Pengertian Pompa

Definisi dan Prinsip Kerja Pompa

    Pompa adalah salah satu mesin fluida yang berfungsi untuk merubah energi mekanis (kerja putar poros) yang dihasilkan dari penggerak mula (motor, diesel dll) menjadi energi fluida dan tekanan. Dengan kata lain pompa adalah peralatan yang digunakan untuk memindahkan fluida cair dengan cara menaikan tekanan.

Klasifikasi Pompa

Secara umum pompa dapat diklasifikasikan dalam dua jenis kelompok besar yaitu :

A. Klasifikasi Secara Umum

1. Pompa Tekanan Statis (Positive Displacement Pump)

Pompa jenis ini bekerja dengan prinsip memberikan tekanan secara periodik pada fluida yang terdapat di dalam rumah pompa(chasing) Pompa ini dibagi menjadi dua jenis. Antara lain :

a.    Pompa Putar (Rotary Pump)
Adalah pompa yang menggerakkan fluida dengan menggunakan prinsip rotasi. Vakum terbentuk oleh rotasi dari pompa dan selanjutnya menghisap fluida masuk. Keuntungan dari tipe ini adalah efisiensi yang tinggi karena secara natural ia mengeluarkan udara dari pipa alirannya, dan mengurangi kebutuhan pengguna untuk mengeluarkan udara tersebut secara manual.

Bukan berarti pompa jenis ini tanpa kelemahan, karena sifat alaminya maka clearence antara sudu putar dan sudu pengikutnya harus sekecil mungkin, dan mengharuskan pompa berputar pada kecepatan yang rendah dan stabil. Apabila pompa bekerja pada kecepatan yang terlalu tinggi, maka fluida kerjanya justru dapat menyebabkan erosi pada sudu-sudu pompa.

Pada pompa putar, fluida masuk melalui sisi isap, kemudian dikurung diantara ruangan rotor dan rumah pompa, selanjutnya didorong ke ruang tengah dengan gerak putar dari rotor, sehingga tekanan statisnya naik dan fluida akan dikeluarkan melalui sisi tekan. Pompa rotari dapat diklasifikasikan kembali menjadi beberapa tipe yaitu :

• Gear pumps
• Screw pumps
• Rotary Vane Pump

b.    Pompa Torak (Reciprocating Pump)
Pompa torak mempunyai bagian utama berupa torak yang bergerak bolak-balik dalam silinder Fluida masuk melalui katup isap (suction valve) ke dalam silinder dan kemudian ditekan oleh torak sehingga tekanan statis fluida naik dan sanggup mengalirkan fluida keluar melalui katup tekan (discharge valve). Contoh tipe pompa ini adalah pompa diafragma dan pompa plunyer.

Metering Pump termasuk ke dalam jenis pompa reciprocating, adalah pompa yang digunakan untuk memompa fluida dengan debit yang dapat diubah-ubah sesuai kebutuhan. Pompa ini biasanya digunakan untuk memompa bahan aditif yang dimasukkan ke dalam suatu aliran fluida tertentu.

2. Pompa Tekanan Dinamis (Rotodynamic Pump)

Pompa tekanan dinamis disebut juga rotodynamic pump, turbo pump atau impeller pump. Pompa yang termasuk dalam kategori ini adalah : pompa jet dan pompa sentrifugal.Dynamic pump atau pompa dinamik terbagi menjadi beberapa macam yaitu pompa sentrifugal, pompa aksial, dan pompa spesial-efek (special-effect pump). Pompa-pompa ini beroperasi dengan menghasilkan kecepatan fluida tinggi dan mengkonversi kecepatan menjadi tekanan melalui perubahan penampang aliran fluida.
Jenis pompa ini biasanya juga memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada tipe positive displacement pump, tetapi memiliki biaya yang lebih rendah untuk perawatannya. Pompa dinamik juga bisa beroperasi pada kecepatan yang tinggi dan debit aliran yang juga tinggi. Ciri-ciri utama dari pompa ini adalah:

• Mempunyai bagian utama yang berotasi berupa roda dengan sudu-sudu sekelilingnya, yang sering disebut dengan impeler.
• Melalui sudu-sudu, fluida mengalir terus-menerus, dimana fluida berada diantara sudu-sudu tersebut.

a.    Pompa Sentrifugal
Sebuah pompa sentrifugal tersusun atas sebuah impeler dan saluran inlet di tengah-tengahnya. Dengan desain ini maka pada saat impeler berputar, fluida mengalir menuju casing di sekitar impeler sebagai akibat dari gaya sentrifugal. Casing ini berfungsi untuk menurunkan kecepatan aliran fluida sementara kecepatan putar impeler tetap tinggi. Kecepatan fluida dikonversikan menjadi tekanan oleh casing sehingga fluida dapat menuju titik outletnya.

Beberapa keuntungan dari penggunaan pompa sentrifugal yakni aliran yang halus (smooth) di dalam pompa dan tekanan yang seragam pada dischargepompa, biaya rendah, serta dapat bekerja pada kecepatan yang tinggi sehingga pada aplikasi selanjutnya dapat dikoneksikan langung dengan turbin uap dan motor elektrik. Penggunaan pompa sentrifugal di dunia mencapai angka 80% karena penggunaannya yang cocok untuk mengatasi jumlah fluida yang besar daripada pompa positive-displacement.

b.    Pompa Aksial
Pompa aksial juga disebut dengan pompa propeler. Pompa ini menghasilkan sebagian besar tekanan dari propeler dan gaya lifting dari sudu terhadap fluida. Pompa ini banyak digunakan di sistem drainase dan irigasi. Pompa aksial vertical single-stage lebih umum digunakan, akan tetapi kadang pompa aksial two-stage (dua stage) lebih ekonomis penerapannya. Pompa aksial horisontal digunakan untuk debit aliran fluida yang besar dengan tekanan yang kecil dan biasanya melibatkan efek sifon dalam alirannya.

