan striner, cek mungkin venting
tangki tertutup atau bertambahnya speed pompa. b.
Mengurangi Tempertur fluida, dengan :
-
Mendinginkan suction dengan fluida pendingin
-
Mengisolasi suction pompa
-
Mencegah naiknya temperature dari bypass system dari pipa discharge. c.
Mengurangi NPSHR, dengan :
-
Gunakan double suction. Ini bias mengurangi NPSHR sekitar 25 dan dalam beberapa kasus memungkinkan penambahan speed pompa sebesar
40 .
-
Gunakan pompa dengan speed yang lebih rendah.
-
Gunakan impeller pompa yang memiliki bukaan lobang eye yang lebih besar.
-
Install Induser, dapat mereduksi NPSHR sampai 50 .
-
Gunakan pompa yang lebih kecil. Menggunakan 3 buah pompa kecil dengan ukuran kapasitas separuhnya, hitungannya lebih murah dari pada
menggunakan pompa besar dan spare-nya. Lagi pula dapat menghemat energy.
2. Air Ingestion - Masuknya Udara Luar ke Dalam System Pompa sentrifugal hanya mampu mengendalikan 0.5 udara dari total volume.
Lebih dari 6 udara, akibatnya bisa sangat berbahaya, dapat merusak komponen pompa.
Udara dapat masuk ke dalam system melalui beberapa sebab, antara lain :
-
Dari packing stuffing box. Ini terjadi, jika pompa dari kondensor, evaporator atau peralatan lainnya bekerja pada kondisi vakum.
-
Letak valve di atas garis permukaan air water line.
Universitas Sumatera Utara
-
Flens sambungan pipa yang bocor.
-
Tarikan udara melalui pusaran cairan vortexing fluid.
-
Jika bypass line letaknya terlalu dekat dengan sisi isap, hal ini akan menambah suhu udara pada sisi isap.
-
Berkurangnya fluida pada sisi isap, hal ini dapat terjadi jika level cairan terlalu rendah.
Gambar 2.14 Vortexing Fluida Keduanya, baik penguapan maupun masuknya udara ke dalam system
berpengaruh besar terhadap kinerja pompa yaitu pada saat gelembung- gelembung udara itu pecah ketika melewati eye impeller sampai pada sisi
keluar Sisi dengan tekanan yang lebih tinggi. Terkadang, dalam beberapa kasus dapat merusak impeller atau casing. Pengaruh terbesar dari adanya
jebakan udara ini adalah berkurangnya kapasitas pompa. 3. Internal Recirculation - Sirkulasi Balik di dalam System
Kondisi ini dapat terlihat pada sudut terluar leading edge impeller, dekat dengan diameter luar, berputar balik ke bagian tengah kipas. Ia dapat juga
terjadi pada sisi awal isap pompa. Efek putaran balik ini dapat menambah kecepatannya sampai ia menguap dan kemudian pecah ketika melalui
tempat yang tekanannya lebih tinggi. Ini selalu terjadi pada pompa dengan NPSHA yang rendah. Untuk mengatasi hal tersebut, kita harus tahu nilai
Universitas Sumatera Utara
Suction Spesific Speed , yang dapat digunakan untuk mengontrol pompa saat beroperasi, berapa nilai terdekat yang teraman terhadap nilai BEP Best
Efficiency Point pompa yang harus diambil untuk mencegah terjadinya masalah.
4. Turbulence - Pergolakan Aliran Aliran fluida diinginkan pada kecepatan yang konstan. Korosi dan hambatan
yang ada pada system perpipaan dapat merubah kecepatan fluida dan setiap ada perubahan kecepatan, tekanannya juga berubah. Untuk menghambat hal
tersebut, perlu dilakukan perancangan system perpipaan yang baik. Antara lain memenuhi kondisi jarak minimum antara suction pompa dengan elbow yang
pertama minimal 10 X diameter pipa. Pada pengaturan banyak pompa, pasang suction bells pada bays yang terpisah, sehingga satu sisi isap pompa tidak akan
mengganggu yang lainnya. Jika ini tidak memungkinkan, beberapa buah pompa bisa dipasang pada satu bak isap sump yang besar, dengan syarat :
- Posisi pompa tegak lurus dengan arah aliran.
- Jarak antara dua center line pompa minimum dua kali suction diameter.
- Semua pompa dalam keadaan runing.
- Bagian piping upstream paling tidak memiliki pipa yang lurus dengan
panjang minimal 10 x diameter pipa. -
Setiap pompa harus memiliki kapasitas kurang dari 15.000 gpm. -
Batas toleransi dasar pompa seharusnya sekitar 30 diameter pipa isap
5. Vane Passing Syndrome
Kerusakan akibat kavitasi jenis ini terjadi ketika diameter luar impeller lewat terlalu dekat dengan cutwater pompa. Kecepatan aliran fluida ini bertambah
tatkala alirannya melalui lintasan kecil tersebut, tekanan berkurang dan menyebabkan penguapan lokal. Gelembung udara yang terbentuk kemudian
pecah pada tempat yang memiliki tekanan yang lebih tinggi, sedikit diluar alur cutwater. Hal inilah yang menyebabkan kerusakan pada voluterumah
keong pompa. Untuk mencegah pergerakan poros yang berlebihan, beberapa pabrik pembuat memasang bulkhead rings pada suction eye. Pada sisi keluar
Universitas Sumatera Utara
discharge, ring dapat dibuat untuk memperpanjang sisi keluar dari dinding discharge sampai selubung impeller.
