BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin modern pada

saat masa kini, kemudian berbagai perusahaan membutuhkan tenaga kerja yang sangat

ahli dan terampil dalam bekerja terutama di bidang permesinan. Dengan adanya

teknologi yang serba canggih pada saat ini juga sangat membantu dan mempermudah

manusia dalam melakukan setiap pekerjaannya termasuk mengoperasikan pompa

sentrifugal.

Pompa sentrifugal 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 sentrifugal memiliki prinsip kerja yaitu

mengubah energi kinetis (kecepatan) menjadi energi potensial (dinamis) melalui suatu

impeller yang berputar pada casing.

Pada umumnya setiap mahasiswa jurusan teknik mesin harus dapat memahami

dan menguasai prinsip-prinsip dasar dalam mempergunakan atau memakai pompa

sentrifugal. Dengan melakukan sebuah praktikum pompa sentrifugal diharapkan

mahasiswa jurusan teknik mesin akan mengetahui proses, mengetahui alat-alat yang

digunakan pada saat praktikum pompa sentrifugal, memperoleh skill dan sikap yang

profesional serta mengetahui faktor-faktor keamanan pada proses menggunakan

pompa sentrifugal.

Dengan mengetahui prinsip-prinsip dasar menggunakan pompa sentrifugal,

diharapkan agar setiap mahasiswa jurusan teknik mesin mempunyai keahlian dan

keterampilan sehingga mampu berfikir kreatif dan dinamis dalam memecahkan

berbagai persoalan yang dihadapi di dunia kerja secara efektif dan efisien.

1

2

1.2 Maksud dan Tujuan

1. Mahasiswa dapat menjelaskan bagian-bagian dari pompa sentrifugal.

2. Mahasiswa dapat mengetahui jenis-jenis pompa sentrifugal dan kegunaannya

di berbagai industri.

3. Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana prinsip kerja dari pompa sentrifugal

yang dapat mengubah energi kinetik menjadi energi dinamis.

4. Mahasiswa dapat mengetahui alat-alat bantu yang digunakan dalam praktikum

pompa sentrifugal.

5. Mahasiswa mampu menerapkan K3 dalam pengoperasian pompa sentrifugal.

1.3 Sistematika Penulisan

Dalam laporan praktikum pompa sentrifugal ini terdapat sistematika penulisan

sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

Bab ini terdiri dari latar belakang, maksud dan tujuan, serta sistematika penulisan.

BAB II Teori Dasar

Bab ini terdiri dari teori-teori dasar yang mengenai pompa sentrifugal.

BAB III Jurnal Praktikum

Bab ini terdiri dari maksud dan tujuan, alat dan bahan, langkah kerja, data

percobaan, dan kesimpulan.

BAB IV Pembahasan Soal

Bab ini terdiri dari soal-soal yang berkaitan dengan pompa sentrifugal beserta

jawabannya.

BAB V Penutup

Bab ini berisikan tentang kesimpulan-kesimpulan yang dapat ditarik dari praktikum

yang telah dilaksanakan.

BAB II

TEORI DASAR

2.1 Pengertian Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal 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 sentrifugal memiliki prinsip kerja yaitu

mengubah energi kinetis (kecepatan) menjadi energi potensial (dinamis) melalui suatu

impeller yang berputar pada casing.

Pompa sentrifugal salah satu pompa kerja dinamis yang paling banyak

digunakan karena mempunyai bentuk yang sederhana dan harga yang relatif murah.

Keuntungan pompa sentrifugal dibandingkan jenis pompa perpindahan positif adalah

gerakan impeler yang kontinyu menyebabkan aliran tunak dan tidak berpulsa,

keandalan operasi tinggi disebabkan gerakan elemen yang sederhana dan tidak adanya

katup-katup, kemampuan untuk beroperasi pada putaran tinggi yang dapat dikopel

dengan motor listrik, motor bakar atau turbin uap ukuran kecil sehingga hanya

membutuhkan ruang yang kecil, lebih ringan dan biaya instalasi ringan, harga murah

dan biaya perawatan murah.

Gambar 2.1 Pompa Sentrifugal

3

4

2.2 Jenis-Jenis Pompa

2.2.1 Pompa jenis rumah keong (Volut)

Impeller membuang fluida ke dalam rumah spiral yang secara berangsur-

angsur berkembang. Hal ini dibuat sedemikian rupa untuk mengurangi

kecepatan fluida yang diubah menjadi tekanan statis.

