Pompa Sentrifugal
Pompa Sentrifugal
Pompa adalah alat mekanis yang membantu memindahkan cairan dari satu titik ke titik lainnya. Pompa ini digunakan di seluruh dunia untuk keperluan rumah tangga maupun industri. Produsen pompa menawarkan beberapa jenis pompa yang ada di pasaran saat ini dan pompa sentrifugal adalah salah satunya. Artikel ini akan membahas tentang pompa sentrifugal, prinsip kerjanya, dan berbagai jenis yang tersedia di pasaran saat ini.
MINTA PENAWARAN UNTUK DETAIL LEBIH LANJUT
Apa yang dimaksud dengan Pompa sentrifugal?
Pompa sentrifugal adalah perangkat mekanis yang mengubah energi mekanis impeler menjadi energi tekanan fluida. Biasanya, sebuah motor listrik dipasangkan ke poros pompa untuk menyediakan energi mekanik yang diperlukan. Pompa ini termasuk dalam kategori pompa dinamis, yang meningkatkan energi kinetik fluida dengan meningkatkan kecepatan alirannya. Hasilnya, pompa sentrifugal menghasilkan aliran dan tekanan fluida secara dinamis dengan memberikan kecepatan dan tekanan pada fluida melalui impeler.
Pompa sentrifugal pertama kali ditemukan pada tahun 17th abad. Pompa ini kemudian mengalami serangkaian perbaikan dalam hal konfigurasi baling-baling yang mengarah ke Denis Papin yang memperkenalkan pompa sentrifugal dengan baling-baling lurus. Pada abad berikutnya, sekitar tahun 1851, seorang penemu terkenal dari Inggris, John Appold, menemukan pompa sentrifugal dengan baling-baling melengkung.
Bagian-bagian dari pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal terdiri dari bagian-bagian utama berikut ini: impeler, Volute atau casing, poros, pipa hisap, pipa penghantar, dan bantalan.
Gambar 1: Berbagai komponen pompa sentrifugal
Baling-baling
Impeler adalah rotor yang berperan meningkatkan energi kinetik dan tekanan fluida. Impeler dilengkapi dengan serangkaian baling-baling yang melengkung ke belakang. Biasanya dipasang pada poros pompa dan ditempatkan di dalam selubung kedap air.
Poros
Poros adalah komponen mekanis putar yang ditopang pada bantalan. Fungsi utamanya adalah untuk membawa impeler. Biasanya digabungkan dengan penggerak utama.
Volute (Casing)
Casing adalah saluran udara sempit yang mengelilingi impeler. Casing berfungsi sebagai bejana penahan tekanan dan memiliki port hisap dan pelepasan. Casing berisi cairan dan mengarahkan aliran ke dalam pompa melalui pipa hisap dan keluar dari pompa melalui pipa pengiriman.
Pipa hisap
Pipa hisap terdiri dari dua ujung - satu ujung dihubungkan ke saluran masuk pompa sementara ujung lainnya dicelupkan ke dalam air. Ujung bawah pipa hisap dilengkapi dengan katup kaki untuk mencegah aliran air ke belakang dan saringan untuk mencegah benda asing masuk ke dalam pipa.
Pipa Pengiriman
Seperti pipa hisap, pipa delivery juga memiliki dua ujung dengan satu ujung terhubung ke outlet pompa sementara ujung lainnya mengalirkan air pada ketinggian yang dirancang. Tujuan utama dari pipa hisap adalah untuk mengangkat cairan ke area yang dibutuhkan
Bantalan
Tujuan utama bantalan adalah untuk mendukung poros atau rotor dan menyelaraskannya dengan benar dengan ujung tetap di bawah aksi gaya radial dan aksial. Ini juga membantu menahan gerakan relatif rotor dan meminimalkan gesekan antara poros yang berputar dan stator.
Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal
Bagian ini menjelaskan prinsip pengoperasian pompa sentrifugal. Pengoperasian pompa sentrifugal diatur oleh prinsip pusaran paksa yang menyatakan bahwa ketika massa fluida berputar karena gaya yang diberikan, head tekanan fluida meningkat. Peningkatan head tekanan yang dihasilkan menyebabkan perpindahan fluida dari satu titik ke titik lainnya. Peningkatan head tekanan berbanding lurus dengan kecepatan fluida. Oleh karena itu, head tekanan akan lebih tinggi di outlet pompa sehingga fluida akan keluar pada tekanan yang lebih tinggi. Gaya sentrifugal yang sama dengan perubahan momentum sudut rotor menyebabkan fluida mengalir di dalam selubung pompa yang mengubah kecepatan kinetik fluida menjadi tekanan. Cara kerja pompa sentrifugal mengikuti tahapan sebagai berikut:
- Pertama, rotor digerakkan secara mekanis melalui penggunaan motor listrik atau mesin. Impeler secara langsung digabungkan ke motor listrik melalui poros dan berputar pada RPM yang sama dengan motor.
