Pompa Rotary Single Rotor [PDF]

Citation preview

MAKALAH PEMAPARAN POMPA ROTARY SINGLE ROTOR Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Pompa dan Kompresor Dosen Pengampu : Danar Susilo Wijayanto, ST., M. Eng.



Disusun oleh: Anjas Nurcahyo K



(K2513003)



Arif Sri Kuncoro



(K2513005)



Ary Cahya S



(K2513006)



Avif Qoni’ah



(K2513007)



Ayu Hasin



(K2513008)



Bagus Supriyadi



(K2513009)



Bibid Widodo



(K2513011)



Danang Surya Ardi A.



(K2513012)



Dedi Kurniawan



(K2513014)



Dens Berlian Wa’is



(K2513015)



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2016



i



KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadhirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya penulis berada dalam keadaan sehat walafiat sehingga dapat menyelesaikan tugas makalah Pemaparan pompa dengan judul “Pompa Rotary Single Rotor” yang telah kami susun sedemikian rupa berdasarkan referensi dari berbagai sumber. Mata kuliah Pompa dan Kompresor adalah salah satu mata kuliah (MK) yang wajib ditempuh bagi setiap mahasiswa khususnya di Program Pendidikan Teknik Mesin, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Keberhasilan penulisan makalah ini tidak terlepas dari bantuan serta arahan dari berbagai pihak baik itu secara individu maupun secara umum terutama bimbingan dan pengarahan yang tulus dan ikhlas dari pembimbing, untuk itu penulis menyampaikan rasa terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada: 1. Bapak Danar Susilo Wijayanto ST. , M. Eng. selaku dosen Pembimbing. 2. Orangtua yang terus memberikan motivasi. 3. Teman-teman Program Pendidikan Teknik Mesin 2013 yang telah mendukung dan memberi arahan serta kritikan demi terselesainya makalah ini. Penulis menyadari dalam penyusunan makalah ini masih banyak kekurangan yang terdapat di dalamnya, untuk itu penulis sangat mengharapkan adanya kritikan dan masukan yang bersifat membangun demi kesempurnaan makalah ini. Penulis berharap semoga makalah ini dapat berguna dan bermanfaat bagi penulis sendiri dan orang lain pada masa-masa yang akan datang. Surakarta, 11 Maret 2016



Penulis



ii



DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL --------------------------------------------------------------- i KATA PENGANTAR ------------------------------------------------------------- ii DAFTAR ISI ------------------------------------------------------------------------ iii BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang ------------------------------------------------------------- 1 B. Batasan Masalah ----------------------------------------------------------- 1 C. Tujuan Penulisan ----------------------------------------------------------- 2 BAB II PEMBAHASAN A. B. C. D. E. F.



Definisi Pompa (Pump) --------------------------------------------------- 3 Pengertian Pompa Rotary ------------------------------------------------- 5 Pengertian Pompa Rotary Single Rotor --------------------------------- 5 Prinsip Kerja Pompa Rotary ---------------------------------------------- 5 Jenis-jenis Pompa Rotary Single Rotor --------------------------------- 7 Parameter Pompa Rotary ------------------------------------------------- 25



BAB III PENUTUP A. Simpulan -------------------------------------------------------------------- 28



DAFTAR PUSTAKA -------------------------------------------------------------- 30 LAMPIRAN ------------------------------------------------------------------------- 31



iii



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pompa adalah suatu alat



atau pesawat yang digunakan untuk



memindahkan fluida cair (liquid) dari suatu tempat yang rendah ke tempat lain yang lebih tingi melalui suatu sistem perpipaan, atau dari suatu tempat yang bertekanan rendah ke tempat yang bertekanan tinggi, atau dari satu tempat ke tempat lain yang jauh serta untuk mengatasi tahanan hidrolisnya. Fluida cair tersebut contonya adalah air, oli atau minyak pelumas, atau fluida lainnya yang tak mampu mampat. Pada pompa akan terjadi perubahan dari energi mekanik menjadi energi fluida. Pompa dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis berdasarkan beberapa cara yang berbeda, misalnya berdasarkan kondisi kerjanya, cairan yang dilayani atau dipindahkan, bentuk elemen yang bergerak,jenis penggeraknya, serta berdasarkan cara mentransfer fluida dari dari pipa hisap ke pipa tekan. Salah satu jenis pompa yang sering digunakan adalah pompa jenis rotary. Pompa rotary biasa digunakan untuk memindahkan cairan yang memiliki kekentalan (viskositas) yang tinggi dari tempat satu ke tempat yang lain.Pompa Rotary ini diklasifikasinkan menjadi dua yaitu Rotary Single Rotor dan Rotary Multiple Rotor . Pompa Rotary Single Rotor ini dalam aplikasinya dapat digunakan sebagai pengendali laju alir volume cairan dengan viskositas yang bervariasi, aplikasi proses metering, memompa aliran yang bertekanan rendah, pompa ganda (mixing dan blending), hidrolik, bahan bakar, dan pemberian minyak pelumas. B. Batasan Masalah Berdasarkan latar belakang serta agar pembahasan yang dikaji dalam makalah ini menjadi terarah dan tidak melebar terlalu jauh, maka penulis memberikan batasan pembahasan tentang hal yang dibahas, yaitu tentang Pompa Rotary Single Rotor.



1



C. Tujuan Penulisan 1. Mahasiswa dapat lebih mengetahui tentang pompa (pump) pada umumnya dan pompa rotary single rotor pada khususnya. 2. Memberikan tambahan referensi bagi mahasiswa. 3. Untuk memenuhi tugas kelompok mata kuliah Pompa dan Kompresor.