Gambar 2.2 Pompa Rumah Keong

2.2.2 Pompa jenis rumah keong rumah keong ganda (kembar)

Menghasilkan kesimetrisan yang hampir radial pada pompa bertekanan

tinggi dan pada pompa yang dirancang untuk operasi aliran yang sedikit. Rumah

keong akan menyeimbangkan beban-beban radial pada poros pompa sehingga

beban akan saling meniadakan, dengan demikian akan mengurangi pembebanan

poros dan resultan lenturan.

.

Gambar 2.3 Pompa Rumah Keong Ganda

5

2.2.3 Pompa jenis Diffuser

Baling-baling pengarah yang tetap mengelilingi runner atau impeller

pada jenis pompa diffuser. Laluan-laluan yang berangsur-angsur mengembang

ini akan mengubah arah aliran fluida dan mengkonversikannya menjadi tinggi-

tekan tekanan (pressure head).

Gambar 2.4 Pompa Jenis Diffuser

2.2.4 Pompa jenis turbin

Pompa jenis turbin disebut pompa vorteks (Vortex), periperi (Periphery),

dan regeneratif. Cairan dipusar oleh baling-baling impeller dengan kecepatan

tinggi selama hampir satu putaran di dalam saluran yang berbentuk

cincin (annular), tempat impeller tadi berputar. Energi ditambahkan ke cairan

dalam sejumlah impuls.

Gambar 2.5 Pompa Jenis Turbin

6

2.2.5 Pompa jenis Aliran Campur (Mixed Flow)

Pompa aliran campur menghasilkan sebagian tinggi tekan (head) oleh

adanya gaya angkat (lift) baling-baling pada cairan. Diameter sisi buang baling-

baling ini lebih besar daripada diameter sisi masuknya.

Gambar 2.6 Pompa Jenis Aliran Campur

2.2.6 Pompa jenis Aliran Aksial

Pompa aliran aksial menghasilkan tinggi tekan (head) oleh propeller atau

oleh gaya angkat (lift) baling-baling pada cairan. Diameter baling-baling pada

sisi hisap sama dengan pada sisi buang.

Gambar 2.7 Pompa Jenis Aliran Axial

7

2.3 Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal

Gambar 2.8 Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal

Secara umum bagian-bagian utama pompa sentrifugal dapat dilihat seperti gambar

berikut :

Rumah pompa

Rumah Pompa Sentrifugal

a. Stuffing Box

Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros

pompa menembus casing.

Gambar 2.9 Stuffing Box

8

b. Packing

Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing

pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

Gambar 2.10 Packing

c. Shaft (poros)

Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama

beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya.

Gambar 2.11 Shaft

d. Shaft sleeve

Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan keausan

pada stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai leakage joint, internal

bearing dan interstage atau distance sleever.

9

e. Vane

Sudut dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.

f. Casing

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung

elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet

nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan

energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

Gambar 2.12 Casing

g. Eye of Impeller

Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

h. Impeller

Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi

energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga cairan

pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat

perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya.

10

Gambar 2.13 Macam-Macam Impeller

i. Wearing Ring

Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati

bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan cara

memperkecil celah antara casing dengan impeller.

j. Bearing

Bearing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros

agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga

memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada

tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil.

Gambar 2.14 Bearing

k. Discharge Nozzel

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung

elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet

11

nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan

energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

Gambar 2.15 Discharge Nozzel

2.4 Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal mempunyai sebuah impeller (baling-baling) untuk

mengangkat zat cairan dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi.

Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutarkan didalam zat cair.

Maka zat cair yang ada didalam impeller oleh dorongan sudut-sudut dapat

berputar karena timbul gaya sentrifugal maka zat cair mengalir dari tengah impeller ke

luar melalui saluran diantara sudut-sudut. Disini head tekanan zat cair menjadi lebih

tinggi. Demikian pula head kecepatannya menjadi lebih tinggi karena mengalami

percepatan. Zat cair yang keluar melalui 5 impeller ditampung oleh saluran berbentuk

volut (spiral) dikelilingi impeller dan disalurkan keluar pompa melalui nosel.

