Tugas Akhir
BAB III TEORI DASAR POMPA
3.1 Pengkajian Pompa Kerja yang ditampilkan oleh sebuah pompa merupakan fungsi dari head total dan berat cairan yang dipompa dalam jangka waktu yang diberikan. Daya batang torak pompa (Ps) adalah daya Hp yang dikirimkan ke batang torak pompa, dan dapat dihitung sebagai berikut : Daya batang torak pompa Ps = Daya hidrolik Hp / Efesiensi pompa Atau Efesiensi pompa = Daya hidrolik / Daya batang torak pompa (Ps)
18
UNIVERSITAS MERCU BUANA
Tugas Akhir
3.1.1 Kesulitan-kesulitan Dalam Pengkajian Pompa Dalam praktek, lebih sulit mengkaji kinerja pompa. Beberapa alasan pentingnya adalah : •
Tidak adanya data pompa yang spesifik
Hampir kebanyakan perusahaan tidak memegang dokumen asli peralatan (EOM) yang memberikan data-data tersebut. Dalam kasus seperti ini, persentase beban pompa untuk aliran pompa atau head tidak dapat diperkirakan secara memuaskan •
Kesulitan dalam pengukuran aliran
Pada kasus-kasus yang sering terjadi ialah debit aliran dihitung mungkin tidak akan tepat. Tetapi metoda ini hanya dapat diterapkan jika suatu pompa berada dalam operasi dan jika kran pembuangan tangki tertutup. Cara yang paling canggih, tepat dan memakan waktu sangat sedikit untuk mengukur aliran pompa adalah dengan pengukuran yang menggunakan pengukur aliran ultrasonik. •
Kalibrasi yang tidak benar terhadap pengukur tekanan dan instumen pengukuran
Kalibrasi pengukuran yang benar pada seluruh pengukur tekanan pada jalur penghisapan dan pembuangan dan instrumen pengukur daya lainnya adalah penting untuk mendapatkan pengukuran yang tepat.
19
UNIVERSITAS MERCU BUANA
Tugas Akhir
3.2 Peluang-peluang efisiensi energi Bagian ini meliputi area utama untuk memperbaiki pompa dan sistim pemompaan. Area utama bagi penghematan energi meliputi:
•
Memilih pompa yang benar
•
Mengendalikan debit aliran dengan variasi kecepatan
•
Pompa dalam susunan parallel untuk memenuhi permintaan yang beragam
•
Membuang kran pengendali aliran
•
Membuang kendali by-pass
•
Kendali start/stop pompa
•
Memperbaiki keseimbangan impeller
•
Daftar periksa opsi
3.2.1 Memilih pompa yang benar Dalam memilih pompa, para pemasok berusaha untuk mencocokan kurva sistim yang diberikan oleh pihak pengguna dengan kurva pompa yang memenuhi kebutuhan tersebut sedekat mungkin. Titik operasi pompa adalah titik dimana kurva pompa dan kurva tahanan sistim berpotongan. Walaupun begitu, tidak memungkinkan bagi satu titik operasi memnuhi seluruh kondisi operasi yang dikehendaki.
20
UNIVERSITAS MERCU BUANA
Tugas Akhir
Titik efisiensi terbaik / Best Efficiency Point (BEP) merupakan kapasitas pemompaan pada diameter impeller maksimum, dimana efisieni pompanya adalah yang paling tinggi. Seluruh titik kesebelah kanan atau kiri BEP memiliki efisiensi lebih rendah. BEP terpengaruh jika pompa yang terpilih ukuranya berlebih. Alasannya adalah bahwa aliran pompa dengan ukuran berlebih harus dikendalikan dengan metoda yang berbeda, seperti kran penutup atau jalur by-pass. Keduanya memberikan tahanan tambahan dengan meningkatnya gesekan. Sebagai akibatnya kurva sistim bergeser ke kiri dan berpotongan dengan kurva
pompa pada titik
lainnya.sekarang juga BEPnya juga menjadi lebih rendah. Dengan kata lain, efisiensi pompa berkurang sebab aliran keluar berkurang akan tetapi daya pemakaiannya tidak.ketidakefisiensian pompa dengan ukuran berlebih dapat diatasi dengan pemasangan penggerak dua kecepatan, rpm lebih rendah, impeller yang lebih kecil atau yang seimbang.
3.2.2 Mengendalikan debit aliran dengan variasi kecepatan Perputaran impeller pompa sentrifugal menghasilkan head. Kecepatan keliling impeller berhubungan langsung dengan kecepatan perputaran batang torak. Oleh karena itu variasi kecepatan putaran berpengaruh langsung pada kinerja pompa. Hal yang relevan untuk dicatat bahwa pengendalian aliran oleh pengaturan kecepatan selalu lebih efisien daripada oleh kran pengendali. Hal ini disebabkan kran menurunkan aliran
21
UNIVERSITAS MERCU BUANA
Tugas Akhir
namun tidak menurunkan pemakaian energi pompa. Sebagai tambahan terhadap penghematan energi, terdapat manfaat lainnya dari kecepatan yang lebih rendah tersebut, yaitu : •
Umur bantalan meningkat.
•
Getaran dan kebisingan berkurang dan umur sil meningkat selama titik tuga berada dalam kisaran operasi yang diperbolehkan.