2



BAB II PEMBAHASAN A. Definisi Pompa (Pump) Pompa adalah suatu alat yang berfungsi untuk memindahkan zat cair dari satu tempat ke tempat yang lain atau dari tempat yang rendah ke tempat yang tinggi. Pompa memiliki dau kegunaan utama, yaitu memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat yang lainnya (misalnya air dari equifer bawah tanah ke tangki penyimpanan air) dan mensirkulasikan cairan sekitar sistem (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan). Prinsip operasinya pompa adalah memberikan perbedaan tekanan antara bagian suction (hisap) dan bagian discharge (tekan) dengan mentransfer energi mekanis dari suatu sumber energi luar (motor listrik, motor bensin atau diesel ataupun turbin dan lain-lain) untuk dipindahkan ke fluida kerja yang dilayani. Dengan demikian pompa menaikan energi cairan yang dilayani sehingga cairan tersebut dapat mengalir dari suatu tempat yang bertekanan rendah ke tempat yang bertekanan tinggi. Pada suatu industri, pompa merupakan peralatan penunjang yang sangat penting. Hal ini karena pompa digunakan sebagai peralatan sirkulasi air pendingin, sebagai penggerak fluida kerja pada sistem hidrolis, sirkulasi minyak pelumas pada mesin, dan sebagainya. Selain itu juga digunakan sebagai supply kebutuhan air bersih, pemadam kebakaran dan lain-lain.



Gambar 2.1. Instalasi Pompa



3



Pada pompa akan terjadi perubahan dari dari energi mekanik menjadi energy fluida. Pada mesin-mesin hidrolik termasuk pompa, energi fluida ini disebut head atau energi persatuan berat zat cair. Ada tiga bentuk head yang mengalami perubahan yaitu head tekan, kecepatan dan potensial. Pada pompa terdapat sudut-sudut impeler [gambar 2] yang berfungsi mengangkat zat cair dari tempat yang lebih rendah ketempat yang lebih tinggi [gambar 3]. Impeler dipasang pada poros pompa yang berhubungan dengan motor pengerak, biasanya motor listrik atau motor bakar. Poros pompa akan berputar apabila pengeraknya berputar. Karena poros pompa berputar impeler dengan sudu-sudu impeller berputar zat cair yang ada didalamnya akan ikut berputar sehingga tekanan dan kecepatanya naik dan terlempar dari tengah pompa ke saluran yang berbentuk volut atau sepiral dan disalurkan keluar melalui nosel.



Gambar 2.2. Impeler



Gambar 2.3. Proses Pemompaan



Jadi fungsi impeler pompa adalah merubah energi mekanik yaitu putaran impeler menjadi energi fluida (zat cair). Jadi, zat cair yang masuk pompa akan mengalami pertambahan energi. Pertambahan energi pada zat cair mengakibatkan pertambahan head tekan, head kecepatan dan head potensial. Jumlah dari ketiga bentuk head tersebut dinamakan head total. Head total pompa juga bisa didefinisikan sebagai selisih head total (energi persatuan berat) pada sisi isap pompa dengan sisi keluar pompa. Pompa dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara yang berbeda, misalnya berdasarkan kondisi kerjanya, cairan yang dilayani atau dipindahkan, bentuk



4



elemen yang bergerak, jenis penggeraknya, serta berdasarkan cara mentransfer fluida dari dari pipa hisap ke pipa tekan. B. Pengertian Pompa Rotary Pompa rotari adalah termasuk pompa perpindahan positif yang komponen pemompanya berputar (rotary), seperti lobe, roda gigi, ulir,vanes, roller. Pompa perpindahan positif adalah pompa yang cara beroperasinya dengan mengalirkan cairan secara positif, cairan diambil dari salah satu ujung (saluran hisap) kemudian dialirkan secara positif ke ujung yang lain (saluran tekan) atau gerakan mengalirnya cairan bersamaan dengan gerakan komponen pada pompa (piston, gerigi, dll). Pompa perpindahan positif biasanya digunakan untuk cairan (fluida) kental (minyak pelumas, bahan bakar, dll). Cara kerjanya yaitu menghisap zat cair pada sisi isap, zat cair masuk ke celah atau



ruangan tekan diantara komponen pemompaan,



kemudian ditekan sehingga celah



semakin kecil selanjutnya zat cair



dikeluarkan melalui sisi buang. Pompa rotari tidak mempunyai katup isap dan buang, penggunaannya banyak dipakai dengan zat cair yang mempunyai kekentalan tinggi. Tekanan kerja yang dihasilkan sedang atau lebih rendah dari pompa torak atau plunger. Laju alirannya stabil tidak berdenyut dengan kapasitas yang rendah. C. Pengertian Pompa Rotary Single Rotor Pompa rotary single rotor adalah termasuk pompa positif displacement yang menggunakan komponen utama sebagai pemompanya yaitu sebuah rotor yang berputar (rotary), atau dengan kata lain yang bekerjanya hanya dengan menggunakan satu rotor untuk menggerakan pompa tersebut. D. Prinsip Kerja Pompa Rotary Pompa perpindahan positif dikenal dengan caranya beroperasi yaitu cairan diambil dari salah satu ujung dan pada ujung lainnya dialirkan secara positif untuk setiap putarannya. Pompa perpindahan positif digunakan secara luas untuk pemompaan fluida selain air, biasanya fluida kental. Pompa



