Friday, December 12, 2014 Peralatan Produksi, Pompa
Kata pompa mungkin sudah tidak asing lagi di telinga kita, hampir setiap orang telah memiliki alat ini, terutama jenis pompa air. Namun, pompa air hanyalah salah satu dari berbagai macam jenis pompa ,dan setiap jenisnya memiliki cara kerja masing-masing untuk melakukan pengaliran. Selain cara kerjanya yang berbeda-beda, bentuknya pun tidak sama, terutama yang digunakan pada pabrik-pabrik besar seperti kilang minyak. Apa fungsi utama pompa? Pompa adalah suatu alat untuk memindahkan fluida cair dari suatu tempat ke tempat lain dengan memberikan gaya tekan terhadap zat yang akan dipindahkan. Contohnya, pemindahan minyak mentah dari tangki penampungan bahan baku ke dalam kolom distilasi untuk diolah, contoh lainnya yaitu pengangkatan air dari dalam sumur untuk dialirkan ke rumah warga. Pada dasarnya, prinsip kerja pompa dalam melakukan pengaliran yakni dengan cara memberikan gaya tekan terhadap fluida. Tujuan dari gaya tekanan tersebut ialah untuk mengatasi friksi atau hambatan yang timbul di dalam pipa saluran ketika proses pengaliran sedang berlangsung. Friksi tersebut umumnya disebabkan oleh adanya beda elevasi (ketinggian) antara saluran masuk dan saluran keluar, dan juga karena adanya tekanan balik yang harus dilawan. Tanpa adanya tekanan pada cairan maka cairan tersebut tidak mungkin untuk dialirkan/dipindahkan.
Perpindahan fluida cair dapat terjadi secara horizontal maupun vertikal, seperti zat cair yang berpindah secara mendatar akan mendapatkan hambatan berupa gesekan dan turbulensi Sedangkan zat cair dengan perpindahan ke arah vertikal, hambatan yang timbul dapat berupa hambatan-hambatan yang diakibatkan karena adanya perbedaan tinggi antara permukaan isap (suction) dan permukaan tekan/buang (discharge).
Pada bagian ini akan dijelaskan tentang jenis-jenis pompa, karena seperti yang telah disebutkan di atas bahwa pompa hadir dengan berbagai jenis berdasarkan cara kerjanya masing-masing. Secara garis besar, alat ini hanya digolongkan dalam dua jenis, yakni pompa perpindahan positif (positive displacement pump) dan pompa dinamik (dynamic pump). Lantas, apa perbedaanya? silahkan baca ulasannya di bawah.
Pada dasarnya, cairan apapun dapat ditangani oleh hampir semua jenis pompa, namun pemilihannya harus disesuaikan dengan vikositas cairan dan perbedaan elevasi. Dalam pengaplikasiannya di lapangan, pompa sentrifugal dianggap lebih ekonomis dan lebih banyak digunakan bila dibandingkan dengan pompa rotary dan reciprocating.
Pompa ini dikenal sesuai dengan caranya beroperasi yaitu, cairan diambil dari sisi suction, kemudian diberi gaya tekan di dalam rumah pompa dan dipindahkan ke sisi discharge, perpindahan fluida di dalam rumah pompa berlangsung secara positif. Pompa ini digunakan di berbagai macam sektor industri, terutama untuk memindahkan air maupun fluida berviskositas tinggi. Pompa perpindahan positif masih digolongkan menjadi 2 jenis berdasarkan cara pemindahannya, yaitu:
Pompa Reciprocating
Cara kerja pada pompa reciprocating saat mengalirkan fluida yaitu, mengkonversikan atau mengubah energi mekanis dari penggerak pompa menjadi energi dinamis/potensial terhadap cairan yang dipindahkan, perpindahan energi ke cairan terjadi melalui elemen berupa gear atau sering juga disebut crank/cam yang bergerak secara memutar dan memberikan dorongan terhadap piston. Piston inilah yang selanjutnya akan menekan fluida ke arah discharge sehingga dapat mengalir. Jadi dapat disimpulkan bahwa, prinsip kerja dari pompa reciprocating yakni memberikan tekanan terhadap cairan melalui jarum piston. Dalam penggunaannya di lapangan, pompa ini dominan digunakan untuk pemompaan cairan kental, contohnya untuk keperluan pengaliran minyak mentah.Pompa jenis ini memiliki prinsip kerja yang tidak jauh berbeda dengan pompa reciprocating, tetapi elemen pemindahnya tidak bergerak secara translasi melainkan bergerak secara rotasi di dalam casing (rumah pompa). Perpindahan dilakukan oleh gaya putaran sebuah gear dan baling-baling di dalam sebuah ruang bersekat, namun masih pada casing yang sama. Komponen utama pompa rotary sendiri terdiri dari: gear dalam, gear luar, lobe dan baling-baling dorong. Pompa ini umumnya digunakan untu layanan khusus dengan kondisi khusus di lokasi industri.
