APLIKASI TERMODINAMIKA DALAM PENAMBANGAN DAN KONSTRUKSI (DRAINASE) HUBUNGANNYA DALAM TEKNIK LINGKUNGAN
DI SUSUN OLEH : KELOMPOK 8 AMYLIA AISYAHWALSIAH ( H1E108046 ) AZWARI FIKRI (H1E108064 ) GILANG ATMAHANDI ( H1E108078 )
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT FAKULTAS TEKNIK PROGAM STUDI S-1 TEKNIK LINGKUNGAN BANJARBARU 2010
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan petunjuk yang dicurahkan-Nya kami dapat menyelesaikan penulisan makalah ini. Penulisan makalah ini mengangkat tema “Aplikasi Termodinamika dalam Bidang Teknik Lingkungan ” dengan topik “Penambangan dan Konstruksi Hubungannya dalam Teknik Lingkungan”, disajikan dalam rangka memperkenalkan tentang penerapannya seperti dalam penambangan berupa penggunaan pompa baik pompa sentrifugal, pompa lumpur, pompa turbin vertikal, pompa horizontal, pompa vertikal lainnya, pembilasan batu bara, pompa rotari dan pompa bolak-balik. Pada konstruksi penerapannya seperti pada pompa kereta api, pompa pemancar dll. Tujuan yang hendak diambil dari penulisan makalah ini adalah agar dengan melihat penerapannya langsung, kita dapat memahami bagaimana hukum dari termodinamika yang diterapkan pada pompa bekerja dan penerapan termodinamika itu sendiri dalam bidang teknik lingkungan. Penulisan makalah ini dapat diselesaikan karena berkat bimbingan secara terpadu dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan kali ini kami mengucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya. Dan akhirnya diharapkan agar penulisan makalah ini dapat berguna nantinya.
Banjarbaru, 20 Mei 2010 Penulis
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang Dewasa ini sudah banyak pemberitaan nasional mengenai pencemaran
yang berasal dari kegiatan seperti industri dan pertambangan. Salah satunya kegiatan pertambangan mengakibatkan degradasi lingkungan, meninggalkan banyak lubang terhadap lokasi yang sudah tidak terpakai lagi, bila ditinjau kebanyakan terisi air mengandung kadar air asam yang cukup tinggi. Kegiatan pertambangan tidak jauh hubungannya dengan peningkatan dampak pada aspek lingkungan baik berupa hal yang negatif maupun hal yang positif , namun semua itu tidak terlepas dari penerapan hukum termodinamika pada peralatan yang digunakan. Penerapan termodinamika dalam hubungannya dengan bidang teknik lingkungan meliputi kegitan pertambangan, irigasi beserta pengendalian banjir, kegiatan industri, persediaan air, pembuangan kotoran dan tempat penampungan, pemanasan dan pengkondisian udara, dan lain-lain. 1.2
Tujuan Tujuan penulisan makalah ini adalah selain untuk memenuhi tugas mata
kuliah juga yang utama adalah memahami bagaimana hukum dari termodinamika yang diterapkan pada pompa bekerja dan penerapan termodinamika itu sendiri dalam bidang teknik lingkungan.
BAB II ISI 2.1 Pompa Pompa dapat di artikan sebagai penambah energi untuk menggerakkkan cairan dari suatu tempat ke tempat lainnya. Oleh karena itu energi adalah kemampuan
untuk
melakukan
kerja,
maka
penambahan
energi
akan
menggerakkan/mengalirkan cairan dari suatu tempat ke tempat lainnya baik melalui sarana pembantu seperti pipa, maupun secara langsung. Pompa memiliki dua kegunaan utama, yakni : 1. Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air). 2. Mensirkulasikan cairan sekitar sistim (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan). Adapun Komponen utama sistim pemompaa 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.
Gambar 1. sistem pemompaan pada sebuah industri
2.2. Jenis-jenis Pompa Pompa hadir dalam berbagai ukuran untuk penggunaan yang luas. Pompapompa dapat digolongkan menurut prinsip operasi dasarnya seperti pompa dinamik atau pompa pemindahan positif. Pada prinsipnya, cairan apapun dapat ditangani oleh berbagai rancangan pompa. Jika berbagai rancangan pompa digunakan, pompa sentrifugal biasanya yang paling ekonomis diikuti oleh pompa rotary dan reciprocating. Walaupun, pompa perpindahan positif biasanya lebih efisien daripada pompa sentrifugal, namun keuntungan efisiensi yang lebih tinggi cenderung diimbangi dengan meningkatnya biaya perawatan. Pompa perpindahan positif Pompa perpindahan positif dikenal dengan caranya beroperasi: cairan diambil dari salah satu ujung dan pada ujung lainnya dialirkan secara positif untuk setiap putarannya. Pompa perpindahan positif digunakan secara luas untuk pemompaan fluida selain air, biasanya fluida kental. Pompa
perpindahan
positif
selanjutnya
digolongkan
berdasarkan
cara
perpindahannya: Pompa Reciprocating jika perpindahan dilakukan oleh maju mundurnya jarum piston. Pompa reciprocating hanya digunakan untuk pemompaan cairan kental dan sumur minyak. Pompa Rotary jika perpindahan dilakukan oleh gaya putaran sebuah gir, cam atau balingbaling dalam sebuah ruangan bersekat pada casing yang tetap. Pompa rotary selanjutnya digolongkan sebagai gir dalam, gir luar, lobe, dan baling-baling dorong dll. Pompa-pompa tersebut digunakan untuk layanan khusus dengan kondisi khusus yang ada di lokasi industri. Pada seluruh pompa jenis perpindahan positif, sejumlah cairan yang sudah ditetapkan dipompa setelah setiap putarannya. Sehingga jika pipa pengantarnya tersumbat, tekanan akan naik ke nilai yang sangat tinggi dimana hal ini dapat merusak pompa.
