Positive Displacement

  • Published on
    14-Aug-2015

  • View
    35

  • Download
    1

Embed Size (px)

Transcript

<p>2.1.1</p> <p>Positive Displacement Pompa Desak (Positive Displacement Pump), perpindahan fluida akibat</p> <p>adanya dorongan dari komponen (rotor,piston) pompa yang bergerak. Kapasitas yang dihasilkan oleh pompa tekan adalah sebanding dengan kecepatan (tekanan) pergerakan yang atau kecepatan oleh putaran, ini sedangkan tidak total head dari</p> <p>dihasilkan</p> <p>pompa</p> <p>tergantung</p> <p>kecepatan pergerakan atau putaran. Positive Displacement Pompa perpindahan positif yaitu pompa yang bekerja menghisap zat cair, kemudian menekan zat cair tersebut, selanjutnya zat cair dikeluarkan melalui katup atau lubang keluar. Pompa ini menggunakan cara mekanis untuk mengekspansi sebuah volume secara terus-menerus, mengalirkan gas melalui pompa tersebut, men-sealing ruang volume sistem, dan membuang gas ke atmosfer. Pompa perpindahan positif dapat diklasifikasikan sebagai berikut. a) Pompa Reciprocating Pompa reciprocating adalah pompa dimana energi mekanik dari penggerak pompa diubah menjadi energi aliran dengan menggunakan elemen bolakbalik (resiprocating) yang ada di dalam silinder. Semua pompa resiprokating</p> <p>memiliki bagian yang berfungsi untuk menghandle fluida yang dinamakan liquid end, yang terdiri dari : torak/plunger, silinder, katup isap, katup buang, sil antara silinder dan torak. Serta bagian penggerak (power end) yang terdiri dari poros engkol, batang engkol. i. Pompa Torak</p> <p>Gambar 2.19 Pompa Torak</p> <p>Tabel. 2.1 Komponen-komponen pompa torak No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Nama Komponen Mesin penggerak torak Cincin torak penggerak Batang torak penggerak Packing Torak Silinder penggerak Katup gas Packing Mekanika katup pemicu Bantalan Pelapis silinder Torak pompa Cincin torak pompa Silinder pompa</p> <p>15. 16. 17. 18. 19.</p> <p>Katup keluar Katup masuk Mesin penggerak Pompa Tumpulan bantal</p> <p>Prinsip dari pompa ini adalah dengan jalan mengekspansi volume ruang oleh pompa sehingga terjadi penurunan tekanan vakum parsial. Sistem sealing mencegah gas masuk ke dalam ruang tersebut. Selanjutnya pompa melakukan gerakan buang, dan kembali</p> <p>mengekspansi ruang tersebut. Jika dilakukan secara siklis dan berkalikali, maka vakum akan terbentuk di ruangan tersebut. Salah satu aplikasi pompa ini yang paling sederhana adalah pada pompa air manual. Untuk mengangkat air dari dalam tanah, dibentuk ruang vakum pada sisi keluaran air, sehingga air dapat terhisap naik ke atas.</p> <p>Gambar 2.20 Skema Pompa Torak</p> <p>Pada pompa torak kerja tunggal, dalam setiap silinder ada dua katup yaitu katup isap dan katup buang. Pada langkah isap torak bergerak dari TMA ke TMB, tekanan didalam silinder menjadi turun. Akibatnya ada</p> <p>beda tekanan antara diluar silinder dengan didalam silinder, sehingga katup isap terbuka, zat cair kemudian terhisap kedalam silinder. Ketika torak berada pada TMB dan mulai bergerak menuju TMA, katup isap menutup kembali. Setelah zat cair masuk ke dalam silinder kemudian didorong torak menuju katup buang, tekanan didalam silinder menjadi naik, sehingga katup buang terbuka. Selanjutnya zat cair mengalir melewati katup buang keluar silinder dengan dorongan torak yang menuju katup sampai akhir langkah buang. Pompa torak banyak digunakan untuk aplikasi yang memerlukan tekanan tinggi dan kapasitas rendah. Pompa resiprokating dapat diklasifikasikan berdasarkan : Aksi Kerja tunggal, kerja ganda Tekanan Tekanan rendah (sampai dengan 5 kgf/cm2), tekanan menengah (550 kgf/cm2), tekanan tinggi ( &gt; 50 kgf/cm2) Jumlah silinder Silinder tunggal, multisilinder Jenis penggerak penggerak langsung, pompa daya, dll.