BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Dasar Pengertian Pompa Pompa adalah suatu mesin yang digunakan untuk memindahk an cairan dari suatu tempat ke tempat lainnya melalui suatu media dengan cara menambah energi pada cairan dan berlangsung secara kontinyu. Pompa bekerja dengan mengadakan perbedaan tekanan antara bagian masuk dan bagian keluar. Dengan kata lain pompa berf ungsi mengubah tekanan mekanis dari suatu sumber tenaga penggerak menjadi tenaga tekanan dari fluida, dimana tenaga ini dibutuhkan untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang saluran pengalir. Pada prinsipnya pompa merupakan sebuah alat pemindah suatu fluida dari suatu tempat ke tempat lain dengan adanya suatu perbedaan tekanan yang terjadi dalam pompa yaitu dari tekanan yang rendah ke tekanan yang lebih tinggi. Fluida mengalir dari suatu tempat yang tinggi ke tempat yang rendah sehingga ada beberapa faktor yang menyebabkan hal tersebut diantaranya : a. Faktor Ketinggian Faktor ini disebabkan oleh adanya gravitasi bumi yang menyebabkan air tidak bisa mengalir ke tempat yang lebih tinggi. b. Faktor Jarak Untuk mengatasi faktor jarak ini kit a memerlukan suatu alat yang dapat menaikkan tekanan dan menekan laju aliran dari fluida.
5
c. Faktor tekanan Air tidak dapat mengalir dari tekanan yang rendah ketekanan yang lebih tinggi d. Faktor hambatan Mangkin jauh jaraknya makin banyak hambatan, dan ini ak an menyebabkan pressure drop / penurunan tekanan.
2.2. Alternatif Pemilihan Pompa Pemilihan pompa untuk mengalirkan fluida didasarkan pada sifat fluida itu sendiri dan kondisi yang diinginkan. Yang harus diper hatikan dalam hal pemilihan pompa. Untuk mengetahui lebih jauh mengenai pompa ada baiknya kita mengetahui mengenai klasifikasi dari pompa, berdasarkan cara pemindah dan pemberian energi pada pompa diklasifikasikan menjadi dua kelompok yaitu : a. Pompa Pemindah Positif. b. Pompa Pemindah Non Positif .
2.2.1. Pompa Pemindah Positif (Positive Displacement Pump ) Pompa pemindah positif adalah pompa dengan ruang kerja yang secara periodic berubah dari besar ke kecil atau sebaliknya selama pompa bekerja. Energi yang diberikan kepada cairan adalah energi potensia l, sehingga cairan berpindah volume per volume.
6
Yang termasuk pompa pemindah positif adalah : Pompa gerak translasi (bolak -balik) atau pompa reciprocating terbagi atas beberapa jenis yaitu : Pompa torak. Pompa Plunyer. Pompa Diapragm. Pompa penggerak berputar (Rotary Pump) terbagi atas beberapa jenis yaitu : Pompa Roda Gigi (Gear pump). Pompa Baling-Baling (Vane pump). Pompa Ulir (Screw pump). Pompa Liquid Ring. Pompa Membran (Pompa Diapraghma).
2.2.2. Pompa Pemindah Non Positif ( Non Positive Displacement Pump) Pompa pemindah non positif adalah suatu pompa dengan volume ruang yang tidak berubah pada saat pompa bekerja. Energi yang diberikan adalah energi kecepatan sehingga cairan berpindah karena adanya perubahan energi kecepatan yang kemudian dirub ah menjadi energi dinamis di dalam rumah pompa itu sendiri, yang termasuk dalam kelompok pompa non positif adalah : a. Pompa Sentrifugal. b. Pompa Axial
7
Berikut ini ada beberapa keuntungan dan kerugian dari pompa sentrifugal dan pompa torak yaitu : a. Pompa Sentrifugal Keuntungan dari pompa sentrifugal adalah : Dapat memompakan zat cair dengan kapasitas besar dan tinggi tekan yang tinggi. Bobot yang relative ringan. Getaran yang terjadi pada saat pengoperasian kecil. Ruang instalasi relative lebih kecil. kerugian dari pompa sentrifugal adalah : Dalam pengoperasian normal tidak langsung dapat menghisap fluida sendiri. Kurang sesuai untuk memompakan zat cair yang kental terutama pada aliran volume yang kecil. b. Pompa Axial Keuntungan dari pompa axial adalah : Dapat digunakan tanpa melakukan pemancingan fluida. Mempunyai efisiensi yang lebih tinggi. Digunakan untuk head yang tinggi dengan kapasitas yang tinggi.
