KATA PENGANTAR

Sesungguhnya segala puji bagi Allah, kita memuji-Nya, memohon pertolongan dari-

Nya, meminta ampunan dari-Nya dan meminta perlindungan kepada-Nya dari

kejahatan diri kita serta keburukan amal perbuatan kita. Shalawat dan salam semoga

terlimpahkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW.

Karena hidayah-Nya pula, Alhamdulillah, penulis dapat menyelesaikan makalah

dengan judul “Kavitasi pada Pompa” ini sebagai tugas dari mata kuliah Pompa dan

Kompresor tepat pada waktunya. Pada kesempatan ini kami ucapkan terima kasih

kepada Bapak Drs. Winarno Dwi Rahardjo, M.Pd. selaku dosen pengampu mata

kuliah Pompa dan Kompresor yang telah banyak memberikan bimbingan dan

pengarahan; rekan-rekan, serta semua pihak yang telah membantu sehingga makalah

ini dapat selesai tepat pada waktunya.

Akhirnya penulis mohon kritik dan saran untuk lebih sempurnanya makalah ini.

Selanjutnya penulis berharap makalah yang sederhana ini bermanfaat, terutama bagi

yang membutuhkannya.

Semarang,16 April 2013

Penulis

ii

DAFTAR ISI

HALAMAN COVER........................................................................................ i

KATA PENGANTAR...................................................................................... ii

DAFTAR ISI ................................................................................................... iii

BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang.................................................................................

B. Perumusan Masalah..........................................................................

C. Tujuan dan Manfaat.........................................................................

BAB II. PEMBAHASAN

A. Pengertian Kavitasi.........................................................................

B. Pengaruh Kavitasi terhadap kinerja pompa....................................

C. Cara menghindari kavitasi..............................................................

BAB III. PENUTUP

A. Kesimpulan.....................................................................................

B. Saran...............................................................................................

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................

iii

BAB I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Kavitasi didefinisikan sebagai pembentukan uap dalam suatu aliran fluida

sebagai akibat turunnya tekanan pada saat temperature konstan.Fenomena ini

sangat berbahaya dan diketahui sebagai fenomena yang bersifat merusak pada

bagian-bagian penting instrumen dalam sebuah proses diantaranya kontrol valve yang

bila sangat tinggi akan mengakibatkan valve menjadi getas dan akhirnya pecah. Jika

terjadi kavitasi, maka zat cair yang bercampur uap itu akan masuk ke titik isap

impelerdalam pompa. Tentulah hal ini akan mengakibatkan tumbukan-tumbukan

antara cairan dan uapdengan impeler dan rumah pompa. Makin ke ujung impeler,

tekanan kembali membesar, sehingga uap tadi pecah (kembali menjadi cair,

mengembun). Akibat lanjutnya pompa makin berisik, performansi rendah dan

kerusakan pada bagian dalam pomsemua, gejala kavitasi harus dihindari.

B. Perumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang diangkat dalam makalah ini adalah:

1. Apa pengertian Kavitasi?

2. Bagaimana pengaruh kavitasi pada pompa?

3. Bagaimana cara menghindari kavitasi?

C. Tujuan dan Manfaat

Tujuan dan Manfaat yang ingin diperoleh dari penulisan makalah ini adalah :

1. Mengetahui bagaimana kavitasi bekerja pada pompa dan apa pengaruhnya.

2. Mengetahui cara mencegah terjadinya kavitasi pada pompa.

3. Mengetahui bagaimana cara memilih pompa yang baik dan benar.

iv

BAB II. PEMBAHASAN

KAVITASI PADA POMPA

A. PENGERTIAN KAVITASI

Kavitasi adalah fenomena perubahan fase uap dari zat cair yang sedang mengalir,

karena tekanannya berkurang hingga di bawah tekanan uap jenuhnya. Pada pompa

bagian yang sering mengalami kavitasi adalah sisi hisap pompa. Misalnya, air pada

tekanan 1 atm akan mendidih dan menjadi uap pada suhu 100 derajat celcius.

Gambar 1. Kavitasi pada Pompa

Tetapi jika tekanan direndahkan maka air akan bisa mendidih pada temperatur yang

lebih rendah bahkan jika tekanannya cukup rendah maka air bisa mendidih pada suhu

kamar.