</p> <p>ii.</p> <p>Pompa Plunger Plunger pump merupakan suatu silinder baja yang panjang,</p> <p>packingnya terletak konstan (stationary) pada bagian dalam dari silindernya. Perbedaannya dengan pompa piston yaitu bentuknya labih panjang dan pakingnya menempel pada silinder. Sedangkan pada pompa piston, pakingnya menempel pada piston itu sendiri.</p> <p>Gambar 2.21 Perbandingan pompa piston dengan pompa plunger Prinsip kerja pompa ini hampir sama dengan pompa piston, hanya saja tidak digunakan piston, melainkan digunakan silinder baja yang panjang atau biasa disebut plunger. Fluidi masuk melalui dua arah yang</p> <p>berlawanan, yang pertama masuk melalui katup isap pada bagian bawah, sedangkan yang kedua fluida masuk ketika plunger tersebut ditekan. Plunger tersebut dihubungkan oleh sebuah batang sehingga bergerak serempak dan fluida juga dapat masuk secara bersamaan dari arah yang berlawanan. Kemudian karena tekanan pada bagian katup buang lebih tinggi maka fluida akan terdorong ke atas dan keluar melalui katup buang tersebut. Biasanya digunakan untuk memompakan air pada steam generator. Pompa ini tidak cocok digunakan pada fluida kerja yang mengandung pasir, lumpur, dan semen karena dapat mengakibatkan kebocoran pada packing dan plungernya iii. Pompa Diafragma Pada pompa diafragma, efek pemompaan dihasilkan dari gerak bolakbalik diafragma. Ketika diafragma bergerak ke kiri, volume silinder makin besar sehingga tekanannya makin kecil, akibatnya zat cair terhisap melalui katup masuk.</p> <p>Gambar 2.31 Skema pompa diafragma</p> <p>Ketika diafragma bergerak ke kanan volume chamber mengecil, tekanannya zat cair di dalam chamber membesar sehingga zat cair terdorong keluar melalui katup keluar. Dapat dipergunakan untuk memompa fluidafluida yang kental seperti lumpur atau slurries. b) Pompa Rotari Pompa jenis rotari terdiri dari casing tetap yang didalamnya terdapat roda-roda gigi (gerak), sudu-sudu (vanes), torak-torak, bumbungan (cam), segmen, sekrup-sekrup dan lain-lain yang beroperasi dengan jarak ruangan (regangan /clerence) yang minimum. Pada pompa rotari cairan diperangkap atau dijebak, di dorong ke casing yang tertutup, sama seperti torak pada pompa torak. Terdapat beberapa jenis dari pompa rotary, antara lain: i. Pompa Kam dan Piston Pompa ini disebut juga pompa plunyer rotari, pompa jenis kam dan piston ini terdiri dari lengan eksentrik dan lengan bercelah pada bagian atasnya (Gambar 2-1). 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. ii. Pompa Roda Gigi</p> <p>Pompa ini terdiri atas : Pompa roda gigi-luar (External-gear Pump)</p> <p>Pompa ini merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana. Apablia gerigi roda gigi pada sisi hisap cairan akan mengisi ruangan yang ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan ditekan keluar apabila geriginya bersatu lagi. Roda gigi itu dapat berupa gigi heliks-tunggal, heliks-ganda atau gigi lurus. Beberapa desain mempunyai lubang fluida yang radial pada rada gigi bebas dari bagian atas dan akar gerigi sampai ke lubang dalam</p> <p>roda gigi. Ini memungkinkan cairan melakukan jalan pintas (by-pass) dari satu gigi ke gigi lainnya, yaitu menghindarkan terjadinya</p> <p>tekanan berlebih yang akan membebani bantalan secara berlebihan dan menimbulkan kebisingan Gear pump bekerja dengan cara mengalirkan fluida melalui celahcelah antara gigi dengan dinding. Kemudian fluida dikeluarkan melalui