8
kerugiannya adalah : Berat dengan dimensi yang cukup besar sehingga pondasi yang digunakan harus cukup koko h dan memerlukan ruangan yang relative besar. Harga relative mahal. Rumit dalam pemeliharaan. Dari penjabaran diatas maka penggunaan pompa sentrifugal dinilai lebih tepat dibandingkan dengan pompa yang lainnya sehingga dalam perencanaan ini dipilih jenis p ompa sentrifugal pada saring putar.
2.2.2.1. Teori Bernoulli Energi tidak dapat timbul atau hilang begitu saja. Energi total fluida adalah sama dengan ketiga tinggi tekanan ( Head) di bawah ini :
V2 zH 2.g
(Ref.5, Hal, 10)
dimana :
H
= Tinggi tekan total (m)
= Tinggi tekan tekanan (m)
V2 2. g
= Tinggi Tekan Kecepatan (m)
z
= Tinggi Tekan Potensial (m)
Berbagai tinggi tekan dapat bervariasi besarnya pada penampang berbeda, tetapi penjumlahannya selalu sama. Bila luas penampang sebuah pipa datar
9
membesar sedikit demi sedikit maka kecepatan akan berkurang dan tekanan akan naik, tetapi tinggi tekan total harus tetap sama.
2.2.2.2. Kavitasi Kavitasi adalah gejala menguapnya z at cair yang sedang mengalir karena tekanannya berkurang sampai di bawah tekanan uap jenuhnya. Apabila zat cair mendidih, maka akan timbul gelombang -gelombang uap zat cair. Jika pompa mengalami kavitasi, maka akan timbul suara berisik dan getaran. Selain itu juga dapat menyebabkan penurunan kemampuan pompa. Jika pompa dijalankan dalam keadaan kavitasi secara terus menerus dalam jangka waktu yang lama, maka permukaan dinding saluran di sekitar aliran yang berkavitasi akan mengalami kerusakan. Permukaan dinding akan termakan sehingga menjadi berlubang -lubang atau bopeng. Peristiwa itu disebut erosi kavitasi sebagai akibat dari tumbukan gelombang-gelombang uap yang pecah pada dinding secara terus menerus. Karena kavitasi ini sangat merugikan, yaitu mengakibatk an turunnya performansi pompa, menimbulkan suara dan getaran, serta rusaknya impeller dan rumah pompa, gejala ini harus dicegah/dihindari dengan cara: 1. Ketinggian letak pompa terhadap permukaan zat cair yang diisap harus dibuat serendah mungkin agar head statis menjadi lebih rendah pula.
10
2. Pipa isap harus dibuat sependek mungkin. Jika terpaksa dipakai pipa isap yang panjang sebaiknya dipilih pipa yang diameternya satu nomor lebih besar untuk mengurangi kerugian besar. 3. Sama sekali tidak dibenarkan untuk memper kecil laju aliran dengan menghambat di sisi isap. 4. Jika pompa mempunyai head total yang berlebihan, maka pompa akan berkerja dengan kapasitas aliran yang berlebihan pula. Sehingga kemungkinan akan terjadi kavitasi menjadi lebih besar. Karena itu head total pompa harus ditentukan sedimikan hingga sesuai dengan yang diperlukan pada kondisi operasi yang sesungguhnya. 5. Bila head total pompa berfluktuasi, maka pada keadaan head terendah diadakan pengamanan penuh terhadap terjadinya kavitasi, namun dalam beberapa h al terjadi sedikit kavitasi yang tidak mempengaruhi performansi sering tidak dapat dihindari sebagai akibat dari pertimbangan ekonomis. Dalam hal ini perlu dipilih bahan impeller yang tahan erosi karena kavitasi.