5



perpindahan



positif



selanjutnya



digolongkan



berdasarkan



cara



perpindahannya: Pompa rotari adalah pompa perpindahan positif dimana energi mekanis ditansmisikan dari mesin penggerak ke cairan dengan menggunakan elemen yang berputar (rotor) di dalam rumah pompa (casing). Pada waktu rotor berputar di dalam rumah pompa, akan terbentuk kantong-kantong yang mula-mula volumenya besar (pada sisi isap) kemudian volumenya berkurang (pada sisi tekan) sehingga fluida akan tertekan keluar. Pompa rotary terdiri dari rongga pemompaan stasioner yang mengendung unsur memompa berputar yang digerakkan oleh rotasi dari drive shaft. Pompa rotary tidak membutuhkan inlet atau outlet katup terpisah. Berdasasarkan hal tersebut pompa rotary dirancang dengan mekanisme memompa berputar menarik cairan kebagian hisap ke dalam rongga pemompaan, mengangkutnya melalui elemen pemompaan dan memaksa bagian debit ke dalam system. Geometri dari elemen pompa dan rongga pemompaan menentukan volume cairan dipompa perrevolusi poros. Volume ini disebut perpindahan. Jenis pompa rotary dikonfigurasi untuk perpindahan tetap, namun dapat menghasilkan tingkat aliran variable dengan memvariasikan kecepatan poros. Baling-baling dan piston rotary pompa menghasilkan volume yang variable dengan mengubah geometri intern (yaitu berbagai perpindahan elemen pemompaan). Prinsip kerja utama pompa rotari yaitu menggerakkan fluida dengan menggunakan prinsip rotari. Vakum yang terbentuk oleh rotasi dari pompa dan selanjutnya menghisap fluida masuk. Cara kerja pompa rotari: 1. Cairan masuk sisi isap antara rotor dan idler. 2. Cairan bergerak diantara celah antar gigi, bagian berbentuk bulan sabit berfungsi sebagai pemisah antara sisi isap dan sisi buang. 3. Setelah rumah pompa hampir dipenuhi cairan, roda gigi membentuk susunan sedemikian sehingga daerah isap dan daerah buang terpisah.



6



4. Setelah daerah isap dan buang sepenuhnya terpisah cairan mulai keluar pada sisi buang. E. Jenis-jenis Pompa Rotary Single Rotor Secara umum jenis-jenis pompa rotary single rotor antara lain: 1. Pompa Vane atau pompa baling – baling a. Pengertian Pompa Vane



Gambar 2.4. Vane pump Sumber : William Walonsky & Arthur Akers, Modern Hydraulics, 1990,103 Vane



pump



berfungsi



untuk membangkitkan tekanan hidraulis.



Dimana pada bagian atas pompa terdapat reservoir yang selalu terisi air dengan fluida khusus, dan permukaan fluida harus selalu diperiksa secara teratur, yaitu temperatur fluida, adanya gelembung atau fluida menjadi keruh. Vane Pump ini merupakan jenis pompa yang dapat menangani cairan viskositas



sedang.



Pompa



ini



unggul



dalam



viskositas rendah



seperti gas LPG (propana), ammonia, pelarut, alkohol, minyak bahan



7



baker, bensin dan refrigeran. Pompa ini mempunyai kontak logam untuk logam



internal



memungkinkan atas



dan bagi



cairan pelumas.



self pompa



kompensasi



untuk dipakai,



untuk mempertahankan



Meskipun efisiensinya



turun



sehingga



kinerja puncak dengan



cepat,



pompa ini dapat digunakan sampai 500 cps. Vane Pump tersedia dalam beberapa konfigurasi antara lain : 1) baling - baling geser (kiri) hanya dapat beroperasi untuk jangka waktu yang singkat dan menangani sejumlah kecil uap. 2) baling-baling yang fleksibel yang hanya



dapat



padatan kecil tapi menciptakan vakum yang baik 3) baling-baling berayun, baling - baling putar, dan 4) baling-baling eksternal yang dapat menangani



menangani



padatan



yang



besar b. Komponen Pompa Vane



Gambar 2.5. Komponen Pompa Vane Sumber : http://www.otomotifproduk.com/2015/10/komponen-vane-pumpcartridge-assembly.html Keterangan : (1) Shaft and bearing, (2) Body, (3) Cartridge assembly, (4) Bolt, (5) Seal, (6) Pump housing, (7) Pressure plate, (8) Rotor, (9) Cam ring, (10) Wear plate, (11) Screw, (12) Valve insert, (13) Vane, (14) Alignment pin c. Jenis Pompa Vane Pompa Vane dibedakan menjadi dua jenis yaitu :



8



1) Fixed Displacement vane pump a) Balanced Vane Pump Sebuah pompa vane yang seimbang adalah salah satu yang memiliki dua intake dan dua port suction dan discharge diametral berlawanan satu sama lain. Tekanan port yang berlawanan satu sama lain sehingga keseimbangan hidrolis dapat tercapai. Salah satu kelemahan dari pompa vane ini adalah bahwa hal itu tidak dapat dirancang sebagai unit perpindahan variabel. Ini memiliki perumahan elips yang membentuk dua ruang pompa yang terpisah di sisi berlawanan dari rotor. semacam ini memberikan tekanan operasi yang lebih tinggi.