Didalam nosel ini sebagian head kecepatan aliran diubah menjadi head

tekanan. Jadi, impeller pompa berfungsi memberikan kerja pada zat cair sehingga

energi yang dikandungnya menjadi lebih besar. Selisih berat atau head total zat cair

antara flens isap dan flens keluar disebut head total pompa. Dari uraian diatas jelas

bahwa pompa sentrifugal dapat mengubah energi mekanik dalam bentuk kerja poros

menjadi energi fluida. Energi inilah yang mengakibatkan perubahan head tekanan,

head kecepatan dan head potensial pada zat cair yang mengalir secara continue. Pada

keliling luar kipas, zat cair mengalir dalam rumah pompa dengan tekanan dan

kecepatan tertentu.

12

Gambar 2.16 Gambar prinsip kerja pompa sentrifugal

Dalam rumah pompa ini zat cair disalurkan sedemikian rupa sehingga terdapat

perubahan ke dalam tekanan yang sempurna. Oleh karena itu, kolom zat cair dalam

saluran kempa digerakkan. Zat cair ini bergerak dalam aliran yang tak terputus-putus

dari saluran isap melalui pompa ke saluran kempa.

2.5 Prinsip Dasar Pompa Sentrifugal

Prinsip-prinsip dasar pompa sentrifugal ialah sebagai berikut:

1. Gaya sentrifugal bekerja pada impeller untuk mendorong fluida ke sisi luar

sehingga kecepatan fluida meningkat.

2. Kecepatan fluida yang tinggi diubah oleh casing pompa (volute atau diffuser)

menjadi tekanan atau head.

2.6 Klasifikasi Pompa Sentrifugal

1. Pompa sentrifugal diklasifikasikan berdasarkan beberapa kriteria, antara lain:

a. Kapasitas :

Kapasitas rendah :  < 20 m3 / jam

Kapasitas menengah :  20-60 m3 / jam

Kapasitas tinggi :  > 60 m3 / jam

a. Tekanan Discharge :

Tekanan Rendah :  < 5 Kg / cm2

Tekanan menengah :  5 - 50 Kg / cm2

13

Tekanan tinggi :  > 50 Kg / cm2

b. Jumlah / Susunan Impeller dan Tingkat :

Single stage    : Terdiri dari satu impeller dan satu casing.

Multi stage    : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun seri dalam satu

casing.

Multi Impeller : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun paralel dalam

satu casing.

Multi Impeller – Multi stage : Kombinasi multi impeller dan multi stage.

c. Posisi Poros :

Poros tegak.

Poros mendatar.

d. Jumlah Suction :

Single Suction.

Double Suction.

e. Arah aliran keluar impeller :

Radial flow.

Axial flow.

Mixed fllow.

2. Klasifikasi menurut jumlah tingkat

a. Pompa satu tingkat : Pompa ini hanya mempunyai sebuah impeller. Pada

umumnya head yang dihasilkan pompa ini relative rendah, namun

konstruksinya sederhana.

Gambar 2.17 Pompa Tingkat Satu

14

b. Pompa bertingkat banyak : Pompa ini menggunakan lebih dari satu impeller

yang dipasang berderet pada satu poros. Zat cair yang keluar dari impeller

tingkat pertama akan diteruskan ke impeller tingkat kedua dan seterusnya

hingga tingkat terakhir. Head total pompa merupakan penjumlahan head yang

dihasilkan oleh masing - masing impeler. Dengan demikian head total pompa

ini relatif tinggi dibanding dengan pompa satu tingkat,  namun  konstruksinya 

lebih  rumit  dan  besar.

Gambar 2.18 Pompa Bertingkat Banyak

2.7 Sistem Proteksi Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal kehilangan head ketika pompa itu dioperasikan tanpa ada

aliran yang melewatinya, sebagai contoh dengan katup buang yang tertutup, atau

dilawan dengan check  valve. Jika katup buang tertutup dan tidak ada saluran kecil

untuk aliran  yang disediakan pada pompa, impeller akan mengaduk volme air  yang

sama ketika berputar di dalam rumah pompa. Ini akan meningkatkan temperatur zat

cair (akibat gesekan) di dalam rumah pompa pada titik dimana akan timbul uap air.