saluran outlet karena sifat paasangan roda gigi yang selalu memiliki titik kontak. Suatu pasangan roda gigi secara ideal akan selalu memiliki satu titik kontak dengan pasangannya meskipun roda gigi tersebut berputar. Hal inilah yang dimanfaatkan oleh mekanisme gear pump untuk mengalirkan fluida. Dengan kata lain, secara ideal fluida tidak akan masuk melalui titik kontak pasangan roda gigi tersebut. Jika jumlah gigi semakin sedikit maka volume fluida yang dialirkan semakin besar karena rongga antara roda gigi dengan dinding semakin besar pula. Sedangkan untuk meningkatkan flowrate dapat dilakukan juga dengan meningkatkan rpm dari roda gigi tersebut. Pompa jenis ini tidak memeerlukan katup/valve seperti pada reciprocating pump sehingga loss dapat berkurang. Pompa roda gigi dalam dapat dipergunakan untuk memompa berbagai zat kimia dan polimer, minyak, asam, aplikasi hidrolik seperti lift, dll.</p> <p>Prinsip kerja dari pompa roda gigi luar adalah: Ketika pasangan roda gigi mulai berputar, daerah pada sisi isap membesar sehingga tekananya turun dan cairan masuk dan terjebak pada celah gigi ketika berputar. Cairan bergerak di celah antara gigi dan casing. Pasangan gigi mendorong cairan sehingga keluar pada sisi buang dengan tekanan. Pompa roda gigi-dalam (Internal-gear Pump)</p> <p>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. Prinsip kerja dari pompa roda gigi adalah : Cairan masuk sisi isap antara rotor dan idler. Arah anak panah menunjukkan arah aliran cairan.</p> <p>Cairan bergerak diantara celah antar gigi, bagian berbentuk bulan sabit berfungsi sebagai pemisah antara sisi isap dan sisi buang.</p> <p>Setelah rumah pompa hampir dipenuhi cairan, roda gigi membentuk susunan sedemikian sehingga daerah isap dan buang terpisah.</p> <p>Setelah daerah isap dan buang sepenuhnya terpisah cairan mulai keluar pada sisi buang.</p> <p>Pompa roda gigi dalam dapat dipergunakan untuk memompa minyak bumi, minyak pelumas, resin, polimer, alkohol, solven, aspal, bitumen, tar, cat, tinta, produk makanan seperti sirup, coklat, selai kacang,dll.</p> <p>iii.</p> <p>Pompa Cuping</p> <p>Pompa cuping (lobe pump) ini mirip dengan pompa jenis roda gigidalam hal aksinya dan mempunyai dua rotor Putaran rotor tadi diserempakkan oleh roda gigi-luarnya. Oleh karena cairan dialirkan dengan frekuensi yang lebih sedikit tetapi dalam jumlah yang lebih besar dari yang dialirkan oleh pompa rada gigi, maka aliran dari pompa jenis cuping ini akan sekonstan aliran roda gigi. Pompa lobe sama dengan pompa roda gigi luar, hanya saja pada pompa lobe tidak terjadi gesekan, sedangkan pada pompa roda gigi luar terjadi gesekan.</p> <p>Tersedia juga gabungan pompa-pompa roda gigi dan cuping. Pompa ini dapat dimodiflkasi lebih lanjut sesuai dengan yang diinginkan. Tidak jarang ditemukan nama-nama yang berbeda untuk jenis pompa ini walaupun secara prinsipnya menggunakan atau sama dengan pompa curing. Modifikasi-modifikasi yang dibuat tidaklah berbeda jauh dengan prinsip dasarnya hanya saja perlu disesuaikan dengan kondisi dan keadaannya terhadap apa dan untuk apa pompa tersebut diperbuat. iv. Pompa Sekrup Pompa sekrup ini mempunyai satu, dua, tiga sekrup yang berputar dalam rumah pompa yang diam. Tersedia sejumlah besar desain untuk</p> <p>berbagai 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 heliks terbuat dari karet keras atau lunak, tergantung pada cairan yang dipompakan. 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.