c.    Special-Effect Pump
Pompa jenis ini digunakan pada industri dengan kondisi tertentu. Yang termasuk ke dalam pompa jenis ini yaitu jet (eductor), gas lift, hydraulic ram, dan electromagnetic. Pompa jet-eductor (injector) adalah sebuah alat yang menggunakan efek venturi dari nozzle konvergen-divergen untuk mengkonversi energi tekanan dari fluida bergerak menjadi energi gerak sehingga menciptakan area bertekanan rendah, dan dapat menghisap fluida di sisi suction.

d.    Gas Lift Pump
Gas Lift Pump adalah sebuah cara untuk mengangkat fluida di dalam sebuah kolom dengan jalan menginjeksikan suatu gas tertentu yang menyebabkan turunnya berat hidrostatik dari fluida tersebut sehingga reservoir dapat mengangkatnya ke permukaan.

e.    Pompa hydraulic ram
Pompa hydraulic ram adalah pompa air siklik dengan menggunakan tenaga hidro (hydropower). Dan pompa elektromagnetik adalah pompa yang menggerakkan fluida logam dengan jalan menggunakan gaya elektromagnetik.

B. Klasifikasi Menurut Jumlah Tingkat

Menurut jumlah tingkat, pompa diklasifikasikan menjadi :

1.    Klasifikasi single stage

Pompa ini hanya mempunyai sebuah impeller Pada umumnya head yang dihasilkan pompa ini relative rendah, namun konstruksinya sederhana.

2.    Pompa bertingkat banyak (multi stage)

Pompa ini menggunakan lebih dari satu impeler yang dipasang secara berderet pada satu poros. Zat cair yang keluar dari impeler tingkat pertama akan diteruskan ke impeler tingkat kedua dan seterusnya hingga ke tingkat terakhir. Head total pompa merupakan penjumlahan head yang dihasilkan oleh masing-masing impeler. Dengan demikian head total pompa ini relative lebih tinggi dibanding dengan pompa satu tingkat, namun konstruksinya lebih rumit dan besar.

C. Klasifikasi Menurut Bentuk Rumah Pompa

1.    Pompa volute (rumah siput)

Pompa ini khusus untuk pompa sentrifugal. Aliran fluida yang meninggalkan impeler secara langsung memasuki rumah pompa yang berbentuk volut (rumah siput) sebab diameternya bertambah besar.

2.    Pompa diffuser

Konstruksi pompa ini dilengkapi dengan sudu pengarah (diffuser) di sekeliling saluran keluar impeller.Pemakaian diffuser ini akan memperbaiki efisiensi pompa. Difuser ini sering digunakan pada pompa bertingkat banyak dengan head yang tinggi.

3.    Pompa vortex

Pompa ini mempunyai aliran campur dan sebuah rumah volut seperti tergambar sperti dibawah.Pompa ini tidak menggunakan diffuser, namun memakai saluran yang lebar.Dengan demikian pompa ini tidak mudah tersumbat dan cocok untuk pemakaian pada pengolahan cairan limbah.

D. Klasifikasi Menurut Kontruksi (letak poros)

1.    Pompa poros mendatar (horizontal)

Pompa ini mempunyai poros dengan posisi horizontal, pompa jenis ini memerlukan tempat yang relative lebih luas.

2.    Pompa jenis poros tegak (vertical)

Poros pompa ini berada pada posisi vertikal, seperti terlihat pada gambar dibawah ini.Poros inidipegang di beberapa tempat sepanjang pipa kolom utama bantalan.Pompa ini memerlukantempat yang relative kecil dibandingkan dengan pompa poros mendatar.Penggerak pompa umumnya diletakkan di atas pompa.

E. Klasifikasi Menurut Jenis Impeler

1.    Pompa sentrifugal

Pompa ini menggunakan impeler jenis radial atau francis. Konstruksinya sedemikian rupa sehingga aliran fluida yang keluar dari impeler akan melalui bidang tegak lurus pompa. Impeler jenis radial digunakan untuk tinggi tekan (head) yang sedang dan tinggi, sedangkan impeler jenis francis digunakan untuk head yang lebih rendah dengan kapasitas yang besar. Impeler dipasang pada ujung poros dan pada ujung lainnya dipasang kopling sebagai penggerak poros pompa.

2.    Pompa aliran campur

Pompa ini menggunakan impeler jenis aliran campur (mix flow), seperti pada gambar dibawah. Aliran keluar dari impeler sesuai dengan arah bentuk permukaan kerucut rumah pompa

3.    Pompa aliran aksial

Pompa ini (gambar dibawah) menggunakan impeler jenis aksial dan zat cair yangmeninggalkan impeler akan bergerak sepanjang permukaan silinder rumah pompa ke arah luar. Konstruksinya mirip dengan pompa aliran camput, kecuali bentuk impeler dan difusernya.

F. Peralatan Utama Pompa dan Fungsi

Secara umum bagian-bagian utama pompa sentrifugal adalahr berikut:
 

a.    Stuffing Box (rumah cincin perapat/gland packing)

Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros pompa menembus casing.

b.    Packing / perapat dan mechanical seal

Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing pompa melalui poros.

c.    Shaft /poros

Berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya.

d.    Shaft sleeve (selubung poros)

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.

e.    Vane (Sudu) 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 diffuser (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

berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontiniu, sehingga cairan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya.

i.    Wearing Ring /cincin perapat

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 (bantalan)

Berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial.

k.    Casing

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffuser (guide vane), inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).