Pompa Dinamik Pompa dinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompa tersebut beroperasi: impeler yang berputar mengubah energi kinetik menjadi tekanan atau kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida. Terdapat dua jenis pompa dinamik: Pompa sentrifugal merupakan pompa yang sangat umum digunakan untuk pemompaan air dalam berbagai penggunaan industri. Biasanya lebih dari 75% pompa yang dipasang di sebuah industri adalah pompa sentrifugal. Untuk alasan ini, pompa ini dijelaskan dibawah lebih lanjut. Pompa dengan efek khusus terutama digunakan untuk kondisi khusus di lokasi industri. Pompa Sentrifugal Pompa Sentrifugal adalah suatu mesin kinetis yang mengubah energi mekanik ke dalam energi hidrolik melalui aktivitas sentrifugal, yaitu tekanan fluida yang sedang di pompa. Pompa Sentrifugal merupakan salah satu alat industri yang simpel, tapi sangat diperlukan. Pompa sentrifugal terdiri dari beberapa jenis, yaitu : Pompa sentrifugal horisontal (tunggal dan ganda) •Pompa sentrifugal vertikal (tunggal dan ganda) •Pompa submersible (tunggal dan ganda) •Pompa double suction •Pompa aliran aksial Cara kerja pompa sentrifugal adalah sebagai berikut : 1. Cairan dipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir, atau dalam hal jet pump oleh tekanan buatan. 2. Baling-baling impeler meneruskan energi kinetik ke cairan, sehingga menyebabkancairan kecepatan tinggi.
berputar.
Cairan
meninggalkan
impeler
pada
3. Impeler dikelilingi oleh volute casing atau dalam hal pompa turbin digunakan cincin diffuser stasioner. Volute atau cincin diffuser stasioner mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan.
Gambar 2. Lintasan Aliran Cairan Pompa Sentrifugal Komponen utama dari pompa sentrifugal : 1. Komponen berputar: impeller yang disambungkan ke sebuan poros 2. Komponen satis: casing, penutup casing, dan bearings.
Gambar 3. Komponen utama pompa Sentrifugal
a) Impeler Impeler merupakan cakram bulat dari logam dengan lintasan untuk aliran fluida yang sudah terpasang. Impeler biasanya terbuat dari perunggu, polikarbonat, besi tuang atau stainless steel, namun bahan-bahan lain juga digunakan. Sebagaimana kinerja pompa tergantung pada jenis impelernya, maka penting untuk memilih rancangan yang cocok dan mendapatkan impeler dalam kondisi yang baik. Jumlah impeler menentukan jumlah tahapan pompa. Pompa satu tahap memiliki satu impeler dan sangat cocok untuk layanan head (=tekanan) rendah. Pompa dua tahap memiliki dua impeler yang terpasang secara seri untuk layanan head sedang. Pompa multi-tahap memiliki tiga impeler atau lebih terpasang seri untuk layanan head yang tinggi. Impeler dapat digolongkan atas dasar : 1. Arah utama aliran dari sumbu putaran: aliran radial, aliran aksial, aliran campuran 2. Jenis hisapan: hisapan tunggal dan hisapan ganda 3. Bentuk atau konstruksi mekanis : 1.Impeler yang tertutup memiliki baling-baling yang ditutupi oleh mantel (= penutup) pada kedua sisinya. Biasanya digunakan untuk pompa air, dimana baling-baling seluruhnya mengurung air. Hal ini mencegah perpindahan air dari sisi pengiriman ke sisi penghisapan, yang akan mengurangi efisiensi pompa. Dalam rangka untuk memisahkan ruang pembuangan dari ruang penghisapan, diperlukan sebuah sambungan yang bergerak diantara impeler dan wadah pompa. Penyambungan ini dilakukan oleh cincin yang dipasang diatas bagian penutup impeler atau dibagian dalam permukaan silinder wadah pompa. Kerugian dari impeler tertutup ini adalah resiko yang tinggi terhadap rintangan. 2. Impeler terbuka dan semi terbuka, kemungkinan tersumbatnya kecil. Akan tetapi utnuk menghindari terjadinya penyumbatan melalui resirkulasi internal, volute atau back-plate pompa harus diatur secara manual untuk mendapatkan setelan impeler yang benar. 3. Impeler pompa berpusar/vortex cocok untuk bahan-bahan padat dan “berserabut” akan tetapi pompa ini 50% kuran efisien dari rancangan yang konvensi onal.
