Karakteristik Pompa

Pompa adalah alat untuk membersihkan energi mekanis pada cairan. Pada pompa, densitas fluida konstan dan besar. Perbedaan tekanan biasanya cukup besar dan konstruksinyapun besar. Pompa ini bertujuan sebagai alat transfortasi fluida horizontal maupun vertical), menaikkan kecepatan. Dalam pemakaian pompa tidak selalu bekerja pada semua kondisi yang mana pemilihan jenis pompa harus berdasarkan pada pemakaian. Problem dalam pemilihan pompa harus berdasarkan jenis pompa yang cocok dengan kondisi atau keadaan alat, rating dan kebutuhan power. Faktor yang perlu diperhatikan dalam pemilihan pompa adalah sifat cairan dan rating (debit dan heat) yang diperlukan (Mc.Cabe, 1999:184).

Pompa adalah alat untuk menggerakan cairan atau adonan. Pompa menggerakan cairan dari tempat bertekanan rendah ke tempat dengan tekanan yang lebih tinggi, untuk mengatasi perbedaan tekanan ini maka diperlukan tenaga (energi). Pompa untuk udara biasa disebut compresor, kecuali untuk beberapa aplikasi bertekanan rendah, seperti di Ventilasi, Pemanas, dan Pendingin ruangan maka sebutanya menjadi fan atau Penghembus (Blower) . 

Pompa memiliki dua kegunaan utama:

-   Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air)

-   Mensirkulasikan cairan sekitar sistim (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan).

Komponen utama sistim pemompaan adalah:

-   Pompa

-   Mesin penggerak: motor listrik, mesin diesel atau sistim udara

-   Pemipaan, digunakan untuk membawa fluida

-   Kran, digunakan untuk mengendalikan aliran dalam sistim

-   Sambungan, pengendalian dan instrumentasi lainnya

-   Peralatan pengguna akhir, yang memiliki berbagai persyaratan (misalnya tekanan, aliran) yang menentukan komponen dan susunan sistim pemompaan. Contohnya adalah alat penukar panas, tangki dan mesin hidrolik.

Tekanan diperlukan untuk memompa cairan melewati sistim pada laju tertentu. Tekanan ini harus cukup tinggi untuk mengatasi tahanan sistim, yang juga disebut “head”.

Dalam rangka membuat fluida mengalir dari suatu tempat ke tempat lain pada suatu saluran tertutup atau pipa, diperlukan suatu gaya penggerak (driving force) kadang-kadang gaya penggerak ini disediakan oleh gaya grafitasi, di mana terdapat perbedaan dalam ketinggiannya. Pada umumnya, gaya penggeraknya atau energi disediakan oleh suatu alat mekanik seperti blower atau pompa, yang meningkatkan daya mekanis pada fluida. Energi ini mungkin dapat digunakan untuk meningkatkan kecepatan (gerakan fluida) atau tekanan atau ketinggian dari fluida (Tim Dosen Teknik Kimia, 2008: II-1)

Berdasarkan penggunaannya, pompa dibagi dalam beberapa jenis yaitu  reciprocating pump, centrifugal pump, rotary pump dan axial pump.

1.   Reciplocating Pump

Pada kelompok utama pertama pompa ini, volume tertentu zat cair tertangkap didalam suatu ruang yang diisi melalui pemasuk dan dikosongkan pada tekanan yang lebih tinggi melalui pembuang. Pengisian dan pendesakan cairan oleh torak atau dengan arah aliran cairan dikontakkan oleh katup-katup, adapun jenis dari reciplocating pump:

1.      Pompa piston

Debit pompa tergantung speed  dan cocok.

2.      Pompa Plunger

Pompa jenis ini dapat mengisi hamper keseluruhan ruang silinder. Pompa plunger selalu beraksi tunggal dan biasanya digerakkan oleh motor. Pompa ini dapat membuang melawan tekanan 1500 atm atau lebih.

3.      Pompa diafragma

Bisa untuk air kotor. Suspensi yang ada pada pompa akan mengakibatkan korosi.

2.   Centrifugal pump

Pompa sentrifugal paling banyak digunakan untuk memompa cairan karena kemampuan dalam menstransfer  volume yang beasar tanpa tergantung pada katup atau celah yang kecil. Alat ini bergerak dalam katup tertentu tanpa menimbulkan tekanan yang sangat tinggi. Desainnya dapat disederhanakan sehingga pelapisan serta penutupan rangkai dapat dilakukan, misalnya pompa berlapis gelas, plastik atau karet yang mudah didapat. Prinsip operasinya adalah menggerakkan cairan ke dalam pusat wadah dan menyapukannya ke sekeliling dengan baling-baling yang berputar dengan kecepatan tinggi. Pompa sentrifugal merupakan salah satu peralatan yang paling sederhana dalam berbagai proses pabrik.