Kavitasi dinyatakan dengan cavities atau lubang di dalam fluida yang kita pompa. Lubang ini juga dapat dijelaskan sebagai gelembung-gelembung, maka kavitasi
sebenarnya adalah pembentukan gelembung-gelembung dan pecahnya gelembung tersebut. Gelembung terbentuk tatkala cairan mendidih. Hati-hati untuk
menyatakan mendidih itu sama dengan air yang panas untuk disentuh, karena oksigen cair juga akan mendidih dan tak seorang pun menyatakan itu panas. Dan
pengaruh Kavitasi denhgan kinerja pompa sentrifugal adalah sebagai berikut: 1.
Kapasitas Pompa Berkurang
-
Ini terjadi karena gelembung-gelembung udara banyak mengambil tempatspace, dan kita tidak bisa memompa cairan dan udara pada tempat
dan waktu yang sama. Otomatis cairan yang diperlukan menjadi berkurang.
-
Jika gelembung itu besar pada eye impeller, pompa akan kehilangan pemasukan dan akhirnya perlu priming tambahan cairan pada sisi isap
untuk menghilangkan udara. 2.
Tekanan Head kadang berkurang
Gelembung-gelembung tidak seperti cairan, ia bisa dikompresi compressible. Hasil kompresi ini yang menggantikan head, sehingga head
pompa sebenarnya menjadi berkurang. 3.
Pembentukan gelembung pada tekanan rendah karena mereka tidak bisa terbentuk pada tekanan tinggi.
Jika kecepatan fluida bertambah, maka tekanan fluida akan berkurang. Ini artinya kecepatan fluida yang tinggi pasti di daerah bertekanan rendah. Ini
akan menjadi masalah setiap saat jika ada aliran fluida melalui pipa terbatas, volute atau perubahan arah yang mendadak. Keadaan ini sama dengan aliran
fluida pada penampang kecil antara ujung impeller dengan volute cut water.
Universitas Sumatera Utara
4. Bagian-bagian Pompa Rusak
-
Gelembung-gelembung itu pecah di dalam dirinya sendiri, ini dinamakan imploding kebalikan dari exploding. Gelembung-gelembung itu pecah dari
segala sisi, tetapi bila ia jatuh menghantam bagian dari metal seperti impeller atau voluteia tidak bisa pecah dari sisi tersebut, maka cairan
masuk dari sisi kebalikannya pada kecepatan yang tinggi dilanjutkan dengan gelobang kejutan yang mampu merusak part pompa. Ada bentuk
yang unik yaitu bentuk lingkaran akibat pukulan ini, dimana metal seperti dipukul dengan ball peen hammer.
-
Kerusakan ini kebanyakan terjadi membentuk sudut ke kanan pada metal, tetapi pengalaman menunjukan bahwa kecepatan tinggi cairan
kelihatannya datang dari segala sudut. Semakin tinggi kapasitas pompa, kelihatannya semakin mungkin kavitasi
terjadi. Nilai Specific speed pump yang tinggi mempunyai bentuk impeller yang memungkinkan untuk beroperasi pada kapasitas yang tinggi dengan
power yang rendah dan kecil kemungkinan terjadi kavitasi. Hal ini biasanya dijumpai pada casing yang berbentuk pipa, dari pada casing yang berbentuk
volute.
2.11 Computational Fluid Dynamic CFD Fluent Computational Fluid Dynamic CFD dapat dibagi menjadi dua kata,
yaitu: a.
Computational : Segala sesuatu yang berhubungan dengan
matematika dan metode numerik atau komputasi. b.
Fluid Dynamic : Dinamika dari segala sesuatu yang mengalir.
Ditinjau dari istilah di atas, CFD bisa berarti suatu teknologi komputasi yang memungkinkan untuk mempelajari dinamika dari benda-benda atau
zat-zat yang mengalir. Secara definisi, CFD adalah ilmu yang mempelajari cara memprediksi n
fluida, perpindahan panas, reaksi kimia, dan fenomena lainnya denga menyelesaikan persamaan-persamaan matematika model matematika. Dan
Universitas Sumatera Utara
Fluent adalah salah satu jenis program CFD yang menggunakan metode elemen hingga dan Fluent juga menyediakan fleksibilitas mesh yang
lengkap, sehingga dapat menyelesaikan kasus aliran fluida dengan mesh grid yang tidak terstruktur sekalipun dengan cara yang relatif mudah.
Penggunaan CFD umumya berhubungan dengan keempat hal berikut: 1.
Studi konsep dari desain baru 2.
Pengembangan produk secara detail 3.
Analisis kegagalan atau troubleshooting 4.
Desain ulang
2.11.1 Metode Diskritisasi CFD