Gambar 2.6. Balanced Vane Pump Karakteristik Fixed Displacement Vane Pump Fixed Displacement Vane Pump memiliki karakteristik yaitu model perpindahan sampai 200 cm3 / r, model tekanan yaitu 280 bar, hanya untuk perpindahan tetap saja, penyalaan awalnya halus, konstruksi sederhana, minim getaran, mudah perawatan. Keunggulan Fixed Displacement Vane Pump memiliki keunggulan yaitu menghasilkan aliran lebih besar, menghasilkan tekanan yang lebih besar, tahan lama, volume perpindahan konstan. b) Unbalanced Vane Pump Sebuah rotor slotted yang eksentris didukung dalam cam cycloidal. Rotor terletak dekat dengan dinding cam sehingga rongga berbentuk bulan sabit terbentuk. Rotor disegel ke cam



9



oleh dua sisi piring. Vane dan sudu-sudu cam-ring sesuai dengan slot impeller.



Gambar 2.7. Unbalanced Vane Pump Keunggulan : Unbalanced Vane Pump memiliki keunggulan yaitu cocok untuk fluida dengan viskositas rendah pada tekanan yang relatif lebih tinggi, mengkompensasi untuk memakai melalui perluasan baling-baling, bisa bekerja pada kondisi kering untuk periode singkat, bisa memiliki satu segel atau kotak isian, pengembangan vakum yang baik. Kelemahan: Unbalanced Vane Pump memiliki kelemahan yaitu konstruksi kompleks, tidak cocok untuk tekanan tinggi, tidak cocok untuk viskositas tinggi. 2) Variable Displacement vane pump Dalam perpindahan variabel debit pompa dapat diubah dengan memvariasikan eksentrisitas antara rotor dan pompa cam-ring. Sebagai eksentrisitas meningkatkan pompa debit meningkat. Dengan penurunan eksentrisitas debit berkurang dan aliran minyak benar-benar berhenti ketika rotor menjadi konsentris untuk memompa cincin cam.



10



Gambar 2.8. Variable Displacement Vane Pump Variable Displacement Vane Pump Component Karakteristik yang dimiliki pompa ini yaitu model perpindahan sampai 100 cm3 / r, model tekanan sampai 160 bar, rangkaian sederhana, rentang kontrol pompa, rendah kebisingan, biaya rendah. Keunggulan Displacement Vane Pump memiliki keunggulan yaitu kebisingan yang rendah tetapi lebih tinggi dari pompa ulir, berbagai pekerjaan 500-1800 r.p.m, aliran semifinal kontinyu, tekanan kerja antara 50 - 80 bar, motor baling-baling harus memiliki pegas pengembali untuk baling-baling untuk melawan arus.



d. Prinsip Kerja Pompa Vane



11



Gambar 2.9. Perpindahan aliran dalam Bumbungan (camring) Sumber : http://nstaklimarab.blogspot.co.id/2011/06/vane-pump-pompa-sudu.html Berikut perpindahan aliran dalam Bumbungan dan flow rate-nya : 1) Untuk prosedur pengaliran, rotor digerakan (row) dengan aliran penghisap



sesuai dengan panah



pada dua sisi (atas dan bawah)



dimana sudu-sudu (4) masih terlalu kecil. 2) Dengan putaran selanjutnya sudu-sudu akan menjadi terisi penuh dengan



oli,



ketika



sudu-sudu



maksimum (jarak maksimum dari pusat



rotor)



menggunakan dihubungkan



maka



sudah



mencapai



ruang gerak



dipisahkan



cakram-cakram



dari



ukuran



dalam dari titik



sisi



tekan



pengontrol



dengan kemudian



dengan sisi yang bertekanan. Sudu-sudu tersebut



didorong ke dalam alurnya ring (bumbungan). Volume



mengikuti bentuk kurva sudu



sekali



lagi



cam



menjadi



dipersempit sehingga fluida oli terdorong ke sisi yang bertekanan. Karena kurva bumbungan (cam ring mempunyai bentuk eksentrik Ganda),



maka



setiap



sudu



akan



mengalami



duakali



proses



pengaliran pada setiap putaran. Pada waktu yang bersamaan ruang hisap dan dua ruang tekan terletak bersamaan, karena poros penggerak



12



bebas beban secara hidraulik. Tekanan diterapkan dibelakang sudu (5) dengan demikian penyekatan yang lebih baik dapat dicapai. Walau demikian, karena geseran tidak dapat meningkat banyak, kedua sudu pada alur rotor mempunyai ruang yang terletak berlawanan seperti gambar berikut :



Gambar 2.10. Prinsip Kerja Pompa Vane Sumber : http://nstaklimarab.blogspot.co.id/2011/06/vane-pump-pompa-sudu.html Ruang-ruang pada sudu menyebabkan tekanan imbang antara sisi jalan (running) dan sisi balik (return) .Permukaan dari sudu menetap kontak



sebagai permukaan yang



kontak



Untuk



tekanan.



Tekanan



lebih tinggi tidak diperlukan pada sisi hisap. Dengan



demikian akhir dari sudu (6) bebas ke tangki. e. Aplikasi Pompa Vane Pada power steering mobil vane pump berfungsi untuk membangkitkan tekanan hidraulis dan di gerakkan oleh mesin atau motor listrik f. Keuntungan dan Kerugian 1) Keuntungannya yaitu menangani kecilnya kapsitas pada tekanan yang relatif lebih tinggi dan mengkompensasi



keausan



melalui



perpanjangan baling - baling. 2) Kerugian yaitu tidak cocok untuk tekanan tinggi dan tidak cocok



untuk viskositas tinggi. 2. Pompa Screw a. Pengertian Pompa Screw Pompa sekrup ini mempunyai satu, dua, tiga sekrup yang berputar dalam rumah pompa yang diam. Tersedia sejumlah besar desain untuk



13



berbagi penggunaan. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di dalam sebuah stator atau lapisan (linier) heliks-dalam (internal-helix-stator). Rotor terbuat dari logam sedangkan helix terbuat dari karet keras atau lunak, tergantung pada cairan yang dipompkan. Pompa dua sekrup atau tiga sekrup masing-masing mempunyai satu atau dua sekrup bebas (idler). Aliran melalui ulir-ulir sekrup, sepanjang sumbu sekrup, sekrup-sekrup yang berlawanan dapat dipakai untuk meniadakan dorongan aksial pada pompa. Umumnya screw pump digunakan untuk transfer liquid dengan viskositas yang tinggi, memiliki partikel/solid, atau liquid yang mudah bubble atau berbusa. Prinsip kerja pompa screw ditemukan oleh seorang engineer perancis bernama Rene Moineau, sehingga sering disebut dengan Moineau Pump, pada tahun 30-an dan terus dikembangkan hingga sekarang. Pompa Moineau terdiri atas sebuah helical metallic rotor yang berputar didalam elastic helical stator. Rotor terbuat dari hardened steel yang dikerjakan secara sangat presisi, sedangkan stator terbuat dari injection-moulded elastomer yang tahan abrasi. Bentuk dan dimensi dari kedua bagian ini didesain sedemikian rupa sehingga terbentuk rangkaian ganda ruangan yang tersegel (rongga) ketika rotor bekerja pada stator. Rongga tersebut berjalan secara axial dari bagian inlet ke bagian outlet pompa sambil membawa cairan.



Gambar 2.11. Pompa Screw



14



Pompa ini mempunyai kinerja yang cukup baik untuk viskositas tinggi. Dalam kapasitas yang stabil, penggunaannya baik untuk pemindah pasokan air, limbah, maupun lumpur. Sama halnya dengan pompa roda gigi, pompa ulir ini cocok untuk memompa zat cair yang bersih dan mempunyai sifat pelumasan yang baik. Secara umum pompa rotary mempunyai kecepatan aliran volum yang konstan asal kecepatan putarannya dapat dipertahankan tetap. Selain itu alirannya lebih teratur (tidak terlalu pulsatif). Pompa rotary cocok untuk operasi pada kisaran tekanan sedang dan untuk kisaran kapasitas dari kecil sampai sedang. b. Komponen Pompa Screw



Gambar 2.12. Komponen Pompa Screw c. Prinsip Kerja Pompa Screw Pada pompa Screw zat cair masuk melalui lubang isap, kemudian akan ditekan diulir yang memiliki bentuk khusus. Dengan bentuk tersebut, zat cair akan masuk di ruan antara ulir-ulir ketika ulir berputar, zat cair terdorong kea rah keluar dari lubang buang. Karena gerak putar poros ulir fluida akan mengalir dalam arah aksial. Pompa jenis ini hanya dapat digunakan untuk tekanan pada saluran kempa lebih rendah dari tekanan pada saluran hisap dan bila fluida yang dipompa mempunyai kekentalan tinggi. Pada keadaan kering pompa ini tidak dapat mengisap sendiri, sehingga sebelum digunakan pompa ini harus terisi cairan yang akan dipompa (dipancing).



15



Gambar 2.13. Prinsip Kerja Pompa Screw d. Aplikasi Pompa Screw Daya hisap dari pompa ini tinggi sampai dengan 8,5m. Dapat menangani liquid dengan viskositas yang tinggi, benda padat berisi cairan (Max. 6mm) tanpa merusak benda tersebut. Seperti positif displacement pump kapasitas berbanding lurus dengan putaran pompa. Screw Pump memiliki konstruksi yang sederhana dengan beberapa bagian. Dapat menangani berbagai macam jenis liquid dari viskositas rendah hingga viskositas tinggi, dari yang tanpa solid hingga cairan dengan solid (max 6mm). Sangat cocok untuk industri yang dengan banyak cairan yang harus ditransfer sehingga efisien dalam penggunaan pompa. Pompa ini bekerja tanpa denyutan atau turbulensi. Hal ini dapat menangani viskositas tinggi dan kepadatan cair. Viskositas maksimum dari cairan yang dapat diangkut oleh pompa ini sekitar 200.000 Ps dan dengan kandungan air 50%. Bantalan ditempatkan eksternal agar cairan tidak terkontaminasi. Beragam bahan dari bagian komponen memungkinkan untuk menangani semua jenis cairan, seperti benda yang mempunyai korosif yang tinggi. Industri-industri yang banyak menggunakan screw pump antara lain Environmental & Energy, Chemical, Pulp & Paper, Food & Pharmaceuticals, Mining, Oil & Gas, Dosing Technology. e. Keuntungan dan Kerugian 1) Keuntungannya yaitu efisiensinya totalnya tinggi (70 % – 80%), kemampuan hisap tinggi, aliran konstan dan lancer, akurasi volume transfer sangat tinggi, hal ini disebabkan oleh



