Saturday, January 5, 2008

Pengetahuan Umum Tentang Pompa

PENGETAHUAN UMUM TENTANG POMPA
(Oleh Okasatria Novyanto)

Pengertian Pompa
Pompa merupakan pesawat angkut yang bertujuan untuk memindahkan zat cair melalui saluran tertutup. Pompa menghasilkan suatu tekanan yang sifat hanya mengalir dari suatu tempat ke tempat yang bertekanan lebih rendah. Atas dasar kenyataan tersebut maka pompa harus mampu membangkitkan tekanan fluida sehingga sehingga dapat mengalir atau berpindah. Fluida yang dipindahkan adalah fluida incompresibel atau fluida yang tidak dapat dimampatkan. Dalam kondisi tertentu pompa dapat digunakan untuk memindahkan zat padat yang berbentuk bubukan atau tepung.
Prinsip kerja pompa adalah menghisap dan melakukan penekanan terhadap fluida. Pada sisi hisap (suction) elemen pompa akan menurunkan tekanan dalam ruang pompa sehingga akan terjadi perbedaan tekanan antara ruang pompa dengan permukaan fluida yang dihisap. Akibatnya fluida akan mengalir ke ruang pompa. Oleh elemen pompa fluida ini akan didorong atau diberikan tekanan sehingga fluida akan mengalir ke dalam saluran tekan (discharge) melalui lubang tekan. Proses kerja ini akan berlangsung terus selama pompa beroperasi.
Untuk melakukan kerja hisap dan menekan pompa membutuhkan energi yang berasal dari pengerak pompa. Energi mekanis dari pengerak pompa oleh elemen pompa akan diubah menjadi energi tekan pada fluida sehingga fluida akan memiliki daya air. Energi dari pengerak pompa selain untuk memberi daya alir pada fluida juga digunakan untuk melawan perbedaan energi potensial, mengatasi hambatan dalam saluran yang diubah menjadi panas. Energi yang digunakan untuk mengatasi hambatan dan yang diubah menjadi panas merupakan kerugian energi bagi pompa. Dari keterangan diatas maka dapat disimpulkan fungsi pompa adalah untuk mengubah energi mekanis dari pengerak pompa menjadi energi tekan dalam fluida sehingga akan menjadi aliran fluida atau perpindahan fluida melalui saluran tertutup.
Spesifikasi Pompa
Head adalah energi per satuan berat fluida. Head pompa biasanya dinyatakan dalam satuan meter. Sedangkan untuk volume satuan yang sering digunakan adalah liter per menit, meter kubik per jam atau dalam berat fluida yang dapat dipindahkan per satuan waktu seperti kg/menit.
Head yang dapat dibangkitkan oleh suatu pompa dipengaruhi oleh jenis pompa, bentuk impeler, putaran,dan berat jenis fluida yang dipompakan, semakin besar berat jenisnya maka head yang dapat dibangkitkan akan semakin kecil. Disamping itu head pompa juga dipengaruhi oleh tekanan atmosfer dimana pompa dioperasikan. Semakin dekat dengan permukaan laut maka tekanan atmosfer semakin tinggi sehingga tekanan antara permukaan fluida yang dipompa dan ruang pompa akan semakin besar yang berarti head pompa akan semakin besar. Head pompa selain digunakan untuk memindahkan fluida ke arah vertikal juga digunakan untuk melawan hambatan yang terjadi, maka kemampuan pompa untuk mengangkat fluida akan semakin rendah.
Kapasitas pompa jenis displacement sebanding dengan perubahan volume ruang pompa. Sehingga kapasitas pompa displacement sangat ditentukan oleh ukuran ruang pompa dan jumlah langkah atau putaran per satuan waktu. Untuk pompa resiprokating kapasitas yang dapat dicapai bergantung pada kecepatan aliran fluida, yang mana ini dipengaruhi oleh bentuk impeler, putaran, bentuk rumah pompa dan bentuk saluaran yang digunakan.
Klasifikasi pompa