Gambar 4. impeler jenis tertutup dan terbuka b) Batang Torak Batang torak memindahkan torque dari motor ke impeler selama startup dan operasi pompa. c) Wadah Fungsi utama wadah adalah menutup impeler pada penghisapan dan pengiriman pada ujung dan sehingga berbentuk tangki tekanan. Tekanan pada ujung penghisapan dapat sekecil sepersepuluh tekanan atmosfir dan pada ujung pengiriman dapat dua puluh kali tekanan atmosfir pada pompa satu tahap. Untuk pompa multi-tahap perbedaan tekanannya jauh lebih tinggi. Wadah dirancang untuk tahan paling sedikit dua kali tekanan ini untuk menjamin batas keamanan yang cukup. Fungsi wadah yang kedua adalah memberikan media pendukung dan bantalan poros untuk batang torak dan impeler. Oleh karena itu wadah pompa harus dirancang untuk: 1. Memberikan kemudahan mengakses ke seluruh bagian pompa untuk pemeriksaan,perawatan perbaikan. 2. Membuat wadah anti bocor dengan memberikan kotak penjejal 3. Menghubungkan pipa-pipa hisapan dan pengiriman ke flens secara langsung 4. Mudah dipasang dengan mudah ke mesin penggerak (motor listrik) tanpa kehilangan daya. Terdapat dua jenis wadah, yakni : 1. Wadah volute, memiliki impeler yang dipasang dibagian dalam wadah. Salah satu tujuan utamanya adalah membantu kesetimbangan tekanan hidrolik pada batang torak pompa. Walau begitu, mengoperasikan pompa
dengan wadah volute pada kapasitas yang lebih rendah dari yang direkomendasikan pabrik pembuatnya dapat mengakibatkan tekanan lateral pada batang torak pompa. Hal ini dapat meningkatkan pemakaian sil, bantalan poros, dan batang torak itu sendiri. Wadah volute ganda digunakan bilamana gaya radial menjadi cukup berarti pada kapasitas yang berkurang. 2. Wadah bulat memiliki baling-baling penyebaran stasioner disekeliling impeler yang mengubah kecepatan menjadi energi tekanan. Wadah tersebut banyak digunakan untuk pompa multi-tahap. Wadah dapat dirancang sebagai: Wadah padat : seluruh wadah dan nosel dimuat dalam satu cetakan atau potongan yang sudah dibuat pabrik pembuatnya. - Wadah terbelah: dua bagian atau lebih disambungkan bersama. Bilamana bagian wadah dibagi oleh bidang horisontal, wadahnya disebut terbelah secara horisontal atau wadah yang terbelah secara aksial.
Gambar 5. Potongan sebuah pompa yang memperlihatkan wadah volute Keunggulan dari pompa sentrifugal adalah : - Prinsip kerjanya sederhana - Mempunyai banyak jenis - Konstruksinya kuat dan perawatannya mudah - Tersedia berbagai jenis pilihan kapasitas output debit air - Poros motor penggerak dapat langsung disambung ke pompa
Pompa untuk Drainase Drainase adalah sistem saluran pembuangan air hujan yang menampung dan mengalirkan air hujan dan air buangan yang berasal dari daerah terbuka maupun dari daerah terbangun. Bila dilihat dari fungsinya, drainase ini untuk menampung, mengalirkan, dan memindahkan air hujan secepat mungkin dari daerah tangkapan ke badan penerima. Drainase penting untuk mengatur suplai air demi pencegahan banjir. Drainase dapat juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air tanah dalam kaitannya dengan salinitas. Sehingga, drainase tidak hanya menyangkut air permukaan tapi juga air tanah. Kegunaan drainase antara lain adalah: a) Mengeringkan daerah becek dan genangan air; b) Mengendalikan akumulasi limpasan air hujan yang berlebihan dan memanfaatkan sebesar-besarnya untuk imbuhan air tanah; c) Mengendalikan erosi, kerusakan jalan dan bangunan-bangunan; d) Pengelolaan kualitas air. Klasifikasi
sistem
drainase
dapat
beberapa
kelompok
antara
lain:
a) Sistem drainase makro, seperti sungai atau kanal b) Sistem drainase mikro yang berupa: • sistem saluran drainase primer, yang menerima buangan air hujan baik dari saluran sekunder maupun saluran lainnya dan mengalirkan air hujan langsung kebadan penerima. • Sistem saluran drainase sekunder yang mengalirkan buangan air hujan langsung ke saluran drainase primer • sistem saluran drainase tersier adalah cabang dari sistem sekunder yang menerima buangan air hujan yang berasal dari persil bangunan atau saluran lokal.