</p> <p>Ada beberapa aplikasi dari pompa sekrup yang mencakup berbagai pasar: Utilitas pelayanan bahan bakar minyak, Industri Bahan bakar, jasa minyak pelumas, proses kimia, industri minyak dan minyak mentah, daya hidrolik, dan banyak lainnya (Fraser, et al , 1986.). Di bawah ini adalah beberapa situasi khas di mana pompa sekrup digunakan. Manfaat menggunakan pompa sekrup di masing-masing situasi dibahas (Cheremisinoff, et al.., 1992). Baku stasiun pengangkat kotoran : Dapat menangani berbagai influen limbah mentah, non-menyumbat, memerlukan perhatian kecil, tahan terhadap overloads motor, dan tidak terpengaruh dengan menjalankan kering</p> <p>-</p> <p>tanaman</p> <p>stasiun</p> <p>angkat</p> <p>air</p> <p>limbah :</p> <p>Digunakan</p> <p>untuk</p> <p>mengangkat limbah hingga 40 kaki dan memiliki-mengatur kapasitas angkat diri (Normal lift adalah 30 kaki, sedangkan lift tinggi 40 meter tingginya.) Regenerasi Lumpur Aktif : disintegrasi floc Little, debit nonturbulent ke saluran limbah, persyaratan tenaga kuda rendah, meningkatkan pengolahan lumpur aktif. Stormwater memompa : Apakah ideal karena kapasitas besar di head yang rendah, tidak ada penyaringan yang diperlukan Drainase Tanah : Digunakan untuk pengendalian banjir, dapat memompa volume besar air di atas tanggul. Jenis-jenis pompa screw ada tiga yaitu: Single Screw</p> <p>Pompa sekrup tunggal yang lebih dikenal sebagai sekrup Archimedean.Hal ini sangat besar; dimensi khas termasuk diameter 12 inci atau lebih, dan panjang sampai sekitar 50 kaki.Hal ini biasanya digunakan sebagai pompa air</p> <p>penggalangan dengan sekrup diatur pada sudut 30 derajat.Hal ini juga dapat digunakan untuk menangani cairan yang mengandung padatan dalam suspensi dengan baik angkat transportasi vertikal atau horizontal.Desain pompa sekrup tunggal memungkinkan sangat sedikit patahan partikel dan kerusakan abrasi sedikit pompa.Salah satu kelemahan adalah sebagian besar yang diperlukan untuk mencapai kapasitas yang tinggi karena kecepatan rotasi dari urutan 30-60 rpm (War, 1984) Intermeshing Screw Pompa</p> <p>Pompa sekrup intermeshing biasanya disebut pompa kakusekrup. Jenis pompa ini cocok untuk berbagai ukuran, dan dapat</p> <p>dijalankan pada kecepatan tinggi. Pompa sekrup yang lebih besar digunakan untuk menangani sebagian besar minyak dan cairan serupa. Jenis dasar yang paling cocok untuk menangani cairan yang bersih dengan kecepatan aliran rendah dan di kepala rendah (Berperang, 1984). Pompa sekrup eksentrik</p> <p>Pompa sekrup eksentrik adalah serbaguna. Hal ini mampu menangani berbagai cairan dan produk dengan efisiensi tinggi. Ini terdiri dari rolling bentuk rotor sekrup kaku dalam stator heliks tangguh internal dari karet keras atau lembut dengan gerakan agak eksentrik. Ia bisa menangani cairan kental, slurries, pasta, padat di suspensi, dan produk halus. Hal ini karena kecepatan aliran rendah melalui pompa (Berperang, 1984). Keuntungan dari menggunakan screw pump adalah: v. Cakupan arus dan tekanan yang luas Jangkauan viskositas cairan yang luas Variasi kapasitas built-in Kecepatan internal rendah Foaming yang rendah dll(Fraser, et al.,. 1986)</p> <p>Pompa Baling Pompa baling berayun (swinging-vane pump) mempunyai</p> <p>sederetan baling berayun yang akan keluar bila rotor berputar, menjebak cairan dan memaksanya keluar pipa buangan pompa. Pompa baling geser (slidding-vane pump) menggunakan baling-baling yang</p> <p>dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor berputar.</p> <p>vi.</p> <p>Pompa Blok Pompa blok kumparan mempunyai rotor bulat yang digerakkan dalam rumah pompa kosentrik. Di dalam roda tadi, balok kumparan dan piston saling berputar oleh eksentrik yang ditempatkan oleh pena bebas yang menghasