1. Pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal adalah jenis pompa
bertekanan dinamis. Diamana pompa ini bekerja dengan tekanan secara
menerus. Pompa Sentrifugal mempunyai elemen utama yakni berupa motor
penggerak dengan sudu impeller yang berbutar dengan kecepatan tinggi. merupakan
jenis pompa yang paling banyak dipakai, dalam dunia kontraktor mekanikal
elektrikal, penggunaan pompa ini sangat penting. Pompa ini mempunyai beberapa
kelebihan diataranya karena peng-oprasiannya yang mudah, pemeliharaan yang
tidak terlalu mahal, tidak berisik dan sebagainya.
2. Komponen utama pompa sentrifugal
2.1. Casing (rumah pompa), merupakan bagian terluar pompa sebagai
pelindung elemen yang berada di dalamnya, tempat kedudukan diffuser, inlet
nozzle, outlet nozzle dan sebagai pengarah aliran dari impeller yang akan
mengubah energi kecepatan menjadi energi tekan.
Gambar Casing
2.2. volute adalah komponen pompa berfungsi untuk
menurunkan kecepatan aliran (flow) fluida yang masuk ke dalam pompa menuju sisi
outlet pompa, volute casing disennnya membentuk corong yang berfungsi untuk
mengkonversikan energi kinetik menjadi tekanan dengan jalan menurunkan
kecepatan dan menaikkan tekanan, hal ini juga membantu menyeimbangkan tekanan
hidrolik pada shaft pompa.
Gambar Volute
2.3. Shaft pompa adalah bagian yang mentransmisikan
putaran dari sumber gerak, seperti motor listrik, ke pompa. Yang perlu kita
perhatikan adalah, pada sebuah pompa sentrifugal yang bekerja di titik
efisiensi terbaiknya, maka gaya bending porosnya akan secara sempurna
terdistribusikan ke seluruh bagian impeller pompa.
Gambar Shaft
2.4. Impeller adalah bagian yang
berputar dari pompa sentrifugal, yang berfungsi untuk mentransfer energi dari
putaran motor menuju fluida yang dipompa dengan jalan mengakselerasinya dari
tengah impeller ke luar sisi impeller.
Gambar Impeller
2.5. Bearing pada pompa berfungsi untuk menahan (constrain)
posisi rotor relatif terhadap stator sesuai dengan jenis bearing yang
digunakan. Bearing yang digunakan pada pompa yaitu berupa journal
bearing yang berfungsi untuk menahan gaya berat dan gaya-gaya yang
searah dengan gaya berat tersebut, serta thrust bearing yang
berfungsi untuk menahan gaya aksial yang timbul pada poros pompa relatif
terhadap stator pompa.
Gambar Bearing
2.6. Seal pompa adalah untuk mengontrol kebocoran
fluida yang mungkin terjadi pada sisi perbatasan antara bagian pompa yang
berputar (poros) dengan stator. Sistem sealing yang banyak digunakan pada pompa
sentrifugal adalah mechanical seal dan gland packing.
Gambar Seal
2.7. Suction nozzle, yaitu tempat masuknya cairan yang yang dihisap
dari suatu tempat/tangki.
2.8. Discharge nozzle, yaitu tempat keluarnya cairan yang bertekanan
dari dalam pompa.
Gambar Suction dan Discharge Nozzel
3. Prinsip kerja pompa sentrifugal
Pompa digerakkan oleh motor. Daya dari motor
diberikan kepada poros pompa untuk memutar impeller yang terpasang pada poros
tersebut. Zat cair yang ada didalam impeller akan ikut berputar karena dorongan
sudu-sudu. Karena timbul gaya sentrifugal maka zat cair mengalir dari tengah
impelerakan keluar melalui saluran diantara sudu – sudu dan meninggalkan
impeller dengan kecepatan tinggi. Zat cair yang keluar dari impeller dengan
kecepatan tinggi ini kemudian akan keluar melalui saluran yang penampangnya
makin membesar (volute/difuser) sehingga terjadi perubahan dari head kecepatan
menjadi head tekanan. Oleh sebab itu zat cair yang keluar dari flens pompa
memiliki head total yang lebih besar.
Gambar Zat cair dalam pompa sentrifugal
4. Gaya sentrifugal
Gaya sentrifugal (Fs) adalah gaya gerak
melingkar yang berputar menjauhi pusat lingkaran dimana nilainya adalah
positif. Gaya sentrifugal ini adalah kebalikan dari gaya sentrapetal, yaitu
mendekati pusat lingkaran. Gaya sentrifugal dapat kita lihat pada pompa
sentrifugal, dinamakan pompa sentrifugal karena gaya atau arah putaran sudu
adalah sentrifugal.
Gambar gaya sentrifugal
5. Karakteristik berdasarkan rangkaian pompa
5.1. Pompa
tunggal
Pompa tunggal adalah pompa yang di oprasikan
tanpa ada tambahan head dan kapasitas pompa yang lain (independent).jadi
kapasitas dan head yang di hasilkan murni dari pada spesifikasi pompa itu
sendiri.
Gambar
rangkaian tunggal
Gambar head dan kapasitas
rangkaian tunggal
5.2. Pompa
parallel
Tujuan dari pompa yang dipasang secara paralel
adalah untuk menambah kapasitas/debit air dan untuk menghemat listrik dengan
mengatur hidup/mati pompa sesuai dengan debit air yang diperlukan. Syarat utama
jika pompa akan dipasang paralel adalah semua pompa harus mempunyai tekanan
yang sama (H1 = H2 = H3 dan seterusnya sedangkan kapasitas pompa bisa
bervariasi. Jadi hasil pompa yang dipasang secara paralel adalah sebagai
berikut,Qparalel = Q1 + Q2 + Q3 dst, dan Hparalel = H1 = H2 = H3
dst.
Rangkaian pompa paralel sering digunakan untuk aplikasi sistem pompa booster, yang tujuan utama sistem pompa booster adalah melayani kebutuhan debit air yang bervariasi untuk setiap waktu, sehingga pompa-pompa akan hidup/mati sesuai dengan debit air yang diperlukan dan hal ini berarti pemakaian listrik dapat dihemat.
Rangkaian pompa paralel sering digunakan untuk aplikasi sistem pompa booster, yang tujuan utama sistem pompa booster adalah melayani kebutuhan debit air yang bervariasi untuk setiap waktu, sehingga pompa-pompa akan hidup/mati sesuai dengan debit air yang diperlukan dan hal ini berarti pemakaian listrik dapat dihemat.
Gambar rangkain paralel
Gambar head dan kapasitas rangkaian paralel
5.3. Pompa
seri
Tujuan pompa dipasang secara seri adalah untuk
meningkatkan tekanan pada jaringan pipa. Syarat utama jika pompa akan dipasang
seri adalah pompa minimal harus mempunyai kapasitas/debit yang sama Q1 = Q2 =
Q3 dan seterusnya sedangkan tekanan pompa diijinkan bervariasi. Jadi hasil
pompa yang dipasang seri seperti pada gambar berikut.
Gambar rangkaian
seri
Gambar head dan kapasitas rangkaian seri
6. Hukum pada pompa
sentrifugal
6.1. hukum bernoully
Bunyi Hukum “ fluida yang mengalir melalui suatu penampang
saluran jumlah energi pada setiap titik pada sistem aliran fluida
tersebuta adalah konstan”
Persamaan kontinuitas tidak mempertimbangkan
tekanan dan ketinggian dari ujung-ujung pipa maka persamaan kontinuitas
diperluas menjadi persamaan Bernoulli. Karena energi tidak dapat hilang atau
timbul begitu saja, H adalah konstan (dengan mengabaikan rugi-rugi). Persamaan
ini dikenal dengan hukum Bernoully.
Dimana
p =
tekanan (Pa)
v = kecepatan
fluida (m/s)
g = percepatan
gravitasi (m/s)
z = ketinggian fluida dari
datum (m)
H = head
total (m)
ˠ = spesifik grafitasi
6.2. hukum kekekalan energi
Penjabarkan prinsip
Hukum Kekekalan Energi yang diaplikasikan pada aliran fluida melalui pipa di
setiap titik sepanjang jalur pipa, energi total dari fluida dihitung
berdasarkan pertimbangan energi fluida terhadap tekanan, kecepatan dan
ketinggian yang dikombinasikan dengan semua energi masukan, energi keluar dan
kerugian energi. Energi keseluruhan dari fluida yang terdapat pada jalur pipa
pada setiap titik adalah konstan. Ini juga dikenal dengan prinsip Hukum
Kekekalan Energi (Menon, 2005).
Gambar hubungan head dan
kapasitas pada rangkaian paralel
Sehingga energi total: 
Dimana :
Z = energi potensial (m)
P = tekanan (Pa)
γ = berat spesifik (kg/m2 /dt2)
= berat jenis (kg/m3) x percepatan
gravitasi (m/dt2)
v = kecepatan (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi maka:
𝐻A = 𝐻B
6.3. hukum Kontinuitas
(gambar, rumus, dan keterangan)
Gambar hubungan head dan
kapasitas pada rangkaian paralel
Bunyi Hukum Kontuinitas “ Jika fluida
bersifat tak kompresibel, maka besarnya volume fluida yang lewat penampang A1
dan A2 persatuan waktu adalah sama “, sehingga diperoleh :
Dimana :
Q :
kapasitas fluida (m3/s)
A :
Luas permukaan pipa yang dilalui fluida (m2)
v :
Kecepatan aliran fluida (m/s)
7. NPSH (Net Positive Suction Head) Pompa Sentrifugal
NPSH adalah kebutuhan minimum pompa untuk bekerja secara normal. NPSH
menyangkut apa yang terjadi di bagian suction pompa, termasuk
apa yang datang ke permukaan pendorong. NPSH dipengaruhi oleh pipasuction dan
konektor-konektor, ketinggian dan tekanan fluida dalam pipa suction,
kecepatan fluida dan temperatur. NPSH dinyatakan dalam satuan feet.
Ada 2 macam NPSH yaitu
NPSHa (Net Positive Suction Head Available) dan NPSHr (Net Positive Suction
Head Required).
1.NPSHa adalah nilai NPSH yang ada pada system di mana
pompa akan bekerja.
2.NPSHr adalah nilai
NPSH spesifik pompa agar bekerja dengan normal, yang diberikan oleh pembuat
berdasarkan hasil pengetesan.
NPSHa dapat dicari dengan formula:
NPSHa = Ha + Hs – Hvp – Hf – Hi
Ha = Atmospheric
Head (dalam feet), yaitu tekanan atmosferik pada
ketitinggian terhadap permukaan laut.
Untuk menentukan Ha kita perlu memperhatikan
tangki atau vessel yang isinya akan disedot dengan pompa,
apakah itu tangki terbuka atau berventilasi, atau apakah itu tertutup/kedap
udara. Nilai Ha dimulai dari 33.9 feet (14.7 psi x 2.31).
Untuk tangki tertutup tak bertekanan, nilai Ha
sama dengan Hvp dan mereka saling menghilangkan. Untuk Tangki tertutup
bertekanan, dalam setiap 10 psi tekanan akan ditambahkan 23.1 feet pada
nilai Ha nya.
Hs = Static
Head level fluida,positif atau negatif (dalam feet)
Yaitu tinggi dari center line suction pompa ke
level fluida dalam tangki yang akan disedot. Elevasi yang positif menambahkan
energi ke fluida dan elevasi negatif menyerap energi dari fluida.
Hvp = Vapor
Head fluida (dalam feet)
Vapor Head dikalkulasi dengan memantau temperatur fluida dan
mencocokkan nilai Hvp nya.
Hf = Friction
Head atau Friction Losses dalam suction
piping dan konektor-konektornya. Friction Head dapat dikalkulasi atau
diukur. Nilai Friction Head dapat dikalkulasi dengan melihat tabel Friction
Head pipa dan fitting. Jika jarak pompa dari tangki relative dekat maka nilai
Friction Head dapat diabaikan.