Pompa diklasifikasi menjadi dua jenis menurut prinsip kerjanya, yaitu pompa dinamik dan pompa displacement. Masing-masing jenis diatas masih dibagi lagi menjadi beberapa jenis menurut jumlah tingkat, bentuk element pompa, jumlah kerja dan arah aliran fluida.
Pompa Displacement
Pompa Displacement adalah pompa yang bekerja dengan perubahan volume ruang pompa. perubahan volume ruang pompa dilakukan oleh element gerak pompa yang bergerak translasi atau bolak-balik dalam ruang pompa, maupun yang bergerak rotasi. Ketika terjadi pembesaran volume rumah pompa maka akan terjadi penurunan tekanan di dalam rumah pompa, sehingga fluida yang memiliki tekanan lebih tinggi akan mengalir atau terhisap ke dalam rumah pompa melalui saluran hisap. Pada saat terjadi pengecilan volume rumah pompa maka fluida dalam rumah pompa akan mengalami penekanan sehingga fluida yang memiliki tekanan yang lebih tinggi dari tekanan di luar rumah pompa, akan mengalir melalui saluran tekan. Untuk mencegah aliran balik ke saluran hisap, maka pompa dilengkapi katup relief valve untuk mencegah aliran balik ke rumah pompa. Pompa jenis ini dapat menghasilkan head yang tinggi, tetapi aliran fluida yang dihasilkan tidak kontinyu tetapi periodik. Untuk mendapatkan aliran fluida yang lebih kontiyu maka pompa perlu dibuat kerja ganda.
Salah satu kelebihan pompa displacement dibanding jenis dinamik adalah pompa jenis displacement dapat memompa udara dengan cukup baik, sehingga pada awal operasi pompa ini memerlukan perlakuan priming yaitu mengisi saluran hisap atau rumah pompa dengan zat cair atau fluida yang sama dengan dipompa. Pompa perpindahan positif cocok untuk melayani kebutuhan head yang besar dengan kapasitas perpipaan yang berdiameter.
Pompa Sentrifugal
Pompa dinamik adalah pompa yang bekerja dengan volume ruang yang tetap. Head yang dibangkitkan merupakan perubahan energi kinetik fluida yang bergerak karena dorongan oleh sudu-sudu impeler yang berputar dalam rumah pompa, Impeler ini menerima energi mekanis dari pengerak pompa melalui poros impeler.
Fluida yang berputar dalam rumah pompa oleh gaya sentrifugal akan terlempar ke dinding rumah pompa sehingga pada daerah pusat impeler akan terjadi kehampaan. Karena pusat impeler mempunyai tekanan lebih rendah dari saluaran hisap, maka fluida dalam saluran hisap akan mengalir ke pusat impeler. Energi kinetik yang dimiliki fluida yang berputar dalam rumah pompa oleh rumah pompa akan diubah menjadi energi tekanan sehingga fluida akan mengalir ke saluran tekan.
Untuk lebih jelas mengetahui klasifikasi jenis-jenis pompa, silahkan lihat gambar berikut ini.
Pompa Rotari
Pompa rotari adalah pompa perpindahan positip yang mana aksi pemompaan utamanya disebabkan oleh pergerakan relatif antar elemen rotasi pemompaan dan elemen stasioner pompa. Pompa rotari berguna untuk mengangkat fluida dan zat cair, dimana fluida adalah istilah umum yang meliputi zat cair, gas, uap dan campuran antara mereka dan kadang-kadang meliputi zat padat yaitu berupa tepung atau bubuk, namun kebanyakan fluida yang digunakan adalah zat cair.
Ciri khusus dari pompa rotari bahwa cairan dipindahkan oleh selain perputaran dari pompa adalah tidak tergantung pada kecepatan aliran fluida. Juga bahwa sewaktu-waktu selalu mengunci bermacam-macam cairan antara sisi masuk dan keluar pompa oleh aksi dan posisi dari elemen-elemen pompa dan clearance yang rapat dari pompa.