Uap air dapat menimbulkan terhentinya aliran pendingin paking

pompa, bearing, penyebab keausan dan panas. Jika pompa beroperasi pada jumlah

yang kurang dengan waktu yang lama, pompa akan rusak. Ketika pompa dipasang

dalam sebuah sistem seperti yang mungkin mengalami shut off head secara berkala,

pompa ini memerlukan beberapa hal untuk perlindungan pompa. Salah satu cara untuk

melindungi pompa beroperasi tanpa ada head  adalah menyediakan jalur ulang  dari

saluran buang pompa yang mengalir dari katup buang, yang kembali untuk mensuplai

pompa. Saluran sirkulasi ulang ini harus diukur untuk memberikan jumlah aliran yang

cukup pada pompa untuk mencegah kelebihan panas dan kerusakan pompa. Proteksi

mungkin juga dilakukan dengan menggunakan sebuah kontrol aliran otomatis. Pompa

15

sentrifugal harus juga diproteksi dari aliran maksimal. Aliran maksimal dapat

menyebabkan kavitasi dan juga kelebihan panas pada motor pompa akibat kelebihan

arus. Salah satu cara untuk memastikannya adalah selalu ada hambatan aliran pada

saluran buang pompa untuk mencegah kelebihan aliran yang melalui pompa, dengan

memasang katup throttle atau orifice pada setelah saluran buang. Rancangan sistem

pemipaan yang baik sangat penting untuk mencegah pompa mengalir secara

maksimal.

Agar pompa dapat beroperasi dengan baik, terdapat prosedur proteksi standar

yang diterapkan pada pompa sentrifugal. Beberapa standar minimum paling tidak

terdiri dari:

1. Proteksi terhadap aliran balik. Aliran keluaran pompa dilengkapi dengan check valve yang membuat aliran hanya bisa berjalan satu arah, searah dengan arah aliran keluaran pompa.

2. Proteksi terhadap overload. Beberapa alat seperti pressure switch low, flow switch high, dan overload relay pada motor pompa dipasang pada sistem pompa untuk menghindari overload.

3. Proteksi terhadap vibrasi. Vibrasi yang berlebihan akan menggangu kinerja dan berkemungkinan merusak pompa. Beberapa alat yang ditambahkan untuk menghindari vibrasi berlebihan ialah vibration switch dan vibration monitor.

4. Proteksi terhadap minimum flow. Peralatan seperti pressure switch high (PSH), flow switch low (FSL), dan return line yang dilengkapi dengan control valve dipasang pada sistem pompa untuk melindungi pompa dari kerusakan akibat tidak terpenuhinya minimum flow.

2.8 Priming Pump

Pompa sentrifugal memakai prinsip mengubah energi kinetik menjadi energi

potensial. Aliran fluida dinaikkan tekanannya di daerah volute impeller. Impeller harus

berputar, agar tidak terjadi rubbing dan putaran impeller tidak terganggu maka

antara impeller (rotor) dengan stator harus ada celah (clearance).

Karena adanya celah (clearance) ini maka putaran impeller tidak akan cukup

kuat membuat tekanan vakum sampai ke permukaan cairan yang ada di bawah/mulut

pipa suction. Di sini letak pentingnya caian fluida yang ada dalam prime

chamber (beberapa manufacturer membuat casing pompa agak besar dan dinamakan

self priming pump). Fluida itu akan membentuk lapisan (barrier) kedap pembatas

16

antara udara di sisi discharge pompa dengan udara yang ada antara fluida

dalam chamber dengan fluida yang ada di sumber air (reservoir). Fluida ini akan

memenuhi ruang celah clearance diantara impeller dan stator. Pada

saat impeller berputar, kolom fluida ini bergerak terdorong/terpompa ke

arah discharge, maka kolom udara yang terperangkap antara kolom fluida prime

chamber dengan kolom di pipa suction akan ikut terbawa ke pipa discharge. Sebagian

priming fluida akan kembali ke priming chamber tetapi udara tidak akan kembali ke

dalam pipa suction. Akan terbentuk vacum di dalam pipa suction tadi. Proses

pembuangan udara dari dalam pipa suction ini akan berlangsung terus hingga fluida yg

ada di bawah akan naik semuanya (pipa suction dipenuhi fluida). Tekanan vacum

inilah yang akan mendorong fluida yang ada di bawah untuk naik ke mulut

(suction flange) pompa.

Ada dua macam priming chamber, ada yang priming fluidanya tinggal di

dalam casing pompa (self priming pump), dan yang priming fluidanya terpisah dalam

suatu accessories priming chamber.

2.9 Keunggulan dan Kelemahan Pompa Sentrifugal

Pada beberapa kasus pemanfaatan pompa sentrifugal, pompa memberikan

efiensi yang lebih baik dibandungkan pompa jenis displacement. Hal ini dikarenakan

pompa ini memiliki keunggulan dari pompa lainnya. Keunggulan-keunggulan tersebut

diantaranya:

1. Prinsip kerjanya sederhana.

2. Mempunyai banyak jenis.

3. Kontruksinya kuat.

4. Tersedia berbagai jenis kapasitas output debit air.

5. Poros motor penggerak dapat langsung disambung ke pompa.

6. Pada umumnya untuk volume yang sama dengan pompa displacement harga

pembelian pompa sentrifugal lebih rendah.

7. Tidak banyak bagian-bagian yang bergerak (tidak ada katup dan sebagainya)

sehingga peliharaannya mudah.

8. Lebih sedikit memerlukan tempat.

9. Jumlah putaran tinggi, sehingga memberi kemungkinan untuk pergerakan

langsung oleh sebuah electromotor atau turbin.

10. Jalannya tenang, sehingga fondasi dapat dibuat ringan.

17

11. Bila kontruksinya disesuaikan, memberi kemungkinan untuk mengerjakan zat cair

yang mengandung kotoran.

12. Aliran zat cair tidak terputus-putus.

Namun disamping memiliki keunggulan pompa sentrifugal ini juga tidak luput

dari yang namanya kelemahan. Adapun kelemahan dari pompa sentrifugal adalah:

1. Dalam keadaan normal pompa sentrifugal tidak dapat menghisap sendiri (tidak

dapat memompakan udara

2. Kurang cocok untuk mengerjakan zat cair kental, terutama pada aliran volume yang

kecil.

2.10 Cara Mengontrol Debit Aliran Pada Pompa Sentrifugal

2.10.1 Mengontrol Debit Aliran Dengan Discharge Control Valve

Cara paling mudah untuk dapat memvariasikan debit aliran fluida

keluaran pompa adalah dengan menggunakan control valve yang dapat diatur

besaran bukaannya serta dipasang pada sisi keluaran pompa.

Gambar 2.19 Pompa Dengan Discharge Control Valve

Tujuan dari penggunaan control valve pada keluaran pompa adalah

untuk menambah restriksi aliran fluida yang ada, sehingga yang terjadi adalah

pergeseran kurva karakteristik sistem ke atas. Jika pompa bekerja pada putaran

yang konstan, maka titik operasional pompa bergeser pada garis kurva

karakteristik pompa ke arah debit aliran yang lebih rendah.

18

Gambar 2.20 Kurva Karakteristik Pompa Dengan Discharge Control Valve

Gesernya kurva karakteristik sistem mengakibatkan turunnya

kebutuhan debit sistem sesuai dengan yang diinginkan. Namun di sisi lain

kebutuhan head sistem (downstream / setelah control valve) sebenarnya tidak

ikut berubah lebih rendah. Hal ini mengakibatkan adanya excess head atau

head sisa yang dikompensasi oleh sistem throttling valve yang

menciptakan pressure drop (penurunan tekanan).

Keuntungan :

Harga murah.

Baik digunakan pada kondisi sistem yang lebih sering beban 100%.

Baik digunakan pada operasional dengan waktu yang pendek-pendek.

Sangat cocok digunakan pada pompa dengan kurva karakteristik datar.

Kerugian :

Tekanan keluaran pompa yang terlalu tinggi.

Efisiensi pompa menjadi rendah jika sedang posisi throttling.

Tidak hemat energi jika sedang posisi throttling.

Sistem kontrol yang tidak baik jika excess head tinggi.

Ada beban mekanik pada valve saat posisi throttling.

Ada resiko menimbulkan suara bising jika sedang posisi throttling tinggi.

19

2.10.2 Mengontrol Debit Aliran Dengan Saluran Minimum Flow

Saluran minimum flow adalah sebuah saluran yang terpasang paralel

dengan pompa dan menghubungkan secara langsung atau tidak langsung antara

sisi keluaran pompa dengan sisi inlet pompa. Pada sistem ini aliran fluida

keluaran pompa dibagi menjadi dua, satu arah tetap menuju sistem sedangkan

yang lainnya kembali ke sisi inlet pompa. Dengan cara ini kita dapat mengatur

debit fluida yang masuk ke sistem dengan jalan mengatur jumlah fluida yang

melewati minimum flow, tentu saja dengan bantuan control valve.

Gambar 2.21 Konfigurasi Saluran Minimum Flow

Melalui kurva karakteristik pompa dan sistem dapat kita perhatikan

bahwa dengan cara ini, kita dapat mengatur debit keluaran pompa menuju

sistem tanpa harus mengubah nilai head pompa pada titik operasionalnya.

Sehingga nilai excess head tidak sebesar jika sistem hanya menggunakan

sistem throttling pada sisi keluaran pompa.

Gambar 2.22 Kurva Karakteristik Pompa Dengan Saluran Minimum Flow

20

Keuntungan :

Tidak ada peningkatan head sekalipun pompa bekerja pada beban parsial.

Nilai tekanan keluaran pompa tetap sekalipun debit aliran berubah-ubah.

Cocok digunakan pada sistem yang membutuhkan head rendah namun

flow tinggi.

Mudah dikontrol jika beban pompa penuh dibutuhkan.

Kerugian :

Biaya konstruksi sistem lebih mahal.

Tidak ada penurunan kebutuhan power pada saat beban sebagian.

Masih muncul adanya excess head pada saat beban sebagian.

Dilihat dari sisi kebutuhan energinya, sistem ini tidak ekonomis.

2.10.3 Mengontrol Debit Aliran Dengan Variasi Kecepatan Putaran

Salah satu cara untuk mendapatkan variasi debit aliran keluaran pompa

sentrifugal adalah dengan jalan memvariasikan kecepatan putaran pompanya.

Jika putaran pompa diubah, yang terjadi adalah pergeseran kurva karakteristik

pompa tersebut. Apabila putaran semakin cepat, maka kurva akan bergeser ke

arah kanan. Sedangkan jika putaran semakin lambat, maka kurva akan bergeser

ke arah kiri. Pergeseran kurva berbentuk sejajar dengan posisi awalnya,

sehingga nilai head dan debit aliran di setiap titik kurva dapat bervariasi sesuai

dengan variasi putaran yang digunakan.

Gambar 2.23 Kurva Karakteristik Pompa Dengan Variasi Kecepatan Putaran

21

Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengontrol pompa agar

dapat memiliki putaran yang bervariasi :

1. Menggunakan motor listrik yang dapat divariasikan kecepatan putarnya.

Motor listrik AC dapat divariasikan kecepatan putarnya dengan

menggunakan lebih banyak kutub magnet pada sisi rotornya. Hal ini akan

menambah biaya produksi yang ada. Sedangkan pada motor listrik DC,

cukup hanya dengan mengubah besar supply voltasenya sehingga dapat

memvariasikan besar putarannya.

Gambar 2.24 Pompa Dengan Adjustable Speed Motor

2. Menggunakan sistem transmisi belt yang menggunakan pitch yang

diameternya dapat diubah-ubah.

3. Menggunakan sistem transmisi hidrolik.

4. Menggunakan turbin uap sebagai penggerak yang putarannya dapat

diubah-ubah dengan mengatur jumlah uap yang masuk ke dalam turbin

untuk menggerakkan sudut-sudutnya.

Keuntungan :

Dapat menghindari excess head.

Penyalaan pompa yang lebih halus karena menggunakan speed inverter.

Komponen-komponen pompa akan lebih awet.

Mengurangi efek feed-back hidrolik.

Hemat energi.

Beban listrik rendah (jika menggunakan motor listrik) karena besar arus

yang rendah pada saat pompa dinyalakan.

22

Mengurangi biaya perawatan.

Kerugian :

Biaya sistem kontrol yang tinggi.

2.10.4 Mengontrol Debit Aliran Dengan Instalasi Beberapa Pompa Secara Paralel

Jika beberapa pompa sentrifugal diinstal secara paralel, maka besar

debit aliran total adalah jumlah dari debit aliran dari semua pompa yang

sedang bekerja. Dengan cara ini, kita dapat mengatur debit aliran fluida dengan

jalan menjalankan sejumlah pompa secara bersamaan sesuai dengan kebutuhan

sistem. Kurva karakteristik pompa dan sistem menjadi acuan kerja untuk

masing-masing pompa.

Gambar 2.25 Instalasi Pompa Secara Paralel

Kurva karakteristik pompa paralel didapatkan dengan jalan

menjumlahkan debit aliran fluida dari beberapa pompa pada nilai head yang

sama. Pada prakteknya, yang perlu diperhatikan di sini adalah bahwa semakin

tinggi debit aliran, maka akan semakin tinggi pula hambatan sistem

(resistance). Sehingga untuk mengkompensasi hambatan tersebut, titik

operasional pompa menjadi lebih tinggi nilai tekanan praktisnya daripada nilai

tekanan teoritisnya.