16



karakteristik pompa dimana kapasitas alir (flow) tidak tergantung dari pressure yang dihasilkan tetapi dari kecepatan putaran pompa, effisiensi tinggi, stabilitas tekanan sangat bagus, dapat mengangkut cairan yang viskos dan abrasive, mampu untuk mentransfer cairan yang multiphase, desain sederhana, pompa dapat beroperasi tanpa valve, arah aliran dapat dibalik (suction-discharge dapat ditukar, tergantung arah putaran pompa), getarannya relatif kecil, kapasitas isapnya baik, dapat beroperasi dalam berbagai posisi (horizontal, vertikal, miring) 2) Kerugiannya yaitu relative lebih mahal karena desainnya perlu ketelitian dan kepresisian serta toleransi yang tinggi, perubahan viskositas berpengaruh terhadap performansi, untuk tekanan tinggi memerlukan elemen pompa yang panjang. 3. Pompa Peristaltik a. Pengertian Pompa Peristaltik Pertama kali dipatenkan di Amerika Serikat oleh Eugene Allen pada 1881. Dipopulerkan oleh ahli bedah jantung Dr. Michael DeBakey, mahasiswa kedokteran pada tahun 1932. Pompa ini menggunakan semacam selang elastis sebagai saluran fluida kerja. Selang tersebut ditekan oleh rotor dengan ujung berupa roller sehingga membentuk gerakan dorongan.



Gambar 2.14. Pompa Peristaltik



17



Pompa peristaltik awalnya banyak digunakan pada laboratoriumlaboratorium saja, namun seiring dengan pengembangan teknologi karet, saat ini pompa peristaltic sudah mulai digunakan pada pabrik-pabrik industri misalnya pabrik minyak. b. Komponen Pompa Peristaltik



Gambar 2.15. Komponen Pompa Peristaltic Fungsi komponen pompa peristaltic : a) Shoe biasa disebut roller. Berfungsi sebagai penekan selang agar fluida dapat mengalir. b) Wheel yaitu roda atau silinder. Berfungsi sebagai tempat rotor. c) Cover dan window berfungsi sebagai penutup. d) Hose atau selang. Berfungsi sebagai tempat atau media untk mengalirkan fluida. e) Gear motor berfungsi sebagai motor penggerak yang merupakan bagian dari rotor. f) Sheal ring berfungsi sebagai poros atau as yang merupakan bagian dari rotor. g) Bearing case berfungsi sebagai bantalan atau penahan pada rotor. c. Prinsip kerja Pompa Peristaltik Pada Pompa Peristaltik zat cair masuk melalui selang/hose kemudian roller pada stator bergerak menekan selang sehingga di satu sisi terjadi



18



tekanan yang membuat zat cair keluar dan di sisi lain terjadi kevakuman sehingga menyedot zat cair pada saluran masuk.



Gambar 2.16. Prinsip Kerja Pompa Peristaltic d. Aplikasi Pompa Peristaltik Pompa peristaltic ini kebanyakan digunakan pada industri-industri seperti : 1) Perusahaan farmasi 2) Pabrik industri 3) Laboratorium e. Kelebihan dan Kelemahan 1) Kelebihan pompa peristaltic : a) Tidak ada kontaminasi b) Membutuhkan perawatan yang rendah c) Desain pompa mencegah aliran balik 2) Kelemahan pompa peristaltic : a) Pipa elastis yang digunakan untuk mengalirkan larutan, akan mudah rusak atau luka karena sering bergesekan dan tertekan oleh roller pump serta harga yang relatif mahal 4. Pompa Flexible Impeller/Member a. Pengertian Pompa Flexible Impeller Pompa flexibel impeller adala termasuk jenis pompa positifdisplacement rotary single rotor, dengan menggunakan prinsip deformasi dari vane impeller. Jadi pompa ini menggunakan impeller yang memiliki sifat elastis. Pompa ini menarik cairan ke rumah melalui suction dan bergerak menuju discharge dengan laju aliran yang konstan.



19



Vane impeller yang fleksibel ini memungkinkan sebagai segel yang rapat pada rumah pompa, membuat pompa self-primming, dan memungkinkan juga operasi bi-directional. inicenderung recripoating. Excellent



halus



dan



lembut



Self-primming



Output dari pompa



dibandingkan



adalah



dengan



kemampuan



pompa



pompa



untuk



menciptakan tekanan negatif, dan tidak memerlukan priming atau mengisi jika ada gas atau udara di dalam cairan atau sistem. Sebuah pompa kering memiliki saluran hisap hingga 5 meter dalam beberapa detik.



Gambar 2.17. Flexible Impeller Pump b. Komponen Pompa Flexible Impeller 2



1



3



4



5



Gambar 2.18. Komponen Flexible Impeller Pump Keterangan :



20



1. Suction : saluran masuk fluida 2. Rotor : bagian yang berputar dan memutar impeller 3. Discharge : saluran buang/keluaran fluida 4. Flexible Impeller : impeller yang menarik fluida dari suction menuju discharge 5. Casing : sebagai pelindung/penutup rumah pompa. c. Prinsip Kerja Pompa Fleksible impeller Pada penampang dalam dari bodi pompa, sebagian kevakuman dibangkitkan sebagai peningkatan volume alir antara sirip sirip flexible impeller pada saluran inlet. Hasilnya adalah fluida terhisap menuju kedalam pompa. Putaran dari impeller membawa fluida dari inlet menuju ke saluran outlet. Selama siklus ini, volume pada sirip-sirip impeller tergolong konstan. Jarak antara sirip-sirip terdiri dari struktur padat non-abrasif untuk mengalirkan fluida ke dalam pompa tanpa merusak partikel atau pompa itu sendiri. Saat fluida dibuang dari pompa secara berkelanjutan, aliran yang sama ketika sirip-sirip pompa terdorong, maka terjadi penurunan volume alir diantara sirip-sirip tersebut, seperti ketika hal tersebut mengalami kontak dengan bagian tipis dari bagian terluar dari dinding bodi pompa.