Pompa dinamik juga dikarakteristikkan oleh caranya beroperasi, yaitu; impeler yang berputar akan mengubah energi kinetik menjadi tekanan maupun kecepatan yang diperlukan untuk mengalirkan fluida. Sama halnya dengan pompa perpindahan positif, pompa dinamik juga masih digolongkan ke dalam dua jenis, yaitu:
Pompa ini merupakan pompa yang sangat umum digunakan, biasanya sekitar 70% pompa yang digunakan pada kilang minyak merupakan jenis pompa sentrifugal. Cara kerja pompa ini ialah dengan mengubah energi kinetik (kecepatan) cairan menjadi energi potensial (tekanan) melalui suatu impeller yang berputar di dalam casing. Impeller tersebut berupa piringan berongga yang memiliki sudu-sudu melengkung dan diputar oleh motor penggerak. Puataran dari impeller akan memberikan gaya sentrifugal terhadap cairan dan diarahkan kes sisi discharge. Sebelum cairan tersebut keluar melalui discharge, sebelumnya akan ditahan oleh casing sehingga menimbulkan tekanan alir. Untuk menjaga agar didalam casing selalu terisi cairan, maka pada saluran isap harus dilengkapi dengan katup kaki (foot valve). Kosongnya cairan di dalam impeller dapat menyebabkan masuknya udara dan menimbulkan kavitasi.
Baca Juga: Pompa Sentrifugal dan Komponen Utamanya
Pompa Desain khusus
Pompa jenis ini dirancang untuk suatu kondisi khusus di dalam berbagai bidang sesuai dengan kebutuhannya. Contohnya jet pump atau ejector, pompa jenis ini terdiri dari sebuah tabung pancar, nozzle konvergen dan venturi berbentuk diffuser. Cara kerjanya ialah, pada bagian konvergen dihubungkan dengan pipa yang berfungsi sebagai penghisap cairan. Fluida dapat terhisap oleh pompa karena adanya daya penggerak dalam bentuk energi tekanan, selanjutnya fluida akan dialirkan melalui nozzle dan masuk kedalam tabung dengan kecepatan tinggi sehingga menyebabkan kevakuman di dalam tabung pompa. Fluida yang terhisap tadi akan menyatu dengan fluida penggerak dan kemudian ikut mengalir. Pompa desain khusus seperti jet pump umumnya digunakan di sumur-sumur minyak, selain itu, model lainnya juga banyak digunakan oleh pemadam kebakaran untuk memompakan busa bersama dengan air. Apabila anda belum paham dengan penjelasan di atas, silahkan simak video di bawah ini mengenai cara kerja pompa perpindahan positif dan dinamik:
Sekian artikel pengetahuan kali ini, semoga bisa menambah wawasan anda mengenai jenis-jenis pompa berdasarkan cara kerjanya mengalirkan fluida. Baca juga artikel lainnya yang berkaitan agar anda bisa benar-benar paham, Terima kasih.
Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan suatu cairan dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan cairan tersebut. Kenaikan tekanan cairan tersebut digunakan untuk mengatasi hambatan-hambatan pengaliran. Hambatan-hambatan pengaliran itu dapat berupa perbedaan tekanan, perbedaan ketinggian atau hambatan gesek.
Berdasarkan konstruksi & cara kerja pompa dapat di golongkan menjadi 3 macam yaitu :
1. Pompa Bolak- Balik
Bagian terpenting dari pompa bolak-balik adalah mempunyai sepasang katup yaitu katup isap & katup buang. Dikatakan pompa bolak-balik karena cara kerjanya bolak balik
Animasi pompa bolak-balik yg sering kita lihat dlm kehidupan sehari-hari dgn istilah “pompa dragon”.