Semua basis pemompaan dalam pompa rotari terdiri atas tiga aksi dasar. Bagian rotasi dan stasioner bertindak untuk membatasi volume, dikunci dari outlet pompa dan membuka inlet pompa, yang mana timbul sebagai perputaran elemen rotasi pompa. Ketika volume ini tidak membuka bagian inlet ataupun outlet ruang pompa, maka seal ke bagian outlet ruang pompa dibuka, volume yang membuka ke outlet adalah oleh aksi bersama bagian yang bergerak dan stasioner pompa. Dalam pompa rotasi aksi dari pemompaan elemen volume harus ada tiga kondisi, yaitu : outlet tertutup Inlet membuka, outlet tertutup inlet tertutup, outlet membuka inlet tertutup. Untuk aksi pemompaan yang baik volume Inlet membuka / Open To Inlet (OTI) akan timbul volume yang rat dan seterusnya dengan putran pompa, volume outlet tertutup Inlet tertutup / Close To Inlet and Outlet (CTIO) akan konstan dalam volume perputaran pompa dan volume outlet membuka / Open To Outlet (OTO) akan menimbulkan volume yang maksimal pada sisi keluar.
Macam-macam pompa Rotari
Pompa rotari positif rotor 3 lobe
Pompa rotari positif 3 lobe termasuk pompa positif dimanan elemen rotor didukung dari hub silinder inset ke dalam ujung plat pompa. Volume OTI dibatasi oleh dinding-dinding body dan permukaan elemen rotor antara titik kontak tempat dudukan dimana rotor-rotor mengalirkan fluida dengan dinding-dinding stator (daerah antara rotor- rotor) atau leave (daerah atas dan bawah) volume OTI. Sedangkan Volume OTO dibatasi oleh permukaan elemen-elemen rotor antara kotak-kotak penguncian fluidanya dengan dinding stator dimana mereka berada (berada antara rotor-rotor) atau masuk (daerah atas dan bawah) volume OTO dan oleh dinding-dinding body. Karakteristik pompa rotari adalah rotor-rotor yang satu dengan yang lain tidak terkait dengan atau tidak kontak satu sama yang lain, rotor-rotor ini dipasang atau susunannya sangat presisis antar rotor-rotornya., tanpa ada kebocoran fluida jika mereka bekerja. Ini berbeda dengan roda gigi dan sekrup dimana rotor-rotornya saling kontak.
Permukaan radial dan permukaan aksial dari elemen piston rotor berjalan pada kontak clearence yang rapat dengan dinding body dan kontak beban bantalan bisa berada pada daerah ini. Celah-celah dibatasi oleh clearence, menentukan besar kebocoran fluida dari volume OTO ke volume OTI untuk perbedaan tekanan dan vikositas efektif fluida yang diberikan. Rotor lain pada sebuah pompa rotary positif 3 lobe merasakan torsi pemompaan yang penuh dari penggerak pompa.
Pada gambar dibawah ini memperlihatkan sebuah pompa rotari positif rotor 3 lobe, dimana pusat rotasi dari rotor-rotornya berada pada poros utama pada pompa. Tidak seperti roda gigi internal rotor-rotornya saling kontak satu dengan yang lainnnya.
Flexible Member Pump
Flexible member pump mempunyai pemompaan yang sejenis dengan pompa vane internal dengan volume OTI, OTO, CTIO dibatasi oleh permukaan rotor dan permukaan body dan kontak-kontak fluida antara vane fleksibel rotor dan permukaan body.
Flexibel linear pump adalah mempumyai aksi pemompaan yang sama dengan pompa vane external, ketiga volume ruangan pompa
dibatasi oleh permukaan dalam body, permukaan luar liner dan kontak kebocoran fluida antara liner dan lubang body. Pompa linner paling banyak, tidak seperti pompa rotari lainnya, mempunyai satu posisi rotor terkecil yang mana tidak ada kebocoran fluida antara volume OTI dan OTO. Pompa hanya tergantung pada kecepatan fluida, dan inertia untuk membatasi aliran balik selama posisi ini. Lebih jelasnya Lihat gambar berikut ini.
Flexibel tube pump adalah satu yang mana tiga volume dibatasi hanya oleh permukaan dalam dari tube flexibel dan dibatasi oleh tempat dudukan dari titik-titik komperesi pada tube oleh roller-roller atau sepatu-sepatu dan dinding body.