Gambar 2.19. Prinsip Kerja



21



d. Keunggulan 1. Pompa dapat bekerja secara halus, 2. Pompa bekerja tanpa dipancing, 3. Keuntungan pemasangan (simple dalam pemasangan), 4. Mudah dalam melakukan perawatan. 5. Dapat memompa cairan yang kental. e. Aplikasi dari pompa rotary tipe flexible impeller Pompa tipe ini sering digunkan dalam bidang industri, misalnya industri makan, industri minuman, dan juga industri kimia, karena mampu memompa cairan (fluida) yang bersifat kental. 5. Pompa Kam Piston Pompa ini disebut juga pompa plunyer rotari, pompa jenis kam dan piston ini terdiri dari lengan eksentrik dan lengan bercelah pada bagian atasnya. Perputaran paras menyebabkan eksentrik menjebak cairan di dalam rumah pompa. Apabila putaran berlanjut, maka cairan akan dipaksakan keluar rumah pompa melalaui cairan lubang luar pompa.



Gambar 2.20. Pompa Kam Piston 6. Pompa roda gigi-dalam (Internal-gear Pump) Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam berpasangan dengan roda gigi-luar yang bebas (idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan yang kembali ke sisi pompa.



22



Gambar 2.21. Pompa roda gigi dalam (internal gear pump) Prinsip kerja Internal Gear Pump



Gambar 2.22. Aliran fluida dalam internal gear pump Langkah Kerja : 1. Poros pemutar memutarkan roda gigi kecil, yang selanjutnya memutarkan roda gigi yang lebih besar. Kedua roda giginya berputar searah. 2. Gerakan memutar menyebabkan roda gigi terpisah, sehingga ruangan



antara



keduanya



bebas.



Tekanan



negatif



(vakum)



disebabkan oleh ruang bebas ini, dan tekanan atmospher pada batas permukaan oli (fluida) dalam tangki menyebabkan fluida tersebut bergerak tersedot dari tangki menuju pompa. Biasa disebut ‘’isapan pompa’’. 3. Fluida mengisi ruangan antara kedua roda gigi yang membentuk ruangan mendekati bentuk bulan sabit , selama gerakan (putaran) berlangsung. 4. Fluida kemudian didorong menuju sisi tekan Saran umum untuk penggunaan gear pumps yaitu: untuk mencegah terjadinya kemacetan dan aus saat pompa digunakan maka zat cair yang dipompa tidak boleh mengandung padatan dan tidak bersifat korosif. Pompa dengan penggigian luar banyak digunakan untuk memompa minyak pelumas atau cairan lain yang mempunyai sifat pelumasan yang



23



baik. Pompa dengan penggigian dalam dapat digunakan untuk memompa zat cair yang mempunyai kekentalan (viskositas) tinggi, seperti tetes, sirop, dan cat. a) Aplikasi Internal Gear Pump. Penggunaan pompa ini biasanya pada berbagai macam oli bahan bakar dan pelumas, resin dan polimer, alkohol dan solvent, aspal, bitumen dan tar, polyurethane foam, food product seperti sirup, coklat atau peanut butter, cat, tinta dan pigmen, sabun dan surfactant, glycol, fuel injection application. b) Keuntungan Keuntungan Pompa Roda Gigi Dalam yaitu high speed, high pressure, tidak ada beban yang tinggi pada bearing, tidak berisik jika semua bagian dimanufaktur dengan baik, desain tersedia dalam berbagai macam material sesuai kebutuhan. c) Kerugian Kerugianya yaitu membutuhkan empat bushing yaitu pada ujung masingmasing poros gear, tidak cocok untuk bentuk fluida dengan viskositas tinggi, fixed end clearance. F. Parameter Pompa Rotary 1. Menghitung daya pompa P = (Q×ht×ρ )/(60×75) Keterangan: P = Daya (hp) liter kg m-2 mnt-1 Q = debit (liter/menit) Ht = head total (meter) ρ = massa jenis air ( Kg/m3 ) Contoh soal : Jika diketahui Q = 100 liter/menit (6 m3/jam) h isap = 7 meter dan h tekan = 15 meter massa jenis air = 1kg/dm3 . Tentukan daya pompa! Jawab :



24



P=(100×(7+15)×1 )/(60×75) P=(2200 )/(60×75) P = 0,49 hp = 0,5 hp 2. Head H = v2/2g Keterangan: V =kecepatan keliling sudu (m/det) H=head (m) 3. Momen Puntir (T) Besar momen puntir yang terjadi pada poros penghubung pompa, dapat menggunakan pendekatan analisis persamaan: T=P/n Keterangan: T = Momen Puntir pada poros P = Daya pada pompa n = Putaran pada poros pompa 4. Perencanaan dasar Tenaga penggerak pompa Np = (watt) Tenaga pompa N = ρ.g.Hman. Q (watt) Tenaga pompa sama dengan tenaga mekanik poros nya N = Nmp = F x V (watt) Sedangkan torsi T = F x R diperoleh persamaan harga torsi: T = 9,55.103N/η



5. Efisiensi



25



Keterangan :