Pompa bolak-balik yg akan kita pelajari ada 3 macam yaitu :
1. Pompa torak
2. Pompa plunyer
3. Pompa membran/sekat
1.1 Pompa Torak :
Elemen bolak-balik di dalam silinder berupa torak dengan ukuran diameter dengan panjangnya lebih besar diameternya. Pada torak ini terdapat alur melingkar sebagai tempat untuk packing yg berbentuk cincin yg terbuat dari karet. Fungsi dari packing ini untuk mencegah ke bocoran fluida di dalam silinder.
Animasi pompa torak kerja tunggal
Cara kerja pompa torak kerja tunggal:
Pada pompa torak kerja tunggal, dalam setiap silinder ada dua katup yaitu katup isap dan katup buang. Pada langkah isap torak bergerak “mundur”, tekanan didalam silinder menjadi turun. Akibatnya ada beda tekanan antara diluar silinder dengan didalam silinder, sehingga katup isap terbuka, zat cair kemudian terhisap kedalam silinder. Ketika torak mulai “maju” katup isap menutup kembali. Setelah zat cair masuk ke dalam silinder kemudian didorong torak menuju katup buang, tekanan didalam silinder menjadi naik, sehingga katup buang terbuka. Selanjutnya zat cair mengalir melewati katup buang keluar silinder dengan dorongan torak yang menuju katup sampai akhir langkah buang.
Animasi pompa torak kerja ganda
Cara kerja pompa torak kerja ganda:
Pada pompa kerja ganda dalam satu silinder ada dua katup isap dan dua katup buang. Ketika melakukan langkah isap torak, juga sekaligus melakukan langka buang, sehingga kapasitasnya lebih besar dan aliran yang dihasilkan lebih kontinyu.
2.1 Pompa Plunyer
Pompa plunyer secara kontruksi & cara kerja hampir sama dengan pompa torak.
Pompa Plunyer :
Elemen bolak-balik di dalam silinder berupa torak dengan ukuran diameter dengan panjangnya lebih besar panjangnya. Alur melingkar pada silinder bagian dalam sebagai tempat untuk packing yg berbentuk cincin yg terbuat dari karet. Fungsi dari packing ini untuk mencegah ke bocoran fluida di dalam silinder.
Animasi 1. Cara kerja pompa plunyer
Animasi 2. Cara kerja pompa plunyer
3.1 Pompa Membran / Sekat
Efek pemompaan ( animasi cara kerja pompa membran 1 ) dihasilkan dari gerak bolak‐balik membrane/sekat. Ketika membran bergerak ke atas, volume silinder makin besar sehingga tekanannya makin kecil, akibatnya zat cair terhisap melalui katup masuk. Ketika membran bergerak ke bawah volume mengecil, tekanannya zat cair di dalam membesar sehingga zat cair terdorong keluar melalui katup keluar.
Animasi 1. Cara kerja pompa membran
Animasi 3. Cara kerja pompa membran >>klik kiri gbr 2 kali agar bisa gerak
Animasi 4. Cara kerja pompa membaran kerja ganda
Gbr. Pompa membran kerja ganda
2. Pompa Putar
Pompa putar dipergunakan secara luas untuk memindahkan cairan, slurries/bubur, dan pasta. Dapat dipergunakan untuk cairan dengan kekentalan rendah hingga tinggi, tekanan rendah hingga tinggi dan pilihan kapasitas aliran yang beragam. Aliran yang dihasilkan kontinyu dibandingkan dengan pompa bolak-balik.
Bagian terpenting dari pompa putar adalah mempunyai impeller. Impeler adalah sesuatu yg dapat berputar.
Pompa Putar meliputi :
– Pompa roda gigi
Cara kerja :
1. Ketika pasangan roda gigi mulai berputar, daerah pada sisi isap membesar sehingga tekananya turun dan cairan masuk dan terjebak pada celah gigi ketika berputar.
2. Cairan bergerak di celah antara gigi dan kas.
3. Pasangan gigi mendorong cairan sehingga keluar pada sisi buang dengan tekanan. Karena roda gigi ditumpu oleh bantalan pada kedua sisinya, pompa ini dapat bekerja tanpa berisik, dapat dipergunakan pada tekanan tinggi dan porosnya tidak mudah melengkung.
Pemakaian : berbagai zat kimia dan polimer, minyak, asam dll
Animasi 1. Cara kerja pompa roda gigi lengkung 1
Animasi 2. Cara kerja pompa roda gigi lengkung 2
Animasi cara kerja pompa roda gigi dalam >>klik kiri gbr 2 kali agar bisa gerak
– Pompa cuping
Pompa cuping banyak dipakai terutama di industri pulp, kertas, kimia, makanan, minuman, farmasi, bioteknologi, dll. Pompa jenis ini memiliki keunggulan yaitu higienis, efisiensi tinggi, handal dan tahan korosi. Karena antar bagian cuping dan casing tidak saling bergesekan dan ruang antar cuping yang besar memungkinkan pompa cuping untuk menghandle fluida yang mengandung padatan. Ada berbagai tipe berdasarkan jumlah cuping‐nya, single, bi‐wing dan tri‐lobe. Prinsip kerja pompa cuping sama dengan pompa roda gigi luar, hanya saja pada pompa lobe tidak terjadi gesekan, sedangkan pada pompa roda gigi luar terjadi gesekan.
Animasi cara kerja pompa cuping gigi dua
Animasi cara kerja pompa cuping gigi tiga
Untuk lebih detailnya silahkan “putar” di bawah ini
– Pompa sekrup/ulir
Pompa sekrup adalah memiliki satu atau lebih sekrup untuk mentransfer cairan viskositas tinggi atau rendah sepanjang sumbu.
Cara kerja :
Pada pompa ulir zat cair masuk pada lubang isap, kemudian akan ditekan di ulir yang mempunyai bentuk khusus. Dengan bentuk ulir tersebut, zat cair akan masuk di ruang antara ulir‐ulir, ketika ulir berputar, zat cair terdorong ke arah kanan kemudian keluar pada lubang buang.
Animasi cara kerja pompa ulir/sekrup tunggal
– Pompa keeping geser
Animasi pompa keping geser >>klik kiri gbr 2 kali agar bisa gerak
– Pompa eksentrik
Pompa eksentrik disebut juga pompa plunyer rotari, pompa jenis kam dan piston ini terdiri dari lengan eksentrik dan lengan bercelah pada bagian atasnya (Gbr 2.9). Perputaran poros menyebabkan eksentrik menjebak cairan di dalam rumah pompa. Apabila putaran berlanjut, maka cairan akan dipaksakan keluar rumah pompa melalaui cairan lubang luar pompa.
3. Pompa Sentrifugal
Bagian terpenting dari pompa sentrifugal adalah rumah keong. Dikatakan pompa sentrifugal karena cara kerjanya sentrifugal. Sentrifugal ini adalah gerakan melingkar menjauhi titik pusat. Penyebab gerakan melingkar menjauhi titik pusat ini karena pada pompa sentrifugal terdapat rumah keong.
Cara kerja pompa sentrifugal :
Pompa digerakkan oleh motor, daya dari motor diberikan kepada poros pompa untuk memutar impeler yang dipasangkan pada poros tersebut. Zat cair yang ada dalam impeler akan ikut berputar karena dorongan sudu‐sudu. Karena rumah pompa berbentuk rumah keong timbulnya gaya sentrifugal, maka zat cair mengalir dari tengah impeler keluar melalui saluran diantara sudu dan meninggalkan impeler dengan kecepatan yang tinggi. Zat cair yang keluar dari impeler dengan kecepatan tinggi ini kemudian mengalir melalui saluran yang penampangnya makin membesar (volute/diffuser), sehingga terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan. Maka zat cair yang keluar dari flens keluar pompa head totalnya bertambah besar. Pengisapan terjadi karena setelah zat cair dilemparkan oleh impeler, ruang diantara sudu‐sudu menjadi vakum sehingga zat cair akan terisap masuk.