Hi = Inlet
Head atau kehilangan energi yang terjadi pada leher suction pompa
(dari flange sampai permukaan baling-baling) dinyatakan
dalam feet. Dapat juga disebut safety factor 2 feet.
8. Maintenance Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal perlu perawatan /pemeliharaan
dasar untuk menjaga atau mempertahankan keandalan kinerja maksimum pompa.
Perawatan pompa yang dilakukan secara benar, akan mampu mengurangi tingkat
kerusakan pompa, serta memperpanjang umur pakai pompa (life time). Berikut ini
beberapa cara perawatan pompa yang harus dilakukan secara kontinyu:
A. Routine Maintenance
Routine Maintenance Merupakan
inspeksi harian terhadap peralatan yang terpasang dan dalam keadaan beroperasi.
Hal ini dilakukan agar gejala-gejala kerusakan dapat segera diketahui, sehingga
kerusakan dapat segera diketahui, sehingga kerusakan yang lebih fatal dapat
dihindari. Kegiatan yang dilakukan pada saat melakukan routine
maintenance adalah :
· Pemeriksaan pressure guage
· Pemeriksaan kondisi oli.
· Pemeriksaan temperature fluida.
· Memeriksa apakah terjadi vibrasi yang
terlalu besar.
· Pemeriksaan baut-baut pada sambungan.
B. Predictive Maintenance
Merupakan tindakan perawatan yang bersifat
pengamatan terhadap objek dengan melakukan pengukuran-pengukuran tertentu.
Kegiatan ini dilakukan untuk menentukan langkah perawatan yang dilakukan serta
menigkatkan kesiapan untuk melakukan perawatan. Kegiatan yang dilakuakan
saat predictive maintenanceadalah:
· Pengecekan terhadap temperature mesin.
· Mengukur tingkat kebisingan mesin.
· Pengecekan vibrasi pada alat
putar.
· Memprediksi terhadap kerusakan dari mesin
tersebut.
C. Preventive Maintenance
Preventive Maintenance merupakan pekerjaan perawatan yang sifatnya
berupa pencegahan dan dilakukan secara rutin sesuai jadwal. Hal ini
bertujuan untuk meningkatkan keandalan peralatan dan memperpanjang umur
peralatan tersebut. Hal-hal yang dilakukan pada saat melakukan preventive maintenance pada
pompa sentrifugal adalah sebagi berikut :
· Tambah/ ganti Greas Coupling.
· Periksa line pompa & check valve (ganti
bila perlu)
· Bersihkan oli filter & cooler (bila
perlu)
· Periksa kondisi oli gear box
· Periksa lateral play pompa.
· Periksa dan bersihkan suction
starainer pompa.
· Ukur vibrasi sebelum dan sesudah preventive
maintenance.
· Periksa Alignment/ kelurusan poros
sebelum dan sesudah preventive maintenance.
· Periksa baut-baut pondasi.
· Bersihkan mesin dan area sekitarnya. Dan hal-hal yang perlu diperhatikan pada
saat preventive maintenance adalah :
· Pemberian pelumas
Pemberian pelumasan pada pompa dengan mengisi
sesuai dengan ukuran/kapasitas yang sudah ditentukan. Dan apabila mengisi
pelumas pada pompa melebihi ukuran yang sudah ditentukan, akan meningkatkan
tempratur dengan tidak normal
· Awal pengoperasian
Awal pengoperasian pompa yang harus
diperhatikan adalah temperature bearing(bantalan). Dan
mengganti pelumas pada bearing minimal satu minggu dua kali dan secara berkala.
· Pemberhentian operasi pompa
Operasi berhenti jika temperatur bearing melebihi
temperatur tekanan pompa mencapai suhu 40℃dan mencari permasalahan yang membuat temperatur
pompa menjadi naik, sehingga harus berhenti beroperasi.
· Memperkuat penekanan pompa
Mengencangkan packing untuk menghindari
kebocoran yang berkelanjutan. Apabila terjadi kebocoran kembali, ganti packing dan
kecangkan kembali.
DAFTAR
PUSTAKA
