PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II

KARAKTERISTIK POMPA

I. TUJUAN

1. Mempelajari karakteristik pompa.

2. Menghitung dynamic pressure dan debit.

3. Mengetahui pengaruh terjadinya kavitasi.

4. Memberikan rekomendasi untuk menghindari terjadinya kavitasi.

II. DASAR TEORI

Pompa merupakan salah satu mesin aliran fluida hidrolik yang berfungsi

untuk memindahkan fluida tak mampat (incompressible fluids) dari suatu

tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan fluida yang

dipindahkan tersebut. Pompa memiliki dua kegunaan utama diantara

pemindahan fluida cair dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari

bawah tanah ke tangki penyimpan air) dan untuk sirkulasikan fluida sekitar

sistem, misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan

peralatan (Batara, 2012).

Pompa sentrifugal adalah jenis pompa yang sangat banyak dipakai oleh

industri terutama pengolahan dan pendistribusian air bekerja dengan prinsip

putaran impeller sebagai elemen pemindah fluida yang digerakkan oleh suatu

penggerak mula. Pompa sentrifugal termasuk pompa yang paling sederhana

terdiri dari impeller yang berputar di dalam casing. Impeller berfungsi sebagai

baling-baling untuk mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ke

tempat yang lebih tinggi. Dalam operasi mesin-mesin peralatan berat

membutuhkan tekanan discharge yang besar dan tekanan isap (suction) yang

rendah (Batara, 2012).

Gambar 1. Pompa Sentrifugal (Mc. Cabe, 1993)

Dalam sistem pemompaan dikenal istilah kavitasi. Kavitasi adalah gejala

menguapnya zat cair yang sedang mengalir. karena tekanannya turun sampai

di bawah tekanan uap jenuhnya. Ketika zat cair terhisap pada sisi isap pompa,

tekanan pada permukaan zat cair akan turun, bila tekanannya turun sampai

pada tekanan uap jenuhnya, maka cairan akan menguap dan membentuk

gelembung uap (Mc. Cabe, 1993). Pompa sentrifugal yang dioperasikan

dalam kondisi kavitasi akan menimbulkan suara bising yang diakibatkan

gelembung-gelembung uap pecah secara kontinyu karena tekanan

sekelilingnya. Getaran berintensitas tinggi akan muncul ketika gelembung

udara pecah mengenai casing pompa.

Kavitasi didefinisikan sebagai pembentukan rongga kosong dalam suatu

cairan dengan high forces dan kemudian pecah, kavitasi ini terjadi ketika

cairan tersebut berada pada daerah yang mengalami perubahan tekanan

dengan cepat. Fenomema ini sangat berbahaya dan diketahui sebagai

fenomena yang bersifat merusak pada bagian-bagian penting instrument

pompa dan menurunkan performansi dari pompa itu sendiri. Dalam hal

kavitasi ini bagian pompa yang sering mengalami kavitasi adalah sisi isap

pompa. Hal ini terjadi jika tekanan isap pompa terlalu rendah hingga dibawah

tekanan uap jenuh (Batara, 2012).

Dalam sistem pemompaan juga dikenal istilah NPSH (Net Positive

Suction Head) yaitu head yang maksimum dimana pompa masih bisa bekerja

dengan baik. Parameter NPSH menunjukan perbedaan antara tekanan

sebenarnya cairan dalam pipa dan tekanan uap cairan pada suhu tertentu.

(Wijianto, 2010). Agar pompa dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi, maka

harus dipenuhi syarat yang tersedia lebih besar dari pada NPSH yang

diperlukan, maka kavitasi tidak akan terjadi pada pompa apabila :

NPSHA (tersedia) > NPSHR (diperlukan)

a. NPSHA (NPSH yang tersedia)

NPSH yang tersedia adalah head yang dimiliki zat cair pada sisi hisap

pompa dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair di tempat tersebut.

Besarnya dapat dihitung dengan persamaan berikut:

NPSH A=Patm

γ− Pv

γ−Z 1−hl ………………. (1)

Dimana :

NPSHA = NPSH yang tersedia

Patm = Tekanan atmosfir (N/m2)

Pv = Tekanan uap jenuh (N/m2)

ɣ = Berat zat cair per satuan volume (N/m3)

hL = Total head losses

Z1 = Ketinggian pipa hisap (head statis) (m)

b. NPSHR (NPSH yang diperlukan)

NPSH yang diperlukan adalah NPSH minimum yang dibutuhkan untuk

membiarkan pompa bekerja tanpa kavitasi. Besarnya NPSH yang

diperlukan berbeda untuk setiap pompa. NPSH yang diperlukan dapat

dihitung dengan menggunakan persamaan :

NPSH R=σ HN ……………………………... (2)

Dimana HN = head total pompa pada titik efisiensi maksimum dan σ

adalah koefisien kavitasi Thoma.

Untuk menghitung dynamic pressure dapat menggunakan rumus seperti

berikut :

Pd=12

ρ v2 …………………………………. (3)

Dimana:

Pd = dynamic pressure (Pa)

ρ = densitas fluida (kg/m3)

v = kecepatan (m/s)

DAFTAR PUSTAKA

Mc. Cabe, W.L., Smith. J.C., Harriot.1993. Unit Operation of Chemical

Engineering, edisi ke-5. Mc. Graw Hill International Edition. Co. Ltd.

Singapore.

Siregar, Batara Guru Dewa. 2012. Studi Eksperimental Karakteristik Bubble

Sebagai Indikasi Awal Terjadinya Fenomena Kavitasi dengan

Menggunakan Sinyal Vibrasi pada Pompa Sentrifugal. Universitas

Sumatera Utara. Jurnal e-Dinamis, Volume 1, No. 1, Juni 2012.

Wijianto, Marwan Effendy. Aplikasi Response Getaran untuk Menganalisis

Fenomena Kavitasi pada Instalasi Pompa Sentrifugal. Jurnal

Penelitian Sains dan Teknologi, Vol. 11, No. 2, 2010.