Pompa Drainase Pemulihan lahan dengan merencanakan drainase merupakan fase yang penting dari penyediaan luas ukuran tanah yang lebih bagi suatu pertanian. Pelayanan drainase mirip dengan irigasi dalam banyak hal-kapasitas yangn dikehendaki bagi daya angkat dari dasar sampai menengah biasanya besar. Baling-baling vertikal, pompa tak tersumbat, dan pompa aliran aksial-campuran banyak digunakan untuk pelayanan ini sebagaimana digunakan untuk unit-unit horisontal. Pada tahun-tahun terakhir ini, pompa-pompa vertikal tampil untuk menggantikan pompa yang lebih populer dalam beberapa areal karena pompa tadi menggunakan ruang yang lebih kecil, memiliki efisiensi tinggi, dan relatif mudah dipasang. Pompa aliran-campuran acap digunakan apabila daya angkatnya 30 hingga 60 ft. Fungsi pengendalian banjir dan drainase acap digabungkan dalam suatu stasiun pada saat kedua pengendalian tersebut diperlukan. Pengendalian ini juga memasok air untuk tujuan irigasi. Pompa yang telah distandarkan digunakan unuk stasiun kecil dan menengah, tetapi dalam stasiun besar pompa ini dirancang secara khusus untuk lokasi tertentu, instalasi, dan kondisi alirannya. Pompa poros tambahan
mendapatkan
banyak
apikasi
dalam
drainase
yang
lebih
kecil,pengendalian banjir, dan stasiun irigasi. Pemilihan Pompa Kapasitas: Dengan sistem drainase sub permukaan, pengaliran air melalui pompa perlu ditangani kira-kira 7 gpm per akre; untuk drainase selokan atau permukaan rata dan panen lapangan memerlukan kira-kira 10 gpm/akre; untuk panen sayur-sayuran diperlukan sekitar 15 gpm/akre. Kapasitas untuk setiap instalasi drainase atau pengendalian banjir perlu mencakup pengaliran air dari gravitasi ditambah perembesan. Catatan dari data yang diperlukan untuk menentukan kapasitas pompa dapat kita peroleh dari Geological Survey, Weather Bureau, Soil Conservation Service, dan Army Corps of Engineers Amerika Serikat. Secara umum, produsen pompa ini perlu mendapat masukkan data mengenai kapasitas pompa yang akan dirakit. Data-data tadi harus mencakup tingkat banjir baik yang rendah maupun yang tinggi, daerah yang akan dialiri,
koefesien drainase, rembesan air, jenis tanah, dan daya pemompaan pada tingkat banjir yang berbeda. Daya: Daya ini berbeda dengan instalasi pompa yang kita temui pada bahasan sebelumnya. Akan tetapi, pada umumnya pompa pengendalian banjir dan drainase dioperasikan pada daya yang rendah yaitu diatas 60 ft. Oleh karena itu, pastikan menghitung daya untuk kondisi permukaan air yang minimum. Bahanbahan: Pompa berlapis kuningan sangat memuaskan kecuali untuk cairan kesat yang sangat keras yang memerlukan penggunaan bahan tertentu. Penggerak: Penggerak yang digunakan meliputi motor listrik, mesin dengan bahan bakar internal, atau juga turbin uap. NPSH: Tergantung pada daya minimum yang diperlukan. Pengendalian: Pengendalian yang umum digunakan merupakan kecepatan
variabeldan
apungan
on-off
(hidup-mati).
Beberapa
pompa
menggunakan katup impeler yang dapat disesuaikan baik terhadap daya maupun kapasitas. Ini memberikan efisiensi tinggi melebihi gugus yang ditetapkan. Pengepakan: Paking karet sederhana sangat banyak digunakan untuk pompa dengan daya yang rendah. Jumlah Pompa: Jika anda menemukan perbedaan kecil pada lift, misalnya tidak lebih dari 10 ft, anda boleh menggunakan suatu pompa kecuali tidak mencukupi kapasitas. Selanjutnya, unit tambahan perlu digunakan agar dapat memperoleh kapasitas yang diinginkan. Akan tetapi, bila anda menemukan perbedaan dalam lift yang lebih besar, misalnya 25 ft atau lebih, maka anda perlu menggunakan dua pompa atau lebih. Pilihlah salah satunya untuk pengoperasian kondisi lft-rendah sedangkan yang satunya lagi untuk kondisi lift-menengah, dan kemungkinan yang ketiga untuk kondisi lift-tinggi. Unit lift-tinggi ini acap berupa pompa aliran-campuran, sedangkan untuk lift-menengahdan lift-rendah pada umumnya menggunakan jenis propeler. Ini memungkinkan pengoperasian masing-masing pompa tadi dalam gugus daya efisiensi yang maksimum. Suatu skema alternatif menggunakan pompa tanggul dengan penggerak kecepatanvariabel. Yang terakhir ini lebih disukai oleh para insinyur. Pemipaan: Proteksi erosi diberikan untuk saluran isap dan saluran buang. Gerbang dan pintu curah dapat anda gunakan untuk mengatasi aliran gravitasi pada saat permukaan air meluap yang diikuti dengan penghentian pompa.
BAB III PEMBAHASAN
Pompa untuk pertambangan dan Konstruksi (Drainase) Pompa untuk operasi penambangan dan penggalian
menangani
berbagai cairan, banyak diantaranya mengandung zat padat atau asam pekat bahkan keduanya. Aplikasi penambangan batu bara mencakup pengembunan air, umpan penyaringan, penanganan medium berat, perpindahan endapan lumpur, pengaliran lumpur, pemompaan minyak, umpan pengentalan, kemudian pengaliran pengentalan, pembuangan sampah, pembilasan batu bara, dan lain-lain. Sebagian besar pompa dalam pelayanan ini kerap pompa sentrifugal, tetapi pompa bolak balik juga ditemukan dalam beberapa penggunaan. Pada penambangan dan pengolahan logam serta non-logam, pompa digunakan dalam langkah proses pemanfaatn, pengerukan, umpan penyaringan, umpan pengadukan, dikrinasi, pemulihan dan pembuangan gas, umpan pengentalan, perpindahan endapan lumpur, pengaliran air buangan, pembilasan lantai, penangan medium kerat, dan lain-lain. Sebagaimana dalam penambangan dan pengolahan batu bara, pompa sentrifugal banyak digunakan pada penambangan ini, demikian juga dengan pompa bolak balik. Penggalian dan tambang batu kerikil, menggunakan beberapa pompa untuk mengalirkan bubur semen, suplai air yang dibubuhi bahan kimia, campuran korosif, pengerukan, pendempulan kapur, drainase, pemindahan dan pembuangan tanah, dan lain-lain. Seperti halnya dalam operasi penambangan, pompa sentrifugal banyak digunakan pada penggalian ini, dan sebagian lainnya menggunakan pompa bolak balik. Pompa rotari juga ditemukan dalam sebagian kecil penggunaan di lapangan kecuali bila perlengkapannya dipasok dengan banyak unit-unit pengolahan. Pompa Sentrifugal Pompa ini acap disebut pompa tambang karena unit-unitnya dilengkapi dengan dinding selubung besar, yang memberikan kemudahan karat yang luas. Oleh karena itu, perlengkapan tambahan dibuat agar dapat mencegah karat, sering dengan ph (asam) yang sangat rendah, yaitu cairan dari poros pompa. Kemudahan