3.2.3 Pompa yang dipasang paralel untuk memenuhi permintaan yang beragam mengoperasikan dua (2) pompa secara paralel dan mematikan salah satu
jika kebutuhan menjadi lebih rendah, dapat menghasilkan
penghematan energi yang signifikan. Dapat digunakan pompa yang memberikan debit aliran yang berbeda-beda. Pompa yang dipasang secara paralel merupakan sebuah opsi jika head statik lebih rendah dari lima puluh persen head total.
3.2.4 Membuang kran pengendali aliran metoda lain untuk mengendalikan aliran adalah dengan menutup atau membuka kran pembuangan walaupun metoda ini menurunkan tekanan namun tidak mengurangi pemakaian daya, sebab head total (head statik) bertambah. Metoda ini meningkatkan getaran dan korosi sehingga
22
UNIVERSITAS MERCU BUANA
Tugas Akhir
meningkatkan biaya perawatan pompa dan secara proposional mengurangi umurnya.
3.2.5 Membuang kendali by-pass Aliran dapat juga diturunkan dengan cara memasang sebuah sistim kendali by-pass, dimana pembuangan pompa dibagi menjadi dua aliran menuju dua pipa saluran yang terpisah. Satu pipa saluran mengirimkan fluida ke titik tujuan pengiriman, sementara pipa saluran kedua mengembalikan fluida ke sumbernya. Dengan kata lain, sebagian fluida diputarkan dengan tanpa alasan, dengan demikian maka hal ini merupakan pemborosan energi. Oleh karena itu opsi ini harus dihindarkan.
3.2.6 Kendali start/stop pompa Suatu cara yang sederhana dan masuk akal berkenaan dengan energi yang efisien adalah menurunkan debit aliran dengan menjalankan dan menghentikan pompa, sepanjang hal ini tidak sering terjadi dilakukan. Sebuah contoh dimana opsi ini dapat digunakan adalah bila sebuah pompa digunakan untuk mengisi tangki penyimpanan dimana fuilda mengalir ke proses pada debit yang tetap. Dalam sistim ini, pengendali dipasang pada tingkatan minimum dan maksimum didalam tangki untuk menjalankan dan menghentikan pompa.
23
UNIVERSITAS MERCU BUANA
Tugas Akhir
3.2.7 Memperbaiki keseimbangan impeller Mengubah diameter impeler akan memberikan perubahan yang sebanding dengan kecepatan keliling impeler. Mengubah diameter impeler merupakan suatu cara mengefisienkan energi untuk mengendalikan debit aliran. Walaupun deemikian, beberapa hal berikut harus dipertimbangkan : •
Opsi ini tidak dapat digunakan jika terdapat pola aliran yang bervariasi.
•
Impeler tidak harus diseimbangkan lebih dari 25% dari ukuran impeler aslinya, karena akan menyebabkan getaran karena terjadinya kavitasi yang akan menurunkan efisiensi pompa.
•
Keseimbangan pompa harus dijaga, keseimbangan impeler harus sama pada seluruh sisi.
3.3. Kecepatan Spesifik
Kecepatan spesifik adalah notasi yang khusus untuk tanda pengenal bentuk roda jalan. Istilah dan daerah kerja yang berlaku untuk masing-masing bentuk roda dilihat pada gambar
24
UNIVERSITAS MERCU BUANA
Tugas Akhir
Kecepatan Spesifik roda jalan ponpa sentrifugal
3.4. Net Positive Suction head (NPSH) Kavitasi akan terjadi bila tekanan statis suatu aliran zat cair turun sampai di bawah tekanan uap jenuhnya. Jadi untuk menghindari kavitasi, harus diusahakan agar tidak ada satu bagianpun dari aliran di dalam pompa yg mempunyai tekanan statis lebih rendah dari tekanan uap jenuh cairan pd temperatur yg bersangkutan.
3.4.1. NPSH available (NPSHa) Head yg dimiliki oleh zat cair pd sisi isap pompa (tekanan mutlak pd sisi isap pompa), dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair ditempat tersebut. Besarnya hanya tergantung pd kondisi luar pompa dimana pompa dipasang.
25
UNIVERSITAS MERCU BUANA
Tugas Akhir
3.4.2. NPSH required (NPSHr) •
Tekanan pd lubang masuk pompa dikurangi penurunan tekanan di dalam pompa harus lebih tinggi dari pada tekanan uap zat cair. Head tekanan yg besarnya sama dengan penurunan tekanan disebut NPSH required. Besarnya berbeda utk setiap pompa.
•
Untuk suatu pompa tertentu, NPSH required berubah menurut kapasitas dan putarannya.
•
NPSH available > NPSH required
3.5. Kurva Kinerja pompa dari pemasok pompa
Gambar dibawah memperlihatkan kurva kinerja pompa yang dipasok penjual untuk pompa sentrifugal dimana cairan yang akan dipompa adalah lumpur. Para pemasok berusaha untuk mencocokan kurva sistim yang diberikan oleh pihak pengguna dengan kurva pompa yang memenuhi kebutuhan tersebut sedekat mungkin. Titik operasi pompa adalah titik dimana kurva pompa dan kurva tahanan sistim berpotongan. Walaupun begitu, tidak memungkinkan bagi satu titik operasi memnuhi seluruh kondisi operasi yang dikehendaki.
26
UNIVERSITAS MERCU BUANA
Tugas Akhir
Gambar 9 : Kurva kinerja pompa sentrifugal 2
27
UNIVERSITAS MERCU BUANA