Apabila zat cair mendidih, maka akan timbul gelembung-gelembung uap zat cair. Hal

ini dapat terjadi pada zat cair yang sedang mengalir di dalam pompa maupun didalam

pipa. Tempat-tempat yang bertekanan rendah dan/atau yang berkecepatan tinggi di

dalam aliran, maka akan sangat rawan mengalami kavitasi. Misalnya pada pompa

maka bagian yang akan mudah mengalami kavitasi adalah pada sisi isapnya.

1

Kavitasi pada bagian ini disebabkan karena tekanan isap terlalu rendah.

Knapp (Karassik dkk, 1976) menemukan bahwa mulai terbentuknya gelembung

sampai gelembung pecah hanya memerlukan waktu sekitar 0,003 detik. Gelembung

ini akan terbawa aliran fluida sampai akhirnya berada pada daerah yang mempunyai

tekanan lebih besar daripada tekanan uap jenuh cairan. Pada daerah tersebut

gelembung tersebut akan pecah dan akan menyebabkan shock pada dinding di

dekatnya. Cairan akan masuk secara tiba-tiba ke ruangan yang terbentuk akibat

pecahnya gelembung uap tadi sehingga mengakibatkan tumbukan.

Peristiwa ini akan menyebabkan terjadinya kerusakan mekanis pada pompa sehingga

bisa menyebabkan dinding akan berlubang atau bopeng. Peristiwa ini disebut dengan

erosi kavitasi sebagai akibat dari tumbukan gelembung-gelembung uap yang pecah

pada dinding secara terus menerus.

B. PENGARUH KAVITASI TERHADAP KINERJA POMPA

Pengaruh kavitasi pada umumnya adalah sebagai berikut :

Berkurangnya kapasitas pompa.

Berkurangnya head( pressure)

Terbentuknya gelembung-gelembung udara pada area bertekanan rendah

di dalam selubung pompa.

Suara bising saat pompa berjalan

Kerusakan pada impeller atau selubung pompa(volute)

Gelembung terbentuk tatkala cairan mendidih. Hati-hati untuk menyatakan mendidih

itu sama dengan air yang panas untuk disentuh, karena oksigen cair juga akan

mendidih dan tak seorang pun menyatakan itu panas.

Mendidihnya cairan terjadi ketika ia terlalu panas atau tekananya terlalu rendah. Pada

tekanan permukaan air laut 1 bar (14,7 psia) air akan mendidih pada suhu 212oF

2

(100oC). Jika tekanannya turun air akan mendidih pada suhu yang lebih rendah. Ada

tabel yang menyatakan titik didih air pada setiap suhu yang berbeda.

Satuan tekanan di sini yang digunakan adalah absolute bukan pressure gauge, ini

jamak dipakai tatkala kita berbicara mengenai sisi isap pompa untuk menghindari

tanda minus. Maka saat menyebut tekanan atmosfir nol, kita katakan 1 atm sama

dengan 14,7 psia pada permukaan air laut dan pada sistim metrik kita biasa memakai

1 bar atau 100 kPa. Kita balik ke paragraf pertama untuk menjelaskan akibat dari

kavitasi, sehingga kita lebih tahu apa sesungguhnya yang terjadi.

Kapasitas Pompa Berkurang

Ini terjadi karena gelembung-gelembung udara banyak mengambil tempat (space),

dan kita tidak bisa memompa cairan dan udara pada tempat dan waktu yang sama.

Otomatis cairan yang kita perlukan menjadi berkurang. Jika gelembung itu besar pada

eye impeller, pompa akan kehilangan pemasukan dan akhirnya perlu priming

(tambahan cairan pada sisi isap untuk menghilangkan udara)

Tekanan (Head) kadang berkurang

Gelembung-gelembung tidak seperti cairan, ia bisa dikompresi (compressible). Nah,

hasil kompresi inilah yang menggantikan head, sehingga head pompa sebenarnya

menjadi berkurang. Pembentukan gelembung pada tekanan rendah karena tidak bisa

terbentuk pada tekanan tinggi.

Kita harus selalu ingat bahwa jika kecepatan fluida bertambah, maka tekanan fluida

akan berkurang. Ini artinya kecepatan fluida yang tinggi pasti di daerah bertekanan

rendah. Ini akan menjadi masalah setiap saat jika ada aliran fluida melalui pipa

terbatas, volute atau perubahan arah yang mendadak. Keadaan ini sama dengan aliran

fluida pada penampang kecil antara ujung impeller dengan volute cut water.