23

Gambar 2.26 Kurva Karakteristik Pompa Paralel

Keuntungan :

Sangat cocok digunakan pada kurva karakteristik sistem yang memiliki

komponen head statis tinggi.

Adaptasi yang baik pada load parsial.

Efisiensi sistem tinggi.

Biaya kontrol yang rendah pada sistem operasionalnya.

Sistem operasional yang handal.

Kerugian :

Biaya konstruksi tinggi.

Frekuensi switching operasional pompa tinggi jika desain sistem tidak

sesuai.

Problem pada fluktuasi tekanan inlet pompa.

BAB III

JURNAL PRAKTIKUM

3.1 Maksud dan Tujuan

1. Mengetahui cara pengujian secara menyeluruh, baik mengenai caranya, jenis alat

ukurnya maupun system pengujian.

2. Mahasiswa mendapatkan kurva-kurva pompa pada putaran konstan.

3. Mencari karakteristik pompa untuk putaran yang berubah.

3.2 Alat dan Bahan

1. Pompa sentrifugal

2. Open impeller

3. DC

4. Dynamo motor

5. Manometer

6. Weir keter

7. Penggaris

8. Tachometer

3.3 Langkah Kerja

1. Pastikan bahwa volume air pada bak cukup sehingga terjadi penguapan udara

(kekurangan air).

2. Memasukkan hubungan listrik pada system dan switch posisi on.

3. Putar pompa dengan perlahan sampai manometer pompa tekanan.

4. Buka katup air periksalah kondisi manometer pipa tekanan pengukuran tekanan

pastikan tidak ada air.

5. Bila ada udara didalam manometer , lakukan pembuatan langkah-langkah sebagai

berikut :

a. Tutup katup atur pompa hingga tekanan naik.

b. Buka katup bypass pada terminal manometer.

c. Tutup katup diterminal manometer yang menghubungkan keseksi isap dan

tekanan, sehingga air bertekanan masuk kebagian ukur isap.

24

25

d. Atur dengan cara menutup dan membuka katup bypass sampai udara yang ada

pada pipa manometer bagian isap habis dan terisi air seluruhnya.

e. Kembali posisi terminal katup pada kondisi pengukuran yaitu katup isap dan

tekan terbuka, sedangkan katup bypass tertutup juga hubungkan antara tekanan

dan isap tertutup.

f. Instalasi siap dipergunakan untuk pengujian.

3.4 Data Pengamatan

N

Rpm

Buka

Katup

Ah

mm H4

hv

cm

m

kg

hv air

m

N1 4/4 - - -

700 3/4 0,34 0,005

2/4 495 0,40 5 0,001

¼ 0,43 0,002

0 0,45 0,001

3.5 Kesimpulan

1. Pipa manometer harus dipastikan terisi air seluruhnya jangan sampai ada udara

didalamnya.

2. Jangan memutar pompa sebelum bak diisi dengan air.

BAB IV

PEMBAHASAN SOAL

4.1 Pertanyaan

1. Jelaskan skema dari pompa sentrifugal dan tulis nama-nama bagiannya !

2. Sebutkan klasifikasi dari pompa sentrifugal !

3. Sebutkan keunggulan dan kelemahan dari pompa sentrifugal !

26

27

4.2 Jawaban

1. Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal

Gambar 4.1 Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal

a. Stuffing Box

Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana

poros pompa menembus casing.

b. Packing

Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing

pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

c. Shaft (poros)

Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama

beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar

lainnya.

d. Shaft sleeve

Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan

keausan pada stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai leakage

joint, internal bearing dan interstage atau distance sleever.

28

e. Vane

Sudut dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.

f. Casing

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai

pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane),

inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan

mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single

stage).

g. Eye of Impeller

Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

h. Impeller

Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi

energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga

cairan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan

akibat perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya.

i. Wearing Ring

Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang

melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan

cara memperkecil celah antara casing dengan impeller.

j. Bearing

Bearing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari

poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial.

Bearing juga memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan

tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil.

k. Discharge nozzle

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai

pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane),

inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan

29

mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single

stage).