Animasi pompa sentrifugal
Konstruksi pompa sentrifugal tingkat satu
Animasi pompa sentrifugal bertingkat banyak
Menurut jenis impeler :
1. Impeler tertutup
Sudu‐sudu ditutup oleh dua buah dinding yang merupakan satu kesatuan , digunakan untuk pemompaan zat cair yang bersih atau sedikit mengandung kotoran.
2. Impeler setengah terbuka
Impeler jenis ini terbuka disebelah sisi masuk (depan) dan tertutup di sebelah belakangnya. Sesuai untuk memompa zat cair yang sedikit mengandung kotoran misalnya : air yang mengandung pasir, zat cair yang mengauskan, dll
3. Impeler terbuka
Impeler jenis ini tidak ada dindingnya di depan maupun di belakang. Bagian belakang ada sedikit dinding yang disisakan untuk memperkuat sudu. Jenis ini banyak digunakan untuk pemompaan zat cair yang banyak mengandung kotoran.
Detail cara kontruksi & cara kerja silahkan klik “PIM terdepan dalam pilihan“.
Pompa sentrifugal meliputi :
– Pompa sentrifugal biasa
– Pompa volute
– Pompa turbine
Penggunaan Pompa
Pompa telah banyak digunakan orang sejak lama, mulai dari unit terkecil di rumah tangga sampai industri-industri besar. Penggunaan pompa yang semakin luas dari waktu ke waktu menyebabkan perkembangan pompa sangat pesat. Pada era sekarang ini berbagai macam bentuk pompa dengan berbagai keunggulannya telah banyak ditawarkan oleh perusahaan-perusahaan produsen pompa. Sering kali suatu perusahaan membuat pompa tertentu yang hanya digunakan untuk aplikasi khusus. Mengingat banyaknya jenis pompa di pasaran, maka kejelian dalam memilih pompa menjadi syarat utama agar diperoleh kerja pompa yang optimum sesuai dengan sistem yang dilayani.
Dalam rumah tangga pompa banyak digunakan untuk memompa air dari sumur untuk digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Dalam bidang pertanian pompa banyak digunakan dalam sisten irigasi untuk mengairi sawah-sawah. Dalam penyediaan air minum untuk masyarakat, pompa digunakan untuk mendistribusikan air minum dari PDAM ke rumah-rumah penduduk.
Dalam Indusrti kimia, seperti kita ketahui banyak sekali jenis zat cair baik kental maupun encer ( viskositas ), sifat korosif sehingga kita harus tahu pemilihan pompa secara tepat.
Dalam industri minyak, pompa tidak hanya digunakan pada pengilangan tetapi juga digunakan pada penyaluran minyak ke pusat-pusat distribusi. Pada pusat pelayanan tenaga khususnya PLTU pompa digunakan sebagai pengisi air ketel (boiler feed pump). Selain itu juga digunakan untuk memompa kondensat (air yang diembunkan di dalam kondensor) ke pompa pengisi ketel (boiler feed pump) dan untuk mengalirkan air dingin ke kondensor. Pada gedung-gedung, pompa digunakan untuk mengalirkan air pendingin ke ruangan-ruangan dalam sistem AC sentral.
Pada industri makanan secara umum, kebersihan dalam proses produksi merupakan kebutuhan utama untuk mempertahankan kualitas produk. Oleh karena itu pompa-pompa yang dipakai dalam industri makanan harus tahan karat tanpa ada kebocoran minyak pelumas ke dalam makanan. Proses pembersihannya juga harus dibuat semudah mungkin. Dalam industri makanan banyak digunakan pompa saniter yang telah memenuhi syarat-syarat kebersihan dan kesehatan. Pompa ini digunakan untuk mengalirkan bahan-bahan mentah cair (belum mengalami proses produksi) dan juga produk-produk makanan cair sebelum mengalami pengepakan. Selain itu juga digunakan untuk menyuplai kebutuhan air bersih sebagai campuran bahan-bahan lain dalam proses pabrik.
Pipa-pipa yang digunakan dalam proses produksi juga harus memenuhi syarat kebersihan. Oleh karena itu bahan pipa harus tahan terhadap karat. Bahan yang sering digunakan adalah baja tahan karat (stainless steel) karena selain tahan karat pipa tersebut juga mempunyai permukaan yang halus dan pembersihannya juga mudah.