Pada pompa sentrifugal energi mekanik pada pompa sentrifugal zat cair ditinggalkan dengan aksi sentrifugal.  Cairan terlempar tetap stabil akibat gaya sentrifugal.  Zat cair yang masuk melalui sambungan siap yang konsentrik dengan sumbu suatu elemen putar berkecepatan tinggi yang disebut impeler, sehingga memiliki gaya kinetis yang tinggi (Mc. Cabe, 1999 : 191).

Pompa sentrifugal bekerja baik pada debit dan head normal, debit besar head besar (ok), debit kecil head kecil (ok), debit besar head kecil (not ok) dan debit kecil head besar (not ok).  Pada keadaan ideal dimana aliran tanpa gesekan, efisiensi mekanik pompa sentrifugal tentulah 100 % dan efisiensinya adalah 1 (Mc Cabe, 1999 : 184).

Dalam keadaan kurva manufaktur specified akan memberikan rincian pada setiap jenis dan ukuran pada pompa untuk kondisi operasi, suatu nilai untuk pompa yang ditunjukkan oleh of design capaian pompa dapat dilihat lewat hubungan persamaan atau gaya hubungan melalui hukum ini :

1.      Kapasitas (Q) adalah sebanding ke pendorong kecepatan pemutar (N)

2.      Head (h) perisai kecepatan ratio head

3.      Break horse power (BHP)

 

 Spesifikasi dalam penggunaan pompa yang digunakan berdasarkan jenis debit head, putaran dan tekanan.

Jenis Pompa	Debit (gal/min)	Head (m)	Tekanan (atm)	Putaran (Putar/min)
Rotary pump Recripocating pump –    Pompa piston –    Pompa plunger –    Pompa diofragma Centrifugal pump	40 - - - 100 100.000	- - - - - -	- - 50 1.500 100 50	- - - - - 1750

Pompa sentrifugal mempunyai sebuah impeler (baling-baling) untuk mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi.  Pada pompa ini terdapat interaksi antara tinggi pengangkutan (delivery head) dan jumlah bahan yang diangkut yaitu semakin besar tinggi pengakutan jumlah bahan yang diangkut pun semakin kecil.  Seperti  diketahui problem yang sering dijumpai pada pompa adalah pada pemilihan jenis pompa yang cocok, rating dan kebutuhan power.  Faktor yang menentukan adalah sifat cairan dan rating yang diperlukan.  Pemahaman tentang sifat cairan dan konsep aliran fluida sangat menunjang.  Cairan termasuk fluida zat alir fluida :

1.      Non Compresible

Volume praktis tidak berubah akibat perubahan tekanan, contohnya Cairan.

2.      Compesible

Volume berubah akibat perubahan tekanan, contohnya gas, uap lewat jenuh.

Sifat penting cairan yang berhubungan dengan transportasi cairan :

1.      Rapat massa   :   Massa per volum (simbol : ρ, g/cm³)  (kg/m³)

2.      Viskositas       :   Kekentalan (simbol : μ, g/cm s  atau poise)

(Tim Dosen Teknik Kimia, 2007 : 26).

3.        Rotary pump

Pompa ini bekerja dengan berputar sehingga ada cairan yang terperangkap dalam suatu rongga kemudian bergerak ke outlet dan cairan keluar lewat outlet.  Putaran tetap debit pompa tetap, tidak tergantung tekanan pada outlet dan cocok digunakan untuk umpan dalam jumlah tetap.  Salurannya tidak boleh ditutup, karena saluran bisa pecah.  Untuk cairan kental, unjuk kerja tetap baik jika ada padatan tersuspensi akan terjadi abrasi, contohnya :

Spesifik Speed range	Pump Type
Process pump and Feed pump Turbine pump Mixed flow pump Axial flow pump	Below  –    2.000 2.000   –    5.000 4.000   –  10.000 9.000   –  15.000

                 

 4.   Axial Pump

Jenis axial pump biasanya mempunyai debit sangat besar namun head sangat rendah, cocok untuk pengering banjir, rawa-rawa, air kotor tidak mengganggu, hal ini dikarenakan nilai dari Q besar, H kecil, pompa ini mempunyai Ns sangat besar, jadi nilai Ns besar.

Perhitungan Power Pompa

Kecepatan spesifik dari suatu pompa dapat didasarkan pada disainnya mempercepat, mengalir dan head.

Persamaan diatas disebut persamaan bernoulli.  Kondisi aliran harus tetap, harus tidak ada perpindahan energi dari atau ke luar, dan aliran harus tanpa gesekan.  Apabila aliran berputar, persamaan itu hanya dapat digunakan sepanjang garis aliran yang ditentukan.

Dari keempat jenis pompa untuk rotary pump dan reciplocating pump termasuk ke dalam positive displacement pump, dimana cairan yang masuk tidak bisa bebas bergerak keseluruh bagian ruang pompa.  Hal ini dikarenakan adanya selubung isap yang konsentrik (Mc Cabe, 1999: 192).