Pompa Roda gigi
Pompa roda gigi adalah pompa rotari yang man
a dua atau lebih roda gigi yang dihubungkan untuk mendapatkan aksi pemompaan. Karakteristik bahwa salah satu dari roda gigi menjadi penggerak roda gigi lainnya. Kontak mekanik antara bentuk roda gigi sebuah bagian dari pergerakan penguncian fluida antara sisi masuk dan sisi keluar dan ujung–ujung radial dari roda gigi dan sisi-sisi dari bentuk gigi. Kontak gigi bergerak sepanjang permukaan gigi dan selalu melompat dari gigi ke gigi seperti perputaran roda gigi. Ada pula karakteristik yang membedakan pompa roda gigi dari pompa lobe, yang mana rotor tidak mampu mengerakan lainnya, dan yang mana kontak penguncian fluida berkedudukan antara lobe-lobe.
Dua jenis pompa roda gigi adalah pompa roda gigi luar (external gear pump) dan pompa roda gigi dalam (internal gear pump). Umumnya pompa roda gigi luar disusun sedemikian rupa sehinga pusat rotasi dari elemen lainnya adalah external (di luar) untuk diameter mayor pada penyambungan roda gigi dan semua roda gigi adalah jenis roda gigi luar. Pusat rotasi pada suatu roda gigi terendah pada pompa roda gigi dalam adalah di sebelah dalam diameter mayor pada sebuah penggabungan roda gigi dan pada satu gigi terendah adalah jenis roda gigi dalam atau jenis gigi mahkota. karakteristik yang membedakan pompa roda gigi dari pompa lobe, yang mana rotor tidak mampu mengerakan lainnya, dan yang mana kontak penguncian fluida berkedudukan antara lobe-lobe.
Dari ilustrasi gambar diatas dapat dijelaskan bahwa volume OTI pada ruang pemompaan pada pompa roda gigi dibatasi oleh dinding-dinding body dan oleh permukaan gigi-gigi roda gigi antara titik-titik penguncian fluida dimana pengabungan roda gigi-roda gigi dan titik-titik penguncian roda dimana ujung gigi roda gigi lainya bertemu dan mengunci dengan dinding-dinding body seperti ini meningalkan volume OTI. Fluida yang terperangkap pada diantar gigi-gigi roda gigi dan diding body terkunci dari ruangan pemasukan dan ruang pengeluaran dan ini volume CTIO. Volume OTO dibatasi diding-dinding body permukaan gigi roda giginya antara titik penguncian fluida dimana ujung gigi roda gigi lainya meningalkan dinding body dan masuk ke volume OTO dan titik-titik penguncian fluida dimana roda gigi-roda gigi dihubungkan.
Bagian-bagian sisi axsial dari roda gigi-roda gigi berjalan pada kontak clearance yang kecil dengan axial dan permukaan ruangan pemompaan. Gigi-gigi pada roda gigi berjalan pada kontak clearence yang kecil dengan gigi-gigi yang lainnya dimana mereka dihubungkan. Ujung-ujung gigi roda gigi berjalan pada kontak clearence yang kecil dengan permukaan radial dari ruangan pompa pada pengangkatan dari volume OTI ke volume OTO. Beban kontak bantalan antara rotor-rotor atau antara rotor dan stator bisa berada pada tiga daearah, dan celah-celah dibatasi oleh kelongaran jalan pada daerah-daerah ini menentukan banyak kebocoran dari volume OTI ke volume OTO, untuk beberapa beda tekanan yang diberikan antara volume-volume ini, untuk beberapa vikositas efek fluida.
Gaya pemompaan dibagi oleh rotor-rotor dan banyaknya seimbang dari total torsi bulu kempa oleh rotor yang lainya pada beberapa saat seketika ditentukan oleh kedudukan titik-titik penguncian fluida antara gigi-gigi roda gigi rotor. Saat titik penguncian fluida bergerak maju pusat rotasi dari roda gigi rotor, torsi pemompaan pada penambahan roda gigi itu, dan saat ini bergerak dari pusat ke pengurangan torsi, tetapi mereka mungkin digunakan untuk mentransfer torsi antara sambungan-sambungan yang berputar untuk menghindari keausan secara cepat antara gigi-gigi rotor ketika pompa mengangkat zat cair yang tidak perlu dilumasi (non lubricasting liquid).