- Ketika impeler mulai berputar, ruang hampa udara tercipta di dalam mata impeler dan hal ini menyebabkan air masuk ke dalam impeler secara aksial.
- Setelah air menghantam bilah-bilah impeler, gaya sentrifugal yang bekerja pada bilah-bilah tersebut memutar air secara radial dan aksial ke arah luar hingga air melewati semua komponennya dan berdesakan dengan selubung pompa
- Pada volute pompa, air diputar dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan impeler dan energi kinetik air diubah menjadi head tekanan sebelum air meninggalkan selubung dan masuk ke dalam pipa penghantar.
Jenis Pompa Sentrifugal
pompa sentrifugal satu tahap
Ini adalah jenis pompa sentrifugal yang terdiri dari satu impeler di dalam casingnya. Karena desainnya yang sederhana, pompa sentrifugal satu tahap sangat mudah dirawat. Pompa ini paling cocok untuk aplikasi yang melibatkan tekanan fluida rendah dan laju aliran fluida yang besar.
Pompa sentrifugal multistage
Jenis pompa sentrifugal ini memiliki tiga atau lebih impeler. Pada pompa ini, fluida melewati beberapa ruang cairan yang terhubung secara seri. Tekanan fluida meningkat dengan setiap tahap pompa. Saat memasuki ruang pertama, fluida berada pada tekanan hisap dan berada pada tekanan yang jauh lebih tinggi saat meninggalkan ruang. Tekanan fluida ini dinaikkan lebih jauh lagi ketika fluida memasuki ruang kedua dan seterusnya. Jenis pompa ini sangat cocok untuk aliran head tinggi.
Pompa sentrifugal horizontal
Pompa sentrifugal horizontal dicirikan oleh poros dan impeler yang berorientasi horizontal, biasanya di antara bantalan pompa. Pompa ini dapat dengan mudah digabungkan dengan penggerak utama (turbin, motor listrik, atau mesin). Pompa ini juga lebih mudah dipasang dan dirawat. Namun, pompa ini memiliki NPSH (net positive suction head) yang terbatas serta suhu dan tekanan kerja yang rendah. Karena headroomnya yang rendah, pompa sentrifugal horizontal paling baik digunakan dalam aplikasi dalam ruangan di mana ruang vertikal terbatas.
Pompa sentrifugal vertikal
Pompa sentrifugal vertikal terdiri dari poros yang berorientasi vertikal yang terbelah secara radial dan menggantung. Pompa ini memiliki NPSH yang bervariasi sehingga cocok untuk berbagai macam aplikasi. Namun, pompa sentrifugal vertikal sulit untuk dipasang dan dirawat karena membutuhkan banyak ruang head. Poros yang menggantung juga menyebabkan tantangan pada tekanan hisap tinggi karena sulit untuk menyeimbangkan daya dorong aksial.
Pompa sentrifugal kriogenik
Ini adalah jenis pompa sentrifugal yang digunakan untuk memindahkan cairan pendingin dan gas industri cair, yaitu argon cair, oksigen cair, nitrogen cair. Mereka membentuk komponen penting untuk proses yang melibatkan gas industri murni dan campuran. Desain pompa sentrifugal kriogenik juga mencakup jenis pompa satu tahap yang terdiri dari satu impeler dan jenis pompa multi-tahap yang terdiri dari beberapa impeler. Pompa ini dirancang untuk kondisi operasi dengan suhu yang sangat rendah. Oleh karena itu, pompa ini dicirikan dengan segel kedap udara untuk mengurangi kebocoran panas dari motor. Hal ini juga membantu mencegah kontaminasi cairan kriogenik oleh cairan proses. Mereka digunakan dalam aplikasi seperti mendinginkan kabel superkonduktor suhu tinggi atau magnet.
Pompa mono-blok sentrifugal
Jenis pompa sentrifugal ini memiliki motor listrik dan pompa sentrifugal dalam satu blok penyempitan sehingga dinamakan pompa sentrifugal Monoblok. Pompa ini dapat bekerja secara hisap negatif, yaitu pompa yang berada di atas permukaan air, atau hisap positif, yaitu pompa yang berada di bawah permukaan air tetapi tidak terendam. Namun, aplikasi pompa monoblok sentrifugal dalam hisap negatif dibatasi oleh suction lift - gradien tekanan negatif yang ada di antara tingkat permukaan air dan pusat hidraulik pompa.