η



h



η



v



η



m



η



p



: Efisiensi Hidraulis (%) H : head (m) Hman : head man (m) : Efisiensi Volumetrik (%) Qe :Kapasitas Efektif pompa (m3/detik) Q = kapasitas pompa (m3/detik) : Efisiensi Mekanis (%) N : Tenaga Pompa (watt)2 Np : Tenaga Penggerak Pompa (watt) : Efisiensi Pompa (%)



BAB III PENUTUP A. Simpulan Pompa rotari adalah termasuk pompa perpindahan positif yang komponen pemompanya berputar (rotary), seperti lobe, roda gigi, ulir,vanes, roller. Pompa rotary single rotor adalah termasuk pompa positif displacement yang menggunakan komponen utama sebagai pemompanya yaitu sebuah rotor yang berputar (rotary), atau dengan kata lain yang bekerjanya hanya dengan menggunakan satu rotor untuk menggerakan pompa tersebut. Jenis-jenis Pompa Rotari Single Rotor:



26



1) 2) 3) 4) 5) 6)



Vane Pump Screw Pump Pompa Peristaltik Pompa Feksible Impeller Pompa Kam Piston Pompa Roda Gigi Dalam



Prinsip kerja utama pompa rotari yaitu menggerakkan fluida dengan menggunakan prinsip rotari. Vakum yang terbentuk oleh rotasi dari pompa dan selanjutnya menghisap fluida masuk. 1. Kelebihan pompa rotari adalah: a. Ukuran keseluruhan lebih kecil sehingga lebih ringan. b. Aliran zat cair yang dihasilkan uniform. c. Dapat bekerja dengan putaran tinggi sehingga dapat dihubungkan d. e. f.



dengan tenaga penggeraknya. Tekanan yang dihasilkan dapat cukup tinggi. Dapat bekerja pada pengisapan kering. Dapat bekerja dengan berbagai posisi.



Efisiensi yang tinggi karena secara natural ia mengeluarkan udara dari pipa alirannya, dan mengurangi kebutuhan pengguna untuk mengeluarkan udara tersebut secara manual. 2. Kekurangan pompa rotari adalah: a. Bekerja tidak maksimal apabila digunakan untuk cairan yang b.



bercampur zat padat. Karena sifat alaminya maka clearence antara sudut putar dan sudut 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.



27



DAFTAR PUSTAKA William Walonsky & Arthur Akers, Modern Hydraulics, 1990,103 http://nstaklimarab.blogspot.co.id/2011/06/vane-pump-pompa-sudu.html http://www.otomotifproduk.com/2015/10/komponen-vane-pumpcartridge-assembly.html http://artikel-teknologi.com/macam-macam-pompa-positivedisplacement/ https://www.academia.edu/6217742/Pengertian-dan-klasifikasi-padapompa http://java-borneo.blogspot.co.id/2011/05/screw-pump.html http://www.inoxpa.com/products/product/flexible-impeller-pump-rf http://www.spxflow.com/en/johnson-pump/pc-flexible-impeller/ https://www.youtube.com/watch?v=Asa6miVcUKA http://www.manufacturingchemist.com/news/article_page/Peristaltic_pu mps__advantages_and_applications/74693



28



LAMPIRAN TANYA JAWAB : 1. IHSAN FIRDAUS : Apa aplikasi dari pompa Peristaltik? Jawab : AYU HASIN : pompa peristaltic biasanya digunakan dalam laboratorium. Dalam melakukan eksperimen digunakan pompa peristaltic untuk memindahkan fluida karna lebih mudah. Misalnya untuk



memindahkan



cairan



NaCl



sebanyak



5ml,



dengan



menggunakan pompa ini akan lebih mudah karena bias diatur berapa fluida uyang dikeluarkan jika dengan menggunakan pipet biasanya lebih lama karena harus bolak balik memindahkan dari wadah satu ke yang lain yang digunakan untuk eksperimen. 2. TUTUKO FIRDANI : Mengapa pompa rotary tipe screw memiliki getaran yang relative kecil? Bagaimana jika dibandingkan dengan pompa sentrifugal. Jawab : ARY CAHYA SETYAWAN : pada pompa rotary, potensi timbulnya tekanan relative lebih kecil, sehingga getaran yang ditimbulkan juga relative lebih kecil. Ketika elemen didalam rumah pompa berputar maka akan menyebabkan penurunan tekanan pada saluran hisap, kemudian fluida akan mengalir masuk kedalam rumah pompa dan mengisi ruang kosong yang ditimbulkan oleh rotor yang berputar. Pada pompa rotary tipe screw, tekanan yang timbul juga relative kecil karena tekanan tersebut ditimbulkan oleh tarikan impeller yang berputar, bukan dorongan oleh impeller. Jadi misalkan terjadi getaran relative lebih kecil dibandingkan dengan pompa sentrifugal. 3. RAFLI RISKI ARIEF : Bagaimana jika pompa rotary single rotor disusun secara seri dan pararel? Apakah bisa dan ada pengaruhnya? Jawab : DENS BERLIAN WAIS : Jawaban yang benar adalah Prinsip dasar pompa itu adalah untuk mencari Head maksimal dan Kapasitas (debit) maksimal dengan berbagai cara termasuk melakukan penggabungan secara SERI maupun PARAREL. Jadi seperti pompa pada umumnya bahwa pompa rotary baik dirangkai secara SERI atau PARAREL tetap



29



berpengaruh pada Head dan Kapasitas, karena tujuanya adalah untuk kedua hal tersebut. By DEDI KURNIAWAN.



30