penggantian bagian-bagian yang telah aus merupakan keunggulan penting dari semua pompa modern jenis ini. Bahan yang berkaitan dengan pengaliran cairan tadi perlu dipilih untuk pemeliharaan maksimum terhadap karat dan erosi. Dari gambar 21-1 kita dapat menyimak pompa jalur karet yang digunakan untuk mengalirkan berbagai bahan tambang yang dicampur dengan air atau cairan lainnya. Contoh zat padat yang akan dipompakan mencakup biji tambang, batu bara, semen, tanah, batu kerikil, logam di bawah tanah, sampah dan lain-lain. Gugus daya normal hingga 100 ft pada kapasitas mendekati 4.000 gpm. Impelernya (Gambar 21-2) merupakan jenis diam yang ditempatkan sedemikian rupa sehingga impeller tadi berada diluar lintasan aliran utama. Rancangan bagian dalam pompa ini dapat mengurangi kemungkinan beradunya impeller dengan zat padat. Pompa jalur karet seperti tertera pada gambar 21-1 dapat memberikan penghematan yang cukup besar dalam biaya pemindahan pompa yang mengalirkan zat pekat. Penyaluran karet khusus berbagai senyawa tersedia untuk mengalirkan berbagai bahan lumpur. Beberapa pompa jalur karet ini menunjukkan pengoperasian 10 hingga 15 kali pompa paduan. Salah satu jenis jalur ini mengalirkan 10 hingga 3.000 gpm untuk daya 140 ft. Bahan pompanya terbuat dari ukuran 1/8 inci sampai 325 mesh. Untuk zat padat ukuran 325 mesh hingga 1/16 inci, disarankan menggunakan impeller terbuka, sedangkan untuk zat padat diatas ukuran 1/8 inci disarankan menggunakan impeller tertutup. Pompa yang mengalirkan zat padat seperti kita bahas dalam bab 11 mirip dengan pompa tambang tetapi pompa ini acap dirakit sesuai dengan permintaan tertentu untuk mengalirkan jenis zat padat yang berkaitan dengan selubung dan impeller merupakan rakitan kasar dari bahan-bahan tertentu. Kapasitas beberapa unit pompa ini berkisar diatas 10.000 gpm dengan daya hingga 300 ft. Pompa sentrifugal yang dihubungkan dengan trak tangga otomatis banyak kita temukan dalam penggunaan penambangan karena pompa dapat dipindahkan dengan mudah ke tempat yang sesuai, memerlukan ruang daya kecil, dan pengoperasiannya sangat mudah asalkan pompa tadi dihubungkan ke pipa isap atau pipa buang. Untuk mempertahankan keausan yang minimum. Kita acap menggunakan pipa plastic karet, dan jenis khusus lainnya. Di samping itu, pompa
sentrifugal jenis kimia digunakan untuk mengalirkan
asam dalam instalasi
peleburan tembaga. Pada umumnya pompa ini dirakit secara permanen kecuali untuk pompa portable. Pompa Lumpur Unit jenis pompa ini digunakan untuk mengalirkan lumpur kental, tanah, endapan kimia, limbah pabrik, dan produk sejenis lainnya. Dari Gambar 21-3, kita dapat menyimak contoh pompa lumpur kecepatan rendah untuk tugas-tugas lanjutan yang dirakit dengan ukuran antara 2 inci hingga 6 inci. Kotak pengisinya ditujukan hanya pada tekanan isap yang dengan demikian bagian-bagian yang telah aus dapat diganti tanpa mengganggu pemipaan, dan selanjutnya unsur-unsur yang berputar dapat disesuaikan. Pompa iini mengalirkan gas, terak, bijih tambang dan lain-lain. Biasanya pompa lumpur (slurry) ini mengalirkan zat padat dalam kisaran 400 hingga 8 mesh, sedangkan pompa tanah mengalirkan zat padat dalam kisaran 35 hingga 4 mesh. Air laut dimasukkan pada belakang impeller yang dapat atau tidak perlu digunakan, bergantung pada rancangan pompa. Pompa kerak digunakan untuk bahan dengan kisaran 3 mesh atau yang lebih besar. Banyak diantara pompa lumpur dan tanah ini dilengkapi dengan bahan karet. Pompa kerak boleh atau tidak boleh dihubungkan dengan karet. Beberapa pompa keruk dirakit secara khusus untuk aplikasi dan penggunaan tertentu satu atau lebih paduan keras agar dapat mengurangi keausan. Jika memungkinkan, tempat minyak dapat digunakan dengan pompa tanah dan lumpur yang bulat dan kapasitas yang cukup berbagai pemakaian normal dalam umpan susup tanpa melimpah. Tinggi tempat air ini harus cukup untuk memungkinkan kedalaman cairan yang sesuai diatas jalur pusat pompa, ditambah kapasitas surya. Bentuk bawah tempat air ini harus diberikan paling tidak pada kemiringan 45 derajat terhadap saluran luar. Pompa Turbin Vertikal Dewasa ini jenis pompa turbin vertical banyak ditemukan dalam pertambangan karena pompa tersebut sangat tepat (kompak), efisiensinya tinggi, dan pemasangannya mudah. Biasanya unit aneka tingkat digunakan Karena
dayanya dapat dikembangkan dari yang menengah hingga tinggi. Contohnya pada pertambangan batu bara di Pennsylvania, pompa turbin vertical 20 inci digunakan menghasilkan 5.000 gpm daya 480 ft. Pompa untuk pelayanan ini dapat dirancang untuk hanya tergantung dari permukaan poros tabung, atau pompa tadi dapat dipasang secara permanen pada pondasi di atas poros air tinggi.