Pompa Sekrup Rotor banyak (Multiple Rotor scew P
ump)
Biasanya rotor-rotor model sekrup pada pompa jenis ini tidak bisa mengerakan satu sama lainya dan roda gigi pengatur dikehendaki. Volume OT
I dibatasi oleh dinding body dan permukaan sekrup antara kontak penguncian fluida antara sekrup-sekrup dan kontak penguncian fluida antara diameter mayor dari kumpulan sekrup dan dinding body sekrup dihubungkan volume OTI. Volume CTIO dipasang pada tangga sekrup antara titik-titik penguncian fluida pada gandengan sekrup yang ada. Volume OTO dibatasi oleh dinding-dinding body dan oleh permukaan sekrup antara kontak penguncian fluida antara sekrup dan kontak penguncian fluida antara diameter mayor tangga sekrup dan dinding body dimana sekrup bergabung dengan volume OTO.
Diameter mayor dari rotor-rotor sekrup berjalan pada kontak kelonggaran yang kecil, dengan dinding stator. Sisi-sisi dari tangga sekrup berjalan pada kontak clearence yang kecil dengan yang lain dimana mereka berhubungan. Beban kontak bantalan bisa berada di kedua daerah ini, dan celah-celah dibatasi dengan menentukan kelonggaran-kelonggaran jalan banyaknya kebocoran fluida dari volume OTO ke volume OTI untuk membedakan tekanan yang diberikan dan vikositas fluida.
Kontak alami berada diantara sekrup-sekrup d
imana menentukan jaringan torsi pemompaan bulu kempa dengan perakitan rotasi yang lain. Yang terpenting dalam torsi pemompaan, dua pompa sekrup adalah dibagi sama antara sekrup-sekrup pada semua waktu. Ujung permukaan aksial sekrup memulai gaya angkat dengan perbedaan tekanan antara volume OTI dan volume OTO.
Pompa Lobe (Lobe Pump)
Pompa lobe bentuk permukaan rotornya dibulat
kan yang mana mengijinkan rotor-rotor terus berhimpitan, tetapi rotor-rotornya tidak saling menggerakkan sebagai putaran pada pompa.
Tidak seperti pompa roda gigi, jumlah kedua lobenya tidak mengijinkan salah satu rotor menggerakan rotor yang lain dan semua pompa lobe m
enghendaki timing gear. Volume OTI dibatasi oleh permukaan body, permukaan rotor, kontak antar rotor- rotor dan kontak antara rotor dengan tutup lobe dan body. Volume CTIO dibatasi oleh kontak antara tutup lobe dan dinding body dan pengabungan antara dinding body dam permukaan lobe. Volume OTO dibatasi oleh dinding-dinding body, permukaan rotor, komtak lobe ke dinding body dan kontak lobe-lobe. Pada pompa lobe dua rotor, torsi dibagi oleh kedua rotor dengan jumlah yang sesuai dari torsi tergantung posisi dari titik kontak rotor ke rotor pada daerah kontak rotor. Ketika titik kontak pada daerah radius mayor (radius maksimun lobe dari satu rotor pada kontak dengan radius minimum dari pengabungan rotor), satu rotor meneruskan torsi pemompaan yang penuh sambil rotor yang lain menemui torsi yang seimbang. Torsi pemompaan yang penuh mengalir dari rotor ke rotor lainmeninggalkan tempat sebanyak waktu pada revolusi lengkap yang lain dari sebuah rotor seperti ada lobe-lobe pada rotor.
Pompa lobe dalam (internal lobe pump) adalah salah satu rotor tunggal dengan lobe sepanjang keliling bentuk pompa, dengan digerakkan pada kombinasi rotasi dan girasi dari rotasi pada pusat body dengan kontak-kontak bentuk lobe dalam, pada suatu jalan yang demikian bahwa rotor selalu kontak body pada dua atau lebih tempat untuk mengawetkan penguncian fluida antara volume OTO dan volume OTI.
