BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pompa adalah mesin yang mengkonversikan energi mekanik menjadi energi tekanan. Menurut beberapa literatur terdapat beberapa jenis pompa, namun yang akan
dibahas dalam perancangan pompa ini ialah jenis pompa sentrifugal. Pompa sentrifugal adalah jenis pompa yang sangat banyak dipakai oleh industri, terutama
industri pengolahan dan pendistribusian air. Pompa digunakan untuk memindahkan suatu cairan dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan cairan
tersebut. Kenaikan tekanan cairan tersebut digunakan untuk mengatasi hambatan- hambatan pengaliran. Hambatan-hambatan pengaliran itu dapat berupa perbedaan
tekanan, perbedaan ketinggian atau hambatan gesek. Klasifikasi pompa secara umum dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu pompa kerja positif positive
displacement pump dan pompa kerja dinamis non positive displacement pump. Salah satu jenis pompa kerja dinamis adalah pompa sentrifugal yang prinsip kerjanya
mengubah energi kinetik kecepatan cairan menjadi energi potensial dinamis
melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. Pada Instalasi Pengolahan Air
IPA,sebagian besar pompa yang digunakan ialah pompa bertipe sentrifugal. Gaya sentrifugal ialah sebuah gaya yang timbul akibat adanya gerakan sebuah benda atau
partikel melalui lintasan lengkung melingkar. Pompa sentrifugal merupakan pompa kerja dinamis yang paling banyak digunakan karena mempunyai bentuk yang
sederhana dan harga yang relatif murah. Keuntungan pompa sentrifugal dibandingkan jenis pompa perpindahan positif adalah gerakan impeler yang kontinyu menyebabkan
aliran tunak dan tidak berpulsa ,keandalan operasi tinggi disebabkan gerakan elemen yang sederhana dan tidak adanya katup-katup,kemampuan untuk beroperasi pada
putaran tinggi, yang dapat dikopel dengan motor listrik, motor bakar atau turbin uap ukuran kecil sehingga hanya membutuhkan ruang yang kecil, lebih ringan dan biaya
instalasi ringan,harga murah dan biaya perawatan murah.
2.1 Prinsip -Prinsip Dasar Pompa Sentrifugal
Prinsip-prinsip dasar pompa sentrifugal ialah sebagai berikut:
•
gaya sentrifugal bekerja pada impeller untuk mendorong fluida ke sisi luar sehingga kecepatan fluida meningkat
Universitas Sumatera Utara
•
kecepatan fluida yang tinggi diubah oleh casing pompa volute atau diffuser menjadi tekanan atau head.
2.2 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.
Gambar 2.1. 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
Universitas Sumatera Utara
=
1 2
m
1
.
2 1
v
+ m
1
.g.h
1
- Untuk titik 2 :
Energi yang terkandung E
2
= E
k2
+ E
p2
=
2 2
2 2
2
1 m .v
m .g.h 2
+
Dan hubungan dari kondisi kerja ini adalah E
o
= E
2
- E
1
, atau dapat dituliskan: P
2
-P
1
.Q = [
2 2
2 2
2
1 m .v
m .g.h 2
+
] - [
1 2
m
1
.
2 1
v
+ m
1
.g.h
1
]
P
2
-P
1
.Q = {
1 2
2 2
2
m .v
-
2 2
1
m .v
+ 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 =
1 2
[ρ.A.V
3 2
- ρ.A.V
3 1
] + ρ.A.V.gh
2 -
h
1
P
2
-P
1
=
1 2
ρ
2 2
v
-
2 1
v
+
ρ.gh
2
h
1
……………………………..2 Jika ρ kgm
3
. g ms
2
= γ Nm
3
, maka persamaan 2 dapat disederhanakan menjadi :
2 2
2 1
2 1
2 1
p p
v v
h h
2g γ
− −
= +
−
Atau persamaan untuk mencari head pompa digunakan hukum Bernoulli yaitu:
2 2
2 1
2 2
1 p
2 L
p v
p v
Z H
Z H
2 2g
g γ
γ +
+ + =
+ + +
Maka :
2 2
2 1
2 1
P 2
1 L
p p
v v
H Z
Z H
2g γ
− −
= +
+ − +
Universitas Sumatera Utara
Dimana :
2 1
p p
γ −
adalah perbedaan head tekanan.
2 2
2 1
v v
2g −
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
2.3 Putaran spesifik
Kategori