Pompa
pengembunan air tambang tertentu saat ini telah dirancang dengan dua pompa rig biasa dan diturunkan ke dalam tambang yang dibasahi sebagai unit dengan motor yang menggerakkannya. Dekat permukaan bawah tanah yang daya totalnya rendah sampai menengah, pompa tersebut dioperasikan parallel. Apabila tambang telah diembunkan kesuatu kedalaman yang total dayanya mencukupi kemampuan pengoperasian pompa itu pada kondisi parallel, maka pompa tadi secara otomatis akan dialirkan ke operasi seri dan dengan demikian dapat mengembangkan daya total yang cukup dalam modus ini untuk melengkapi tugas pengembunan. Apabila kita mengalirkan asam yang bersifat korosif atau bahan kimia, maka penyaluran karet atau logam tertentu akan digunakan dalam pertambangan pompa, kolom, dan eksterior tabung tertutup minyak. Suatu piranti yang memungkinkan kemudahan perbaikan mangkuk dari kolom dan poros juga dapat digunakan. Ini memungkinkan pemeliharaan pompa lebih mudah. Pompa vertical itu sendiri juga banyak digunakan pada konstruksi industri dan penggalian tambang. Pompa Horizontal Jenis pompa ini juga sangat banyak digunakan dalam pertambangan dan penggalian. Seperti contoh, pada tambang tembaga Michigan dengan pompa dua tingkat pemecah horizontal berdaya 1.500 gpm 940 ft digunakan, setiap pompa digunakan oleh motor dengan daya 500 Hp sebagai penguat (Boosters) pada kedalaman 1,077 ft di bawah permukaan. Pompa ini mendapatkan air dari 6 pompa, motor di bawah permukaan yang dipasang pada permukaan yang lebih rendah. Dengan menyusun pompa ini sedemikian rupa maka yang diberikan dalam air tambang ini dapat mempertahankan larutan. Jalur kedap udara berlanjut dari kedalaman pemompaan terendah ke permukaan menjamin bahwa tidak ada gas yang meninggalkan air dan memasuki bagian tambang yang sedang
dikerjakan. Semua bagian pompa ini berhubungan denga air yang akan membentuk monel atau perunggu. Interior pemipaan air ini merupakan lapisan neoprene. Pompa Vertikal lainnya Sebagaimana kita bahas sebelumnya, pompa motor terendam ini banyak digunakan dalam tambang. Untuk pembahasan jenis pompa horizontal dan vertical lainnya dapat disimak dari Bab 17. Pompa tanpa paking vertical dan unit tanpa bantalan terendah digunakan untuk mengalirkan air tambang ringan secara relative. Pompa spon yang digerakkan secara pneumatic banyak ditemukan dalam aplikasi poros tambang dan winzes, bah, dan lain-lainnya. Pompa ini dirakit dalam model dua tingkat dan satu tingkat yang dayanya dikembangkan hingga 300 ft pada kapasitas dari 25 hingga 300 gpm. Tekanan udara yang diperlukan untuk operasi ini berbeda-beda, yaitu 70 hingga 100 psi. Aliran udara 105 atau 125 ft (kubik/menit) atau yang lebih tinggi, bergantung pada daya dan kapasitas pompa yang digunakan. Pembilasan Batu Bara Dalam banyak tambang, batu bara perlu dibersihkan dan dibilas apabila batu bara tadi diangkat ke permukaan. Ini acap dilakukan dengan menyedot air dari kolam pengendapan sekitar penyaluran dan gerobak dorong batu bara tadi ke suatu kerucut angkat dimana batu bara akan dicuci dan dibilas. Dalam satu instalasi, sekitar 2.000 ton batu bara ringan dicuci perhari oleh pompa sentrifugal 4 inci
satu tugkat dengan daya 1.000 gpm pada kapasitas 150 ft. Karena
keasaman air yang diendapkan dalam kolam menjadi tinggi pH-nya kadangkadang rendah yaitu 2 maka pompa perlu dibentuk sedemikian rupa agar sesuai dengan bahan yang tahan asam. Dengan melengkapi pompa rakitan dan menggunakan saluran luar pada kolam pengendapan, maka polusi uap dalam areal dapat dicegah. Dalam banyak tambang, pompa untuk mengalirkan air cucian dihubungkan pada apungan sedemikian rupa sehingga pompa tersebut dapat dipindahkan dengan mudah seputar kolam dari satu titik ke titik lainnya. Pompa Rotari
Pompa rotari jenis roda gigi yang terdiri dari perunggu atau baja tahan karat dan dilengkapi dengan penggerak kecepatan variable digunakan untuk larutan persediaan meter atau diluent dalam system umpan separan pompa ini perlu diproteksi dengan rel kawat 16 nesh apabila kita gunakan dalam pelayanan tersebut. Separan merupakan flokulan sintetik yang digunakan dengan berbagai bijih besi, lumpur, uranium, tembaga dan larutan seng dan lain-lain. Jenis pompa rotari lainnya banyak ditemukan dalam beberapa penggunaan tambang yang menggunakan system hidrolik, perpindahan minyak pelumas, dan lain-lain. Akan tetapi, pompa mini penggunaan tidak banyak sentrifugal. Pompa Bolak-Balik Pompa bolak-balik jenis aksi langsung diafragma, dan daya digunakan dalam penambangan logam dan batu bara. Unit ini biasanya dari jenis horizontal Karena pompa tadi bisa dioperasikan dalam areal ruang pusatnya secara ekstern rendah. Contoh penggunaannya mencakup pengembunan, pengaliran endapan bantalan emas dan pembungan sampah. Banyak pompa aksi langsung yang dirancang untuk instalasi tambang dapat digerakkan oleh motor uap atau udara bergantung pada persyaratan tugasnya. Pompa meter dan proporsional seperti dibahas dalam Bab 3 digunakan untuk pengendalian pH dalam pengondisi di depan sel bijih besi agardapat memberikan zat penekan dalam apungan bijih besi difrensial, pada perlakuan pembuangan industri, dan untuk sejumlah pelayaran yang sama dalam penambangan dan penggalian. Pemilahan Pompa Kapasitas : Untuk memberikan pengendalian positip drainase tambang, biasa dalam praktek untuk memudahkan kapasitas yang diperlukan diantara dua atau lebih pompa, dengan salah satu pompa atau lebih. Ini memberikan keluwesan yang lebih baik dalam operasi dan pemeliharaan pompa. Daya: apabila cairan kental dialirkan, maka pompa sentrifugal aneka tingkat tidak cocok digunakan karena pompa tadi memiliki pelapisan mutlak dan toleransi tertutup yang diperlukan antara tingkat.
Pompa satu tingkat dihubungkan secara semi apabila daya melebihi yang diperlukan pompa maka, dapat dikembangkan oleh pompa lain. Pompa bolak balik jenis daya sering digunakan untuk lift yang sangat tinggi dalam tambang dan pengggalian. Bahan-bahan : bahan-bahan yang berbeda dapat kita amati dari pompa industri jenis lainnya. Besi nikel, baja mangan, besi putih, besi abu-abu kwalitas tinggi dan karet alami dan sintesis kinerjanya cukup baik dalam pelayanan abrosif. Perlu diperhatikan pada saat kita mengalirkan tanah karena akan merusak beberapa bahan yang sesuai untuk mengalirkan partikel-partikel. Penggerak yang digunakan adalah motor, dengan mesin bahan bakar internal, turbin uap, disamping itu, motor berdaya udara juga banyak digunakan. Pengendalian : jenis yang berbeda banyak digunakan, termasuk motor kecepatan variabel d-c, motor kecepatan a-c, kopling fluida dan magnetik, serta roda gigi dan penggerak sabuk. Kecepatan, sebagian besar pompa yang mengalirkan benda padat dioperasikan pada kecepatan yang lebih rendah dibandingkan dengan pompa-pompa industri lainnya., apabila kita menggunakan penggerak motor, maka yang kita memerlukan penggubah kecepatan untuk beberapa jenis. Pada umumnya, kecepatan pompa-pompa ini berkisar antara 700-900 rpm. Kemasan, pada umumnya, cairan yang bersifat abrasif biasanya kurang pelumasan. Oleh karena itu, air ringan dari sumber luar dapat digunakan. Atau seal sentrifugal yang dirancang secara khusus yang tersedia pada beberapa jenis pompa dapat digunakan daripada menggunakan seal air. Kecepata vairan, sebagian besar gas kotor dipompakan pada kecepatan minimum yaitu 4ft/detik jika gas kotor tadi terdiri atas lumpur. Masukan daya, perkalian daya kuda air ringan dengan gravitasi jenis campuran yang dialirkan untuk menentukan masukkan daya yan diperlukan dengan lumpur tanah dan lain-lain. Busa untuk memungkinkan pompa beroperasi pada kecepatan rendah, maka diberikan tidak kurang dari 6 ft npsh dan penggunaan pompa sebesar mungkin. Pengurangan ukuran pipa bug sedemikian rupa sehingga kecepatan cairan cukup tinggi agar dapat mempertahankan zat padat dalam sistem, penggantungan roda mobil.
Pemipaan benda padat baik horizontal atau vertikal bahkan keduanya jauh lebih mudah dibandingkan dengan pemipaan pada sudut 15 dan 75º ke arah horizontal. Pada suhu itu, benda padat cenderung keluar dari suspensi, meleleh kejalur, dan meningkatkan tahanan aliran. Dengan benda padat biasa, koefisien Hazen dan William adalah 140 dibandingkan koefisien air ringan 100 dalam pipa lama 15 tahun. Akan tetapi, koefisien ini dapat sangat bervariasi, bisa lebih tinggi atau lebih rendah bergantung pada kondisi pengoperasian tertentu misalnya persentase benda padat kali berat analisis penyekatan, dan kecepatan. Oleh karena itu, perhitungan kehilangan gesekan dalam pemipaan pengaliran benda patat harus ditangani dengan hati-hati. Konstruksi Sejumlah pompa sentrifugal dalam dalam pompa bolak-balik telah digunakan dalam proyek konstruksi untuk semua jenis. Contoh aplikasinya meliputi drainase, pemancaran dan pemelihaan tekanan. Sebagian besar unit jenis ini adalah truk roda, kereta gelincir, dan kereta dorong yang dihubungkan ke tanah untuk memungkinkan gerakkan yang mudah dari satu sisi ke sisi lainnya. Sedangkan beberapa unit lainnya adalah penggerak motor, bagian besar pompa sentrifugal untuk pelayanan ini adalah penggerak mesin. Selain itu, kita juga dapat menggunakan mesin diesel atau mesin bensin. Pompa sentrifugal, merupakan jinis pompa satu tingkat, jenis ini mampu mengalirkan hingga 4.000 gpm dengan gugus daya diatas 110 ft. Standar kapasitasnya ditetapkan oleh perusahaan kontraktor Pup Bureau the Associated General Contractor of America. Akan lebih baik, jika kita membeli pompa-pompa yang memenuhi standar ACG tersebut. Untuk pelayanan ini juga tersedia pompa dua tingkat. Unit-unit penggerak ini dilengkapi dengan alat-alat pada alas, roda baja, atau ban pneumatik. Elbow (siku), pipa buang, pentil dan saringan isap, dilengkapi dengan alat-lat lainnya sebagai salah satu persamaan standar pada pompa penggerak mesin berbahan nakar bensin. Demikian pula untuk sebagian besar pompa portabel penggerak mesin diesel. Hampir semua pompa sentrifugal dewasa
ini dirakit guna pelayanan kontraktor yang merupakan unit-unit utama pompa itu sendiri. Pompa kereta api, pompa ini dirancang untuk diturunkan kedalam kereta air, terowongan, tambang, dan areal lainnya. Apabila pemompaan diperlukan, pompa tadi juga berupa pompa sentrifugal satu tingkat jenis penggerak motor gendeng tertutup yang dihubungkan ke tanah secara vertikal dan dilengkapi dengan kain logam yang sesuai agar dapat diturunkan ke dalam terowongan pada saat pompa tadi digunakan . beberapa pompa bolak balik dua tingkat atau satu tingkat vertikal jenis aksi langsung digunakan juga untul pelayanan ini tetapi ppompa tadi bisa digunakan oleh pompa sentrifugal. Pompa pemancar, pada umumnys pompa ini merupakan pompa sentrifugal satu tingkat atau aneka tingkat yang menggunakan pencucian batu-batuan, penggilingan rotari, pemancaran, pengaman pemadam kebakaran, dan konstruksi jalan. Sedangkan pompa portabel biasanya merupakan jenis penggerak mesin. Aplikasi pemancaran ini sering menggunakan pompa 250 gpm dengan kapasitas 150 psi. Dalam pengeboran sumur, pompa mengalirkan lumpur pengeboran lumpur pengeboran, bubur semen, dan bijih besi dengan ukuran hingga 1,25 inci untuk pencucian batu-batuan. Pada umumnya pompa 225 gpm dengan kapasitas 85 psi cukup memuaskan tapi ukuran yang besar juga kita gunakan pada tugas besar. Pompa bolak-balik, pompa diafragma dewasa ini banyak digunakan untuk mengalirkan berbagai cairan konstruksi. Pada umumnya pompa ini dioperasikan pada kecepatan yang relatif rendah dan menggunakan benda tahan karat. Untuk mengisi kelowongan atau retakkan batu formasi, fondasi batu jalan dan bantalan tambang kita sering menggunakan teknik menambah tekanan. Termodinamika Pada Pompa Termodinamika merupakan salah satu bidang terpenting dalam ilmu pengetahuan kerekayasaan. Cara kerja kebanyakan sistem dapat dijelaskan dengan termodinamika, demikian pula mengapa pelbagai sistem tertentu tidak bisa bekerja seperti yang diinginkan, serta mengapa sistem lainnya sama sekali tidak mungkin bekerja
Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam system termodinamika, yaitu • Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya. • Hukum Pertama Termodinamika Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan Kerja yang dilakukan terhadap sistem. • Hukum kedua Termodinamika Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya. • Hukum ketiga Termodinamika Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut, semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum. Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol. Pada pompa terjadi perubahan energy, yaitu dari energy listrik menjadi energy fluida. Prosesnya yaitu energi listrik akan diubah menjadi energi mekanik pada motor listrik, energi mekanik tersebut adalah putaran poros motor listrik yang akan diteruskan ke poros pompa. Pada pompa terjadi perubahan energi mekanik menjadi energi fluida, fluida yang keluar dari pompa mempunyai energi yang lebih tinggi dibanding sebelum masuk pompa.
BAB IV PENUTUP Kesimpulan Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus. Pompa secara sederhana didefinisikan sebagai alat transportasi fluida cair. Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan). Pada pompa terjadi perubahan energy, yaitu dari energy listrik menjadi energy fluida. Hal menunjukkan bahwa energi selalu kekal, meskipun terjadi perubahan bentuk energy sesuai dengan hukum pertama Termodinamika.
DAFTAR PUSTAKA Anonim1.2009. Pompa dan sistim pemompaan (http://www.energyefficiencyasia.org), diakses tanggal 11 Mei 2010 Mukhori. 2007. Pompa adalah... (http://ksbforblog.blogspot.com/2009/06/jenis-jenis-pompa-di-tinjau-daribentuk.html), diakses tanggal 11 Mei 2010 Hernalom.2009. prinsip-kerja-pompa-sentrifugal (http://baiuanggara.wordpress.com/2009/01/04/prinsip-kerja-pompasentrifugal/), diakses tanggal 11 Mei 2010
