Pompa adalah sebuah alat yang berfungsi untuk memindahkan suatu fluida dari satu tempat ke tempat lain. Pemindahan fluida ini dengan memberikan energi kepada fluida tersebut. Energy yang di berikan pompa adalah tekanan.

Tekanan ini dihasilkan oleh impeller yang di gerakan oleh sebuah motor. Impeller ini akan menambah kecepatan dari fluida dan fluida tersebut akan dilemparkan menuju discharge pompa. Sebelum keluar dari Volute atau kerangka pompa, kecepatan akan diturunkan secara tiba-tiba yang berakibat meningkatnya tekanan pada keluaran pompa. Lihat prinsip dasar dari bernoulli, kecepatan meningkat maka tekanan akan turun begitu juga sebaliknya.

Sering kali kita bilang pompa itu berfungsi untuk menghisap, padahal pompa tidak dirancang untuk menghisap. Pompa bisa menarik fluida karena pompa membuat tekanan pada mata impeller begitu rendah sehingga fluida yang masih bertekanan (minimal atmosferik) bisa naik. Sebagai contoh ketika kita minum air menggunakan sedotan, kita tidak menarik air. Tapi membuat rongga mulut memiliki tekanan yang begitu rendah hingga air naik untuk memenuhi rongga mulut kita.

Pompa tidak menghisap fluida pada kedalam yang terlalu besar, sebabnya adalah tekanan atmosferik hanya bisa menaikkan air hingga 33.9 ft atau sekitar 10.3327 m. sehingga tidak mungkin untuk menghisap air pada kedalaman lebih dari 10.3327m tanpa bantuan penambahan tekanan pada sumur atau menempatkan pompa pada sumur tersebut. itulah sebab adanya pompa submersible dan vertical pump. Pompa tersebut tidak dikhawatirkan kehilangan fluida karena fluida tidak bisa naik. Karena impeller akan terus terendam oleh fluida.

Salah satu hal yang menurut pkirian awam ku penting adalah NPSH. NPSH adalah kebutuhan minimum agar pompa dapat bekerja sesuai dengan tugasnya. NPSH dapat dibagi menjadi dua, NPSH required dan NPSH available. NPSH Required adalah energy minimum yang terdapat didalam fluida agar sebuah pompa dapat bekerja dengan baik, sedangkan NPSH available adalah energy yang tersedia dalam fluida yang akan dipindahkan. Agar pompa dapat bekerja dengan baik maka NPSH availabel harus lebih besar dari NPSH required. Secara umum NPSH available lebih besar 10% dari NPSH required.

Untuk menentukan NPSH available mapa perlu dihitung tekanan sumber( dalam satuan panjang), tekanan hidrostatik (satuan panjang), hilang tekan akibat perpipaan (dalam satuan panjang), tekanan uap fluida (dalam satuan panjang) dan tekanan inlet pompa (dalam satuan panjang).

NPSH a = tekanan sumber + tekanan hydrostatik – hilang tekan – tekanan uap fluida – tekanan inlet.

nb: pada umumya tekanan inlet ini lebih sering tidak diperhitungakan dalam perhitungan NPSH a. Tapi untuk keamanan tekanan inlet ini dapat dihitung. besarnya tekanan inlet ini

didapat dari manufacture pompa, bila tidak terdapat tekanan inlet impeller maka dapat digunakan 2 ft sebagai acuan.

Apabila NPSH available lebih kecil dari pada NPSH required kemungkinan terjadi kavitasi lebih besar. Kavitasi itu sendiri adalah keadaan dimana fluida menguap pada saat didalam pompa yang diakibatkan karena turunnya tekanan pada fluida atau meningkatnya temperatur.

Kavitasi dapat berakibat seperti water hammer pada kompressor, bahkan pada saat energy ayng tersedia pada uap tersebut cukup dapat menghancurkan impeller dan casing dari internal pompa.

Maka perlu diperhatikan sistem perpipaan inlet pompa, tekanan pompa, level fluida dalam tank paling rendah, dan sebagainya

Pada industri minyak bumi, sebagian besar pompa yang digunakan dalam fasilitas gathering station, suatu unit pengumpul fluida dari sumur produksi sebelum diolah dan dipasarkan, ialah pompa bertipe sentrifugal. Gaya sentrifugal ialah sebuah gaya yang timbul akibat adanya gerakan sebuah benda atau partikel melalui lintasan lengkung (melingkar).

Prinsip-prinsip dasar pompa sentrifugal ialah sebagai berikut:

gaya sentrifugal bekerja pada impeller untuk mendorong fluida ke sisi luar sehingga kecepatan fluida meningkat

kecepatan fluida yang tinggi diubah oleh casing pompa (volute atau diffuser) menjadi tekanan atau head

Selain pompa sentrifugal, industri juga menggunakan pompa tipe positive displacement. Perbedaan dasar antara pompa sentrifugal dan pompa positive displacement terletak pada laju alir discharge yang dihasilkan oleh pompa. Laju alir discharge sebuah pompa sentrifugal bervariasi bergantung pada besarnya head atau tekanan sedangkan laju alir discharge pompa positive displacement adalah tetap dan tidak bergantung pada head-nya.