Pompa sentrifugal Stainless Steel
Jenis pompa sentrifugal ini terbuat dari komponen yang dibuat dari bahan baja tahan karat. Pompa ini banyak digunakan di sektor pertanian, rumah tangga dan industri untuk meningkatkan tekanan air, menyaring air, dan menganginkan kolam dan air mancur. Karena semua komponen pompa dibuat dari bahan baja tahan karat (misalnya, SS 304 atau 316), pompa ini memiliki ketahanan yang sangat tinggi terhadap korosi sehingga cocok untuk digunakan pada air bersih, pengolahan susu, dan produksi makanan dan minuman. Selain itu, pompa ini juga dapat bertahan dalam situasi yang dapat merusak pompa konvensional, misalnya, bahan kimia dan lingkungan yang keras. Oleh karena itu, pompa ini dapat digunakan untuk mentransfer bahan kimia dan untuk menahan kerusakan akibat asam.
Keuntungan dari pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal menawarkan banyak sekali manfaat dalam aplikasi industrinya. Manfaat-manfaat ini meliputi
- Kesederhanaan dalam desain dan mudah dikendalikan
- Cocok untuk debit besar dan head yang lebih kecil
- Memerlukan perawatan minimal
- Cocok untuk air dalam jumlah besar dan laju aliran besar
- memberikan keluaran yang stabil dan konsisten
- Dapat beroperasi pada berbagai macam laju aliran
- Mereka tidak mengalami masalah kebocoran. Hal ini karena tidak mengandung segel drive apa pun
- Tidak ada kemungkinan perpindahan panas sehingga tidak ada masalah perpindahan panas.
- Mereka cocok untuk cairan berbahaya
- Mereka bebas dari tekanan eksternal. Kehadiran kopling magnetik membantu mencegah terjadinya tekanan eksternal.
- Mereka memiliki efisiensi operasional yang sangat baik
Kerugian dari pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal bukannya tanpa kelemahan dan di bawah ini adalah sorotan dari beberapa kerugian menggunakan pompa sentrifugal
- Pompa mungkin terlalu panas
- Dapat mengalami kehilangan energi karena kopling magnetik
- Beban yang berat dapat merusak pompa
- Pompa rentan terhadap karat, yang berpotensi menyebabkan kerusakan.
Aplikasi pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal lebih disukai untuk sebagian besar aktivitas transfer cairan di berbagai industri. Beberapa industri di mana pompa sentrifugal paling banyak digunakan antara lain pertanian, pertambangan, pabrik air limbah kota, perminyakan, kimia dan petrokimia, industri energi dan minyak, dan masih banyak lagi. Penggunaan pompa sentrifugal yang paling umum adalah sebagai berikut:
- Memompa air
- mendukung peralatan proteksi kebakaran industri
- Pengaturan air panas
- Pasokan air perumahan dan industri
- meningkatkan tekanan
- Manufaktur makanan dan minuman
- Pembuangan limbah / lumpur
- manufaktur bahan kimia
Pemecahan masalah pompa sentrifugal
Kadang-kadang kesalahan dalam sistem pompa dapat menyebabkan pompa sentrifugal tidak berfungsi dengan baik. Berikut ini adalah beberapa panduan dari produsen tentang cara melacak dan memperbaiki masalah mekanis yang umum terjadi pada pompa sentrifugal.
Sedikit atau tidak ada cairan
- Impeler mungkin rusak (ganti impeler jika rusak)
- Impeler terpasang (bersihkan impeler).
- Casing yang pada awalnya tidak terisi air. Solusinya adalah dengan mengisi casing. Proses ini juga dikenal sebagai priming pompa
- Total head terlalu tinggi. Tindakan korektifnya adalah mengurangi hisapan
- Kebocoran pada paking casing. Solusinya adalah mengganti paking
- Aliran pompa lebih tinggi dari kapasitas sumur.
- Kebocoran udara pada saluran hisap (Ganti atau perbaiki sistem perpipaan dengan menggunakan kompon penyegel pipa)
- tekanan saluran masuk tidak mencukupi (Tambahkan lebih banyak air ke lebih banyak air untuk meningkatkan tekanan saluran masuk)
- Katup hisap atau katup pelepasan ditutup (pastikan katup terbuka).
Pompa bergetar dan menghasilkan suara yang berlebihan
- Daya angkat isap terlalu tinggi (kurangi daya angkat isap)
- impeler rusak atau aus (ganti impeler)
- Bantalan motor sudah aus (ganti bantalan)
- adanya benda asing di dalam pompa (bongkar pompa dan bersihkan)
- Pelat pemasangan dan fondasi kurang kokoh (perkuat fondasi, pasang pompa dengan kuat)
Pompa tidak hidup atau bekerja
- Kekurangan pada kabel pompa, misalnya, sambungan longgar atau kabel putus (Perbaiki sambungan yang longgar, ganti kabel yang putus, dan pastikan kabel pompa sesuai dengan diagram pengkabelan pada motor)
- Pemutus sirkuit terbuka atau sekring putus (setel ulang pemutus sirkuit, ganti sekring)
- motor disortir
- Adanya sirkuit terbuka pada beban termal yang berlebihan (biarkan pompa mendingin, periksa penyebab beban berlebih, dan nyalakan kembali pompa)
Pompa tidak mengembangkan tekanan
- Tidak ada air pelumas di dalam casing (mengisi casing pompa)
- kebocoran pada segel mekanis (ganti segel)
- Saluran pembuangan tertutup dan udara priming tidak dapat menemukan jalan keluar (buka saluran pembuangan)
- kebocoran pada katup kaki atau katup periksa (ganti katup)
Kebocoran pompa pada poros
- Segel mekanis sudah aus (ganti segel)
Motor terlalu panas dan mati
- ketidaksesuaian tegangan motor dan tegangan suplai saluran (periksa tegangan suplai motor terhadap spesifikasi tegangan pada pelat nama)
- Tabrakan antara impeler dan selubung pompa atau impeler tidak memiliki putaran bebas (bongkar pompa, luruskan impeler atau ganti)
- Penggunaan ukuran kabel yang tidak tepat (gunakan kode kelistrikan nasional untuk panduan akurat tentang ukuran kabel dan perangkat perlindungan sirkuit)
Hilangnya daya hisap
- Pipa selang cat dasar yang rusak
- Pengangkatan hisap terlalu tinggi (turunkan pengangkatan hisap)
- Saringan, kaki, dan katup periksa tersumbat (buka sumbatan)
- Kepala hisap atau tekanan saluran masuk tidak mencukupi (tingkatkan tekanan balik atau tekanan saluran masuk dengan menambahkan lebih banyak air ke dalam tangki)
- katup kaki atau katup periksa yang sudah usang
Ringkasan
Pompa sentrifugal adalah jenis pompa yang umum digunakan untuk mentransfer cairan. Pompa ini mengubah energi mekanis dari impeler menjadi energi tekanan fluida. Pompa sentrifugal diklasifikasikan dalam jenis pompa dinamis. Ini adalah pompa di mana energi kinetik fluida ditingkatkan dengan meningkatkan kecepatan aliran. Ada banyak jenis pompa sentrifugal termasuk pompa sentrifugal satu tahap, multi-tahap, horisontal, dan vertikal, dan masih banyak lagi. Bagian utama dari pompa sentrifugal antara lain impeller, casing, pipa hisap, dan pipa penghantar. Pompa sentrifugal bekerja berdasarkan prinsip pusaran paksa di mana energi kinetik fluida yang meningkat karena gaya yang diberikan meningkat dari head tekanan fluida. Pompa sentrifugal adalah jenis pompa yang paling banyak dipertimbangkan untuk rumah tinggal dan penggunaan industri. Aplikasi umum dari pompa sentrifugal termasuk memompa air, mendukung peralatan proteksi kebakaran industri, mengatur air panas, meningkatkan tekanan, pembuangan limbah / lumpur, pembuatan makanan dan minuman, pembuatan bahan kimia.
Pompa sentrifugal menawarkan banyak manfaat dalam penggunaan domestik dan industri termasuk desain yang sederhana dan ringkas, kebutuhan perawatan yang minimal, output yang stabil dan konsisten, kemampuan untuk beroperasi pada berbagai macam laju aliran, debit yang besar dengan head yang lebih kecil, efisiensi operasional yang sangat baik. Namun, mereka juga memiliki berbagai kelemahan termasuk panas berlebih, kehilangan energi karena kopling magnetik, dan terjadinya kegagalan karena beban yang intens. Untuk pengoperasian rutin pompa sentrifugal, diperlukan pengetahuan tentang pemecahan masalah pompa. Makalah ini telah memandu tentang cara mengidentifikasi dan memecahkan beberapa tantangan operasional pompa termasuk pompa yang mengeluarkan sedikit atau tidak mengeluarkan sama sekali, pompa bergetar dan menghasilkan suara yang berlebihan, motor pompa terlalu panas dan mati, dan banyak lagi.