Bagian-bagian pompa rusak

3

• Gelembung-gelembung itu pecah di dalam dirinya sendiri, ini dinamakan imploding

kebalikan dari exploding. Gelembung-gelembung itu pecah dari segala sisi, tetapi bila

ia jatuh menghantam bagian dari metal seperti impeller atau volute ia tidak bisa pecah

dari sisi tersebut, maka cairan masuk dari sisi kebalikannya pada kecepatan yang

tinggi dilanjutkan dengan gelombang kejutan yang mampu merusak part pompa. Ada

bentuk yang unik yaitu bentuk lingkaran akibat pukulan ini, dimana metal seperti

dipukul dengan ball peen hamme..

• Kerusakan ini kebanyakan terjadi membentuk sudut ke kanan pada metal, tetapi

pengalaman menunjukan bahwa kecepatan tinggi cairan kelihatannya datang dari

segala sudut.

Gambar 2. Kerusakan impeler karena kavitasi

4

Semakin tinggi kapasitas pompa, kelihatannya semakin mungkin kavitasi terjadi.

Nilai Specific speed pump yang tinggi mempunyai bentuk impeller yang

memungkinkan untuk beroperasi pada kapasitas yang tinggi dengan power yang

rendah dan kecil kemungkinan terjadi kavitasi. Hal ini biasanya dijumpai pada casing

yang berbentuk pipa, dari pada casing yang berbentuk volute seperti yang sering kita

lihat

C. CARA MENGHINDARI KAVITASI

Kavitasi juga menyebabkan suara yang berisik, getaran, korosi yang disebabkan

karena adanya reaksi kimia gas-gas dan logam, dan juga dapat menyebabkan

performansi pompa akan menurun secara tiba-tiba sehingga pompa tidak dapat

bekerja dengan baik.

Cara-cara yang bisa digunakan untuk menghindari terjadinya kavitasi antara lain :

1. Tekanan sisi isap tidak boleh terlalu rendah. Pompa tidak boleh diletakkan jauh di

atas permukaan cairan yang dipompa sebab menyebabkan head statisnya besar.

2. Kecepatan aliran pada pipa isap tidak boleh terlalu besar. Bagian yang mempunyai

kecepatan tinggi maka tekanannya akan rendah. Oleh karena itu besarnya kecepatan

aliran harus dibatasi, caranya dengan membatasi diameter pipa isap tidak boleh

terlalu kecil.

3. Menghindari instalasi berupa belokan-belokan tajam. Pada belokan yang tajam

kecepatan aliran fluida akan meningkat sedangkan tekanan fluida akan turun sehingga

menjadi rawan terhadap kavitasi.

4. Pipa isap dibuat sependek mungkin, atau dipilih pipa isap satu nomer lebih tinggi

untuk mengurangi kerugian gesek.

5.Tidak menghambat aliran cairan pada sisi isap.

6. Head total pompa harus sesuai dengan yang diperlukan pada kondisi operasi

sesungguhnya.

5

Berikut adalah cara cepat menentukan apakah pompa mengalami kavitasi / tidak:

1. Hitung pressure static di suction pompa (tidak termasuk pressure akibat velocity

fluida), Pakai software simulasi jika sistemnya kompleks. Pastikan anda memasukkan

komponen2 yang berpengaruh (valve, orifice, elbow, panjang pipa, dan lain-lain)

2. Pakai HYSYS, masukkan komposisi fluida, masukkan temperatur operasi dan

masukkan nilai 0 atau 1 pada vapour/phase fraction, kita peroleh vapour pressure.

3. Bandingkan kedua nilai diatas. Ubah valuenya ke feet head (inilah NPSHA anda)

dengan persamaan)

4. Cek NPSHR di curve dari manufacturer pompa anda (Pada umumnya pompa ditest

menggunakan water pada temperature kamar, jadi berhati-hatilah jk fluida anda

bukan water)

5. GPSA databook memberikan guide safety margin 2-3 ft NPSHA lebih tinggi dari

NPSHR.