2. Klasifikasi Pompa Sentrifugal

1. Pompa sentrifugal diklasifikasikan berdasarkan beberapa kriteria, antara lain:

a. Kapasitas :

Kapasitas rendah :  < 20 m3 / jam

Kapasitas menengah :  20-60 m3 / jam

Kapasitas tinggi :  > 60 m3 / jam

b. Tekanan Discharge :

Tekanan Rendah :  < 5 Kg / cm2

Tekanan menengah :  5 - 50 Kg / cm2

Tekanan tinggi :  > 50 Kg / cm2

c. Jumlah / Susunan Impeller dan Tingkat :

Single stage    : Terdiri dari satu impeller dan satu casing.

Multi stage    : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun seri dalam

satu casing.

Multi Impeller : Terdiri dari beberapa impeller yang tersusun paralel

dalam satu casing.

Multi Impeller – Multi stage : Kombinasi multi impeller dan multi

stage.

d. Posisi Poros :

Poros tegak.

Poros mendatar.

e. Jumlah Suction :

Single Suction.

Double Suction.

f. Arah aliran keluar impeller :

Radial flow.

Axial flow.

Mixed fllow.

30

2. Klasifikasi menurut jumlah tingkat

a. Pompa satu tingkat : Pompa ini hanya mempunyai sebuah impeller. Pada

umumnya head yang dihasilkan pompa ini relative rendah, namun

konstruksinya sederhana.

Gambar 4.2 Pompa Tingkat Satu

b. Pompa bertingkat banyak : Pompa ini menggunakan lebih dari satu

impeller yang dipasanag berderet pada satu poros. Zat cair yang keluar dari

impeller tingkat pertama akan diteruskan ke impeller tingkat kedua dan

seterusnya hingga tingkat terakhir. Head total pompa merupakan

penjumlahan head yang dihasilkan oleh masing - masing impeler. Dengan

demikian head total pompa ini relatif tinggi dibanding dengan pompa satu

tingkat,  namun  konstruksinya  lebih  rumit  dan  besar.

Gambar 4.3 Pompa Bertingkat Banyak

31

3. Keunggulan dan Kelemahan Pompa Sentrifugal

Pada beberapa kasus pemanfaatan pompa sentrifugal, pompa memberikan

efiensi yang lebih baik dibandungkan pompa jenis displacement. Hal ini dikarenakan

pompa ini memiliki keunggulan dari pompa lainnya. Keunggulan-keunggulan

tersebut diantaranya:

1. Prinsip kerjanya sederhana.

2. Mempunyai banyak jenis.

3. Kontruksinya kuat.

4. Tersedia berbagai jenis kapasitas output debit air.

5. Poros motor penggerak dapat langsung disambung ke pompa.

6. Pada umumnya untuk volume yang sama dengan pompa displacement harga

pembelian pompa sentrifugal lebih rendah.

7. Tidak banyak bagian-bagian yang bergerak (tidak ada katup dan sebagainya)

sehingga peliharaannya mudah.

8. Lebih sedikit memerlukan tempat.

9. Jumlah putaran tinggi, sehingga memberi kemungkinan untuk pergerakan

langsung oleh sebuah electromotor atau turbin.

10. Jalannya tenang, sehingga fondasi dapat dibuat ringan.

11. Bila kontruksinya disesuaikan, memberi kemungkinan untuk mengerjakan zat

cair yang mengandung kotoran.

12. Aliran zat cair tidak terputus-putus.

Namun disamping memiliki keunggulan pompa sentrifugal ini juga tidak luput

dari yang namanya kelemahan. Adapun kelemahan dari pompa sentrifugal adalah:

1. Dalam keadaan normal pompa sentrifugal tidak dapat menghisap sendiri (tidak

dapat memompakan udara

2. Kurang cocok untuk mengerjakan zat cair kental, terutama pada aliran volume yang

kecil.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa pompa

sentrifugal 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 sentrifugal memiliki prinsip kerja yaitu mengubah energi kinetis

(kecepatan) menjadi energi potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar

pada casing.

Pompa sentrifugal memiliki bagian-bagian penyusunnya diantaranya yaitu

stuffing box, packing, shaft, shaft sleeve, vane, casing, eye of impeller, impeller,

casing wear ring, impeller, dan discharge nozzel yang kesemuanya itu memiliki

fungsi masing-masing.

Dalam pengoperasiannya, layaknya mengoperasikan pompa pada umumnya

disarankan untuk menjaga kesehatan dan keselamatan kerja terutama bagi para pemula

agar tetap selalu berada dalam pengawasan pembimbingnya.

32