(click picture to enlarge)Impeller. Ilustrasi aliran fluida dalam impeller sebuah pompa sentrifugal.

(click picture to enlarge)Sentrifugal vs. Positive Displacement. Laju alir discharge sebuah pompa positive displacement selalu tetap dan tidak tergantung oleh total dynamic head.

(click picture to enlarge)Impeller. Beberapa impeller yang digunakan dalam pompa sentrifugal.

(click picture to enlarge)Performance Curve Kurva perfomansi yang menunjukkan pengaluran data-data head, flow rate, efisiensi, dan kebutuhan daya.

(click picture to enlarge)Perhitungan NPSHa. Berikut ini ilustrasi yang menunjukkan bagaimana perhitungan NPSH avaiable sebuah pompa.

(click picture to enlarge)Nametag. Contoh name tag sebuah pompa sentrifugal yang terdapat di pabrik. Terlihat bahwa head pompa ialah sebesar 990 ft.

Klasifikasi Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal diklasifikasikan berdasarkan beberapa kriteria, antara lain:

1. Bentuk arah aliran yang terjadi di impeller. Aliran fluida dalam impeller dapat berupa axial flow, mixed flow, atau radial flow.

2. Bentuk konstruksi dari impeller. Impeller yang digunakan dalam pompa sentrifugal dapat berupa open impeller, semi-open impeller, atau close impeller.

3. Banyaknya jumlah suction inlet. Beberapa pompa setrifugal memiliki suction inlet lebih dari dua buah. Pompa yang memiliki satu suction inlet disebut single-suction pump sedangkan untuk pompa yang memiliki dua suction inlet disebut double-suction pump.

4. Banyaknya impeller. Pompa sentrifugal khusus memiliki beberapa impeller bersusun. Pompa yang memiliki satu impeller disebut single-stage pump sedangkan pompa yang memiliki lebih dari satu impeller disebut multi-stage pump.

Terminologi

Beberapa terminologi dan istilah khusus yang sering berkaitan dengan pompa, ialah:

1. TDH = Total Dynamic Head, yaitu besarnya head pompa. Merupakan selisih antara head discharge dengan head suction; terkadang disebut head atau total head.

2. BEP = Best Efficiency Point, yaitu kondisi operasi dimana pompa bekerja paling optimum.

3. NPSHr = Net Positive Suction Head required, yaitu nilai head absolut dari inlet pompa yang dibutuhkan agar tidak terjadi kavitasi.

4. NPSHa = Net Positive Suction Head available, yaitu nilai head absolut y ang tersedia pada inlet pompa.

5. Kavitasi, yaitu kondisi dimana terjadinya bubble (gelembung udara) di dalam pompa akibat kurangnya NPSHa (terjadi vaporisasi) dan pecah pada saat bersentuhan dengan impeller atau casing. Agar tidak terjadi kavitasi, maka NPSHa harus lebih besar dari NPSHr.

6. Minimum flow, yaitu flow rate yang terkecil yang dibutuhkan agar pompa beroperasi dengan baik. Apabila laju alir lebih rendah dari minimum flow, pompa dapat mengalami kerusakan.

7. Efficiency, yaitu besarnya perbandingan antara energi yang dipakai (input) dengan energi output pompa.

8. BHP = brake horsepower, yaitu power (daya) yang dibutuhkan oleh pompa untuk bisa bekerja sesuai dengan kurvanya; memiliki satuan hp.

Kurva Perfomansi Pompa

Kurva performansi bermanfaat untuk menggambarkan beberapa parameter unjuk kerja dari pompa yang antara lain:

1. Besarnya head terhadap flow rate 2. Besarnya efisiensi terhadap flow rate 3. Besarnya daya yang dibutuhkan terhadap flow rate 4. Besarnya NPSHr terhadap flow rate 5. Besarnya minimum stable continuous flow

Sistem Proteksi Pompa

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.

5. Proteksi terhadap low NPSH available. Apabila pompa tidak memiliki NPSHa yang cukup, aliran keluaran pompa tidak akan mengalir dan fluida terakumulasi dalam pompa. Beberapa peralatan safety yang ditambahkan pada sistem pompa ialah level switch low (LSL) dan pressure switch low (PSL).

Bersambung ke bagian kedua

Kavitasi pada pompa terbagi menjadi 2 jenis: Suction cavitation dan Discharge cavitation.

Pada pompa, kavitasi menyebabkan timbulnya bunyi bising, hilangnya kestabilan dan turunnya efisiensi. Salah satu cara yang digunakan untuk memeriksa kavitasi adalah

menentukan Net Positive Suction Head Required (NPSHR¬) dan Net Positive Suction Head Available (NPSH¬A). Pompa terhindar dari kavitasi jika NPSHA lebih besar daripada NPSHR.

Instalasi yang cocok adalah dengan memperhatikan: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.