Volume OTI dibatasi oleh permukaan luar rotor dan permukaan dalam body, dan titik-titik penguncian fluida diantara mereka. Volume CTOI dibatasi oleh permukaan luar rotor dan permukaan dalam body antara dua titik penguncian fluida yang berdekatan. Volume OTO dibatasi oleh permukaan luar rotor, permukaan dalam body dan titik penguncian fluida antara rotor dan body. Kebanyakan pompa jenis ini mempunyai satu lobe rotor yang mengalah daripada rongga dalam body lobe. Torsi pemompaan yang penuh adalah dirasakan oleh rotor tunggal tetapi torsi adalah berputar atau beredar, tergantung posisi rotor dan perlengkapan pengunciannya dengan body, jumlah siklus torsi per putaran rotor menjadi sama dengan jumlah lobe pada rotor.
Pompa sekrup tunggal adalah mempunyai prinsip operasi yang sama dengan pompa lobe dalam, kecuali bahwa kerugian rongga aksial sepanjang anggota pencekik dengan permukaan luar celah kecil seperti ini berputar pada sebuah body dengan alur-alur celah kecil sumbu dalam. Beban tekan yang tinggi pada tekanan tinggi dirasakan oleh rotor pada gambaran versi penutup tunggal, tetapi ini dulu diseimbangkan dengan menggunakan 2 (dua) bagian berlawanan.
Pompa Vane Rotor Kaku (Rigid Rotor Vane Pu
mp)
Pada berbagai jenis pompa vane rotor kaku, elemen-elemen yang dapat bergerak mengunci pada sudu-sudu kaku, roller-roller, selop-selop (slippers), sepatu-sepatu, bucket-bucket dan sebagainya, digerakkan umumnya radial dala
m keadaan dan rupa dengan meratakan cam, untuk memelihara kuncian (kedap udara) fluida antara volume OTI dan volume OTO selama operasi pompa. Volume OTI dibatasi oleh dinding-dinding body, dinding-dinding rotor kontak kuncian antara vane dan rotor dan body, kontak kuncian antara vane-vane dan rotor, dan kontak kuncian antara vane dan body. Volume OTO dibatasi oleh permukaan dinding body, permukaan dinding rotor, titik-titik penguncian fluida vane ke rotor dan vane ke body. Volume OTO dibatasi oleh permukaan boby, permukaan rotor, titik-titik kuncian fluida vane ke body dan titik-titik kuncian fluida vane ke rotor. Dalam pompa vane internal, volume radial dibelakang vane-vane menginginkan untuk selalu memiliki komposisi konstan atau lubang lain, karena dari aksi pemompaan piston dari vane-vane dan adanya fluida yang terperangkap, ketika vane-vane berada didalam susunan blade-blade, rotor- rotor. Ketika kerataan vane adalah radial external dari rotor, dan vane atau vane-vane dipasang pada body atau stator, pompa ini disebut pompa external vane in body pump. Volume OTI, CTIO, OTO dibatasi seperti untuk internal vane pump ketika vane external bertingkat digunakan. Pada gambar dibawah ini memperlihatkan pompa vane internal vane tunggal, dalam hal ini volume CTIO dibatasi oleh kerataan rotor, kerataan body dan kebocoran fluida diantara mereka. Pompa vane adalah pompa rotor tunggal dan rotor ini merasakan torsi pemompaan penuh.

5 comments:

Pendidikan Kita said...

Artikelnya menarik mas, dan sangt bermanfaat buat saya,!!!
Mudah-mudahan banyak manfaatnya untuk orang yang membacanya..

Anonymous said...

Bagus Banget..untung ada ini.klo ga bisa terhambat skripsi saya..makasih artikelnya yah..penting banget..yg begini nih baru isi yang berbobot..

Jasa Pembuatan Kaos Oblong said...

Artikelnya Bagus

Salam
Jasa Pembuatan Kaos

Mas imoeng.. said...

mantap pak dhe.... lumayan nambaih ilmune enyong.. suwun...

njuh dolang maring wonosobo..

karim said...

terima kasih banyak!!!
tambah lagi..