2.2.2.3. NPSH NPSH (Net Positive Suction Head) adalah tinggi tekan hisap total yang sering digunakan sebagai ukuran keamanan pompa terhadap kavitasi. Dalam mendisain instalasi pompa dan dalam membeli suatu pompa ada dua jenis tinggi tekan hisap (suction head) atau NPSH yang harus diperhatikan.
11
Tinggi tekan hisap sistem yang tersedia dan tinggi tekan yang dibutuhkan pompa yang ditempatkan pada sistem. Yang pertama ditentukan oleh pendesain pabrik dan didasarkan pada kondisi-kondisi cairan yang akan dipompakan, lokasi letak pompa dan lain lain, kedua biasanya NPSH yang tersedia harus sama atau lebih besar dari tinggi tekan hisap yang dibutuhkan untuk menghindari kerusakan -kerusakan yang diakibatkan oleh kavitasi. NPSH tersedia > NPSH diperlukan
NPSHav yang tersedia (available) NPSHa (Available Net Positive Suction Head ) yang tersedia ialah : Head yang dimiliki oleh zat cair pada sisi isap pompa (ekivalen dengan tekanan mutlak pada sisi isap pompa), dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair di tempat tersebut. NPSHre yang diperlukan (required) NPSHre (Required Net Positive Suction Head) yang diperlukan dari sebuah pompa termasuk tinggi tekan akibat kecepatan pada flens hisap ditambah dengan ketinggian tinggi tekan yang terjadi antara flens hisap dan impeller.
12
2.2.2.4. Putaran Spesifik Putaran spesifik adalah suatu istila h yang dipakai memberikan klasifikasi impeller berdasarkan prestasi dan proporsi tanpa memperhatikan ukuran aktual dan kecepatan dimana impeller itu beroperasi. Pemakaian putaran spesifik adalah untuk mengklasifikasikan berbagai jenis impeller pompa. Masing-masing jenis impeller mempunyai suatu daerah kecepatan spesifik untuk mata impeller yang dioperasikan dengan baik, walaupun daerah-daerah kecepatan spesifik ini hanya merupakan taksiran saja, tidak ada batas yang tegas antara jenis -jenis impeller ini.
Gambar 2.1 : Bentuk relatif impeller dan efisiensi bila dihubungkan dengan kecepatan spesifik
13
2.2.2.5. EFISIENSI POMPA Efesiensi pompa sentrifugal tergantung pada sejumlah faktor, yang terpenting adalah kerugian -kerugian hidrolis, kerugian -kerugian mekanis dan kerugian akibat kebocoran. Dari butir -butir ini yang terpenting adalah kapasitas kerugian-kerugian gesekan akan merupakan presentasi yang lebih kecil dari daya total waktu ketika memompakan sejumlah fluida. Kerugian-kerugian mekanis juga relatif k ecil bila jumlah aliran besar, diharapkan bahwa tinggi tekan yang bertambah besar adalah akibat membesarnya diameter impeller atau putarannya.
Gambar 2.2. Titik-titik efisiensi tinggi tekan untuk berbagai kapasitas pompa
14
2.3. Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal Pompa Sentrifugal seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.1, mempunyai sebuah impeler (baling -baling) untuk mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi.
Gambar 2.3. Bagan aliran fluida di dalam pompa sentrifugal Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutarkan impeler di dalam zat cair. Maka zat cair yang ada didalam impeler, oleh dorongan sudu-sudu ikut berputar. Karena timbul gaya sentrifugal maka zat cair mengalir dari tengah impeler ke luar melalui saluran diantara sudu -sudu. Disini head tekanan zat cair menjadi lebih tinggi. Demikina pula head kecepatannya bertambah besar karena zat cair mengalami percepatan. Zat cair yang keluar dari impeler ditampung oleh saluran berb entuk volut (spiral) di sekeliling impeler dan disalurkan ke luar pompa melalui nosel. Di dalam nosel ini sebagian head kecepatan aliran diubah menjadi head tekanan. Jadi impeler pompa berfungsi memberikan kerja pada zat cair sehingga energi yang dikandungnya menjadi bertambah besar. Selisih energi per
15
satuan berat atau head total zat cair antara flens isap dan flens keluar pompa disebut head total pompa. Dari uraian diatas jelas bahwa pompa sentrifugal dapat mengubah energi mekanik dalam bentuk kerja po ros menjadi energi fluida. Energi inilah yang mengakibatkan pertambahan head tekanan, head kecepatan, dan head potensial pada zat cair yang mengalir secara kontinyu.
2.4. Klasifikasi Pompa Sentrifugal Jika kapasitas pompa dinyatakan dalam m 3/min, head total dalam m, dan putaran dalam rpm, maka harga n s pompa sentrifugal akan berkisar antara 100 sampai 700. Pompa sentrifugal dapat dibedakan menurut rumah, jumlah impeler, sisi masuk impeler dan sebagainya. Berikut ini adalah penjelasan beberapa klasifikasi pompa sentrifugal.
2.4.1. Klasifikasi Pompa Sentrifugal Menurut Bentuk Rumah Pompa sentrifugal dapat digolongkan lebih lanjut atas pompa volu t dan pompa difuser. Sebagaimana ditunjukkan pada gambar 2.2, aliran yang keluar dari impeler pompa volut ditampu ng di dalam volut (atau rumah spiral), yang selanjutnya akan menyalurkan ke nosel keluar. Harga n s dari pompa volut bervariasi pada daerah yang cukup luas, yaitu antara 100 sampai 700. Adapun pompa difuser mempunyai difuser yang dipasang mengelilingi impeler seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.3, guna dari difuser ini adalah untuk menurunkan kecepatan aliran yang keluar dari impeler,
16
sehingga energi kinetik aliran dapat diubah menjadi energi tekanan secara efisien. Pompa difuser dipakai untuk mempero leh head total yang tinggi. Harga ns pompa ini berkisar antara 100 sampai 300.
Gambar 2.4. Pompa volut dan diffuser
2.4.2. Klasifikasi Pompa Menurut Jumlah Tingkatnya a.
Pompa Satu Tingkat Pompa ini hanya mempunyai satu impeler saja seperti yang
diperlihatkan pada gambar 2.4. Head total pompa yang ditimbulkan hanya berasal dari satu impeler, relatif rendah.
Gambar 2.5. Pompa Satu Tingkat
17
b.
Pompa Bertingkat Banyak Pompa ini menggunakan beberapa impeler yang dipasang secara
berderet (seri) pada satu poros. Zat cair yang keluar dari impeler yang pertama dimasukkan ke impeler berikutnya dan seterusnya hingga impeler yang terakhir gambar 2.5. Head total pompa ini merupakan jumlah dari head yang ditimbulkan oleh masing -masing impeler sehingga relatip tinggi. Pada umumnya impeler-impeler tersebut dipasang menghadap ke satu arah pada poros seperti pada gambar 2.5. Namun pemasangan semacam itu akan menimbulkan gaya aksial yang besar sehingga dalam banyak hal diperlukan cara-cara tertentu untuk mengurangi nya. Pompa bertingkat banyak umumnya memakai difuser , namun ada pula beberapa pompa yang hanya memakai volut. Dalam hal ini sering dipakai rumah volut kembar untuk mengurangi gaya radial seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.6. Gambar ini menunjukkan potongan menurut bidang tegak lurus poros.
Gambar 2.6. Pompa Bertingkat Banyak
18
2.4.3. Klasifikasi Pompa Menurut Belahan Rumah a.
Pompa Jenis Belahan Mendatar Pompa jenis ini mempunyai rumah yang dapat dibelah dua menjadi
bagian bawah dan bagian atas oleh bidang mendatar yang melalui sumbu poros. Jadi bagian yang berputar dapat diangkat setelah rumah belahan atas dibuka (lihat gambar 2.7). Karena nosel isap dan nosel keluar keduanya terpasang pada rumah belahan bawah, maka pada waktu pompa dibuka, pipa isap
dan
pipa
keluar
tidak
perlu
dilepaskan.
Dengan
demikian
pembongkaran dapat dilakukan dengan mudah. Karena keuntungan ini pompa jenis rumah terbelah sering dipakai pada pompa berukuran menengah dan besar dengan poros mendatar.
Gambar 2.7. Pompa jenis belah mendatar Sumber : Refrensi Sularso, Pompa & Kompresor, hal 79 b.
Pompa Jenis Belahan Vertikal Rumah pompa jenis ini terbagi oleh sebuah bidang tegak lurus poros,
seperti yang diperlihatkan pada gambar 2.8. Pompa ini mempunyai konstruksi yang relatip sederhana serta menguntungkan sebagai bejana bertekanan karena bidang belahan tidak mudah bocor. Sebab itu konstruksi
19
seperti ini sering dipakai untuk pompa -pompa kecil dengan poros mendatar. Jenis ini juga sesuai untuk pompa poros tegak diman a bagian-bagian yang berputar dapat dibongkar ke atas sepanjang poros. Contoh konstruksi diperlihatkan pada gambar 2.8.
Gambar 2.8. Pompa jenis belahan vertikal
2.4.4. Klasifikasi Menurut Sisi Masuk Impeler a.
Pompa Isapan Tunggal Pada pompa ini zat cair masuk dari satu sisi impeler seperti pada
gambar 2.4. Konstruksinya sangat sederhana
sehingga banyak dipakai.
Namun seperti terlihat dalam gambar 2.9, tekanan yang bekerja pada masing-masing sisi impeler tidak sama sehingga akan timbul gaya aksial kearah sisi isap. Gaya ini dapat ditahan oleh bantalan aksial jika ukuran pompa cukup kecil. Namun untuk pompa besar harus dicari cara untuk mengurangi gaya aksial ini agar tidak perlu dipakai bantalan aksial yang terlalu besar. Salah satu cara untuk mengatasi h al ini seperti yang terlihat pada gambar 2.10, disini dipergunakan sebuah ruang pengimbang yang
20
diameternya sama dengan diameter isap impeler. Ruang ini dihubungkan dengan sisi isap impeler melalui lubang pengimbang agar tekanannya sama sehingga tidak timbul gaya aksial.
Gambar 2.9. Tekanan Air Yang Bekerja Pada Impeler
b.
Pompa Isapan Ganda Pompa ini memasukkan air melalui kedua sisi impeler seperti yang
ditunjukkan pada gambar 2.11. Disini poros yang menggerakkan impeler dipasang menembus kedua sisi ruma h dan impeler dan ditumpu oleh bantalan di luar rumah. Karena itu poros menjadi lebih panjang dari pada pompa jenis lain. Impeler jenis ini pada dasarnya sama dengan dua buah impeler pompa isapan tunggal yan dipasang secara bertolak belakang. Dengan demikian gaya aksial yang timbul akan saling mengimbangi menjadi nol. Selain itu, pompa ini juga dapat dipandang sebagai sebuah pompa yang mempunyai dua buah impeler yang bekerja secara sejajar (paralel). Dengan demikian laju aliran total sama dengan dua kali laju aliran yang
21
melalui masing-masing impeler yang saling bertolak belakang tersebut. Dibandingkan dengan pompa isapan tunggal yang sama kapasitasnya, pompa isapan ganda mempunyai kemampuan isap yang lebih baik. Ini disebabkan laju aliran yang masuk masin g-masing sisi isap hanya setengah dari laju aliran total. Jika NPSH yang tersedia sama, putaran pompa jenis ini dapat dipertinggi. Karena itu pompa jenis isapan ganda banyak dipakai sebagai pompa berukuran besar atau sedang.
Gambar 2.10. Pompa Volut Jenis Isapan Ganda
2.4.5. Klasifikasi Pompa Menurut Kapasitas a.
Pompa dengan kapasitas rendah : (0 – 20) m3/jam.
b.
Pompa dengan kapasitas sedang : (20 – 60) m3/jam.
c.
Pompa dengan kapasitas tinggi
: > 60 m3/jam.
22
2.5. Bagian-Bagian Umum Pompa Sentrifugal 2.5.1. Poros Dan Selongsong Poros berfungsi untuk meneruskan daya dari motor penggerak ke impeler pompa. Poros ini dibuat bertingkat dengan diameter yang berbeda serta diameter yang terbesar berada pada pertengahan poros. Konstruksi yang demikian ini akan memb antu dalam proses perakitan pompa karena berbagai komponen pompa seperti impeler, bantalan, seal -seal dan lainnya dapat dengan mudah dikeluarkan. Poros ini selalu dilindungi oleh selongsong, dimana fungsinya untuk menghindari terjadinya keausan dan korosi . Selongong poros ini dapat menunjang poros yang berat dan besar serta dapat mengendalikan pergerakan secara radial.
2.5.2. Impeler (Baling-Baling) Impeler dipasang pada poros dengan menggunakan pasak. Sudu -sudu dari yang berputar memberikan energi kecep atan pada zat cair. Energi kecepatan ini dalam pompa diubah menjadi energi tekanan. Bentuk sudu sudu impeler harus disesuaikan dengan jenis zat cair, tekanan naik yang dibutuhkan, kapasitas, jumlah putaran dan sebagainya. Disini diusahakan untuk memperoleh rendemen sebaik-baiknya. Secara umum impeller dibagi tiga yaitu :
23
a.
Impeler jenis tertutup Sudu-sudu terkurung diantara dua buah dinding dan merupakan satu
kesatuan dengan dinding tersebut (Gambar 2.12). Jenis impeler ini biasanya digunakan untuk memompa kan zat cair yang bersih atau sedikit mengandung kotoran.
Gambar 2.11. Impeler Jenis Tertutup
b.
Impeler Setengah Terbuka Impeler ini terbuka disebelah sisi masuknya saja (Gambar 2.12).
Impeler ini berputar sepanjang dinding dalam rumah pompa dengan ruang main yang sempit. Biasanya jenis impeler ini digunakan untuk memompakan zat cair yang kandungan kotorannya sedikit, misalnya air yang mengandung pasir pada sumber air yang dihisapnya.
24
Gambar 2.12 Impeler Setengah Terbuka
c.
Impeler Terbuka Impeler jenis ini tidak memiliki dinding pada sisi masuk juga pada sisi
bagian belakangnya hamper semuanya dihilangkan. Sisa dinding bagian belakang digunakan untuk memperkuat sudu -sudu (Gambar 2.13).
Gambar 2.13 Impeler Terbuka
2.5.3. Rumah Pompa Rumah pompa digunakan untuk mengarahkan fluida kedalam lubang masuk impeler, kemudian energi kecepatan diubah menjadi energi tekanan dan megarahkan fluida menuju saluran pengeluaran. Rumah pompa dibedakan atas beberapa jenis yaitu :
25
a.
Rumah Sentris Rumah pompa ini memiliki l ubang laluan yang sama besar di semua
tempat. Rumah pompa ini dapat melepas udara sendiri dan oleh karena itu sangat cocok untuk memompakan zat cair yang sangat banyak mengandung gas (Gambar 2.14).
Gambar 2.14 Rumah Pompa Sentris
b.
Rumah Siput Karena banyaknya zat cair yang keluar dari sudu -sudu impeler
bertambah besar, maka laluan zat cair yang berada disekeliling impeler dibuat members sampai sisi pengeluaran. Dan juga karena dibutuhkan peruibahan energi tekanan secara bertahap, maka rumah pompa di de sain seperti rumah siput. Bagian dimana sudu-sudu impeler yang berputar paling dekat dengan rumah dinamakan lidah (gambar 2.1 5).
26
Gambar 2.15 Rumah Siput
2.5.4. Bantalan Baik selongsong ataupun bantalan luncur maupun bantalan anti gesek dipakai untuk pompa. Bantalan luncur lebih sering digunakan untuk pompa yang bertingkat banyak yang mempunyai beban bantalan yang lebih besar. Sedangkan bantalan peluru dilumasi dengan minyak gemuk dan tidak memerlukan perawatan yang sulit.
2.6. Pemilihan Penggerak Mula Dalam merencanakan suatu instalasi pompa, sering kali dipertanyakan apakah akan digunakan motor listrik atau motor torak sebagai mula. Untuk menentukan mana yang tepat bagi setiap kasus, harus dilihat kondisi kerja dan tempatnya, karena kedua jenis pengge rak mula tersebut mempunyai keuntungan dan kerugiannya masing -masing. Dibawah ini diberikan perbandingan sift -sifat motor listrik dan motor torak sebagai bahan pertimbangan dalam pemilihannya.
27
a. Motor listrik Keuntungan Jika tenaga listrik dari PLN atau s umber lain tersedia dengan tegangan yang sesuai di sekitar tempat tersebut, maka penggunaan motor listrik dapat memberikan ongkos yang murah. Pengoperasiannya lebih mudah. Ringan dan hampir tidak menimbulkan getaran. Pemeliharaan dan pengaturan mudah. Kerugian Jika listrik padam, pompa tidak dapat bekerja sama sekali. Jika pompa jarang dipakai, biaya operasinya akan tinggi karena biaya beban harus tetap dibayar. Jika lokasi pompa jauh dari jaringan distribusi listrik yang ada, maka biaya penyambungan tenag a listrik akan mahal. b. Motor Torak Keuntungan Operasi tidak tergantung pada tenaga listrik. Biaya fasilitas tambahan dapat lebih rendah dari pada motor listrik. Kerugian Motor torak lebih berat daripada motor listrik. Memerlukan air pendingin yang jumlahnya cukup besar
28
Getaran dan suara mesin sangat besar. Disamping motor listrik dan motor torak, untuk pabrik -pabrik yang menggunakan tenaga uap, juga sering dipakai turbin uap sebagai penggerak pompa.
2.7. Rumus-Rumus Dasar Perancangan Pompa Sentrifugal 2.7.1 Diameter pipa hisap / Suction (Di) Q Vi
Di 2 4
Di
4.Q .Vi
(Ref.9, Hal, 72)
dimana : Q = Kapasitas pompa (m³/s) Di = Diameter pipa hisap (mm) Vi = Kecepatan aliran fluida masuk (m/s)
2.7.2 Diameter pipa tekan / Discharge (Dt)
Q Vi. Dt
2
Dt
4.Q .Vi
(Ref.9, Hal, 72)
dimana : Q = Kapasitas pompa (m³/s) Dt = Diameter pipa tekan (mm) Vt = Kecepatan aliran fluida keluar (m/s)
29
2.7.3. Kerugian gesek pada pipa Hf f.
L V2 . D 2g
(Ref.9, Hal, 33)
dimana : H f = Head kerugian gesek (m)
f = Koefisien kerugian gesek
L = Panjang pipa (m) V = Kecepatan rata-rata aliran (m/s) g
= Percepatan gravitasi (m/s²)
2.7.4. NPSHav tersedia
H sv
Pa Pv hs h fi
(Ref.9, Hal,26)
dimana : H SV = Tinggi tekan hisap tersedia (m) Pa
= Tekanan atmosfir (N/ m²)
Pv
= Tekanan uap jenuh (N/mm²)
hs
= Tinggi tekan hisap statis
h fi
= Tinggi tekan yang hilang akibat gesekan (m)
= Massa jenis fluida (kg/ m³)
30
2.7.5.NPSHre diperlukan H svn .Hn dimana : H svn
= Tinggi tekan hisap yang diperlukan (m)
Hn
= Tinggi tekan total (m)
= Koefisien kavitasi thoma
2.7.6. Kecepatan Spesifik
ns n
Q H 3/ 4
(Ref.10, Hal,44)
dimana : ns
= Putaran spesifik pompa (rpm)
n
= Putaran spesifik pompa (rpm)
Q
= Kapasitas pompa (m³/s)
H
= Tinggi tekan total (m)
1.7.7 Daya Pompa P
1000.W .Q.H 75.n
(Ref.6, Hal,243)
dimana : P = Daya pompa (watt) W = Berat jenis (N/m³) Q = Kapasitas pompa (m³/s) H = Tinggi tekan total (m) n
= Efisiensi pompa
31
2.7.8. Diameter Poros 5,1 d P .Kt .Cb.T
dimana :
dP Cb T Kt
= Diameter poros (mm) = Tegangan geser (N/mm²) = Faktor koreksi momen puntir = Momen puntir pada poros (N.mm) = Faktor koreksi untuk tegangan puntir
2.7.9. Diameter Mata Impeller
DS
4.Q Dn 2 .V0
dimana : Ds
= Diameter mata impeller (mm)
Q
= Kapasitas pompa (m³/s)
Vo
= Kecepatan fluida masuk lewat mata impeller (m/s)
Dn
= Diameter naaf (mm)
32