Menyambung dengan ekspander setidaknya akan membuat restriksi ke suction pompa

anda berkurang (meninggikan NPSHA). Menggunakan expander juga akan

memperkecil resiko udara terperangkap. Namun dibandingkan dengan menggunakan

pipa yang sesuai, grafik sistem anda akan berubah (perubahan diameter dianggap

restriksi).

Beberapa efek yang ditimbulkannya dan klasifikasi kavitasi, yaitu :

1. Vaporisation - Penguapan.

Selanjutnya kita kaji secara singkat klasifikasi yang kedua :

2. Air Ingestion - Masuknya Udara Luar ke Dalam Sistem

Pompa sentrifugal hanya mampu meng'handle' 0.5% udara dari total volume. Lebih

dari 6% udara, akibatnya bisa sangat berbahaya, dapat merusak komponen pompa.

Udara dapat masuk ke dalam system melalui beberapa sebab, antara lain :

• Dari packing stuffing box (Bagian A - Lihat Gambar). Ini terjadi, jika pompa

dari kondensor, evaporator atau peralatan lainnya bekerja pada kondisi vakum.

• Letak valve di atas garis permukaan air (water line).

6

• Flens (sambungan pipa) yang bocor.

• Tarikan udara melalui pusaran cairan (vortexing fluid).

• Jika 'bypass line' letaknya terlalu dekat dengan sisi isap, hal ini akan menambah

suhu udara pada sisi isap.

• Berkurangnya fluida pada sisi isap, hal ini dapat terjadi jika level cairan terlalu

rendah.

3. Internal Recirculation - Sirkulasi Balik di dalam System

Kondisi ini dapat terlihat pada sudut terluar (leading edge) impeller, dekat dengan

diameter luar, berputar balik ke bagian tengah kipas. Ia dapat juga terjadi pada sisi

awal isap pompa.

Efek putaran balik ini dapat menambah kecepatannya sampai ia menguap dan

kemudian pecah ketika melalui tempat yang tekanannya lebih tinggi. Ini selalu terjadi

pada pompa dengan NPSHA yang rendah. Untuk mengatasi hal tersebut, kita harus

tahu nilai Suction Spesific Speed , yang dapat digunakan untuk mengontrol pompa

saat beroperasi, berapa nilai terdekat yang teraman terhadap nilai BEP(Best

Efficiency Point) pompa yang harus diambil untuk mencegah terjadinya masalah.

7

BAB III. PENUTUP

A. KESIMPULAN

1. Kavitasi adalah fenomena perubahan fase uap dari zat cair yang sedang mengalir,

karena tekanannya berkurang hingga di bawah tekanan uap jenuhnya. Pada

pompa bagian yang sering mengalami kavitasi adalah sisi hisap pompa. Misalnya,

air pada tekanan 1 atm akan mendidih dan menjadi uap pada suhu 100 derajat

celcius.

2. Pengaruh kavitasi pada umumnya adalah sebagai berikut :

Berkurangnya kapasitas pompa.

Berkurangnya head( pressure)

Terbentuknya gelembung-gelembung udara pada area bertekanan rendah

di dalam selubung pompa.

Suara bising saat pompa berjalan

Kerusakan pada impeller atau selubung pompa(volute)

3. Cara mencegah terjadinya kavitasi adalah:

Tekanan sisi isap tidak boleh terlalu rendah

Kecepatan aliran pada pipa isap tidak boleh terlalu besar

Menghindari instalasi berupa belokan-belokan tajam

Pipa isap dibuat sependek mungkin, atau dipilih pipa isap satu nomer lebih

tinggi untuk mengurangi kerugian gesek.

Tidak menghambat aliran cairan pada sisi isap

Head total pompa harus sesuai dengan yang diperlukan pada kondisi

operasi sesungguhnya

B. SARAN

Pompa sebaiknya dijauhkan dari terjadinya kavitasi dengan dilakukan tindakan-

tindakan pencegahan terhadap terjadniya kavitasi pada pompa karena kavitasi

hanya akan memberikan dampak yang buruk bagi pompa dan menyebabkan

kerusakan pada pompa.

8

DAFTAR PUSTAKA

9

1. Anis,Samsudin., Karonowo (2008). Dasar Pompa. Semarang : Universitas Negeri

Semarang

2. http://awankboys.blogspot.com/2010/05/ kavitasi - pada - pompa .html . Diakses pada

Hari Senin, 15 April 2013 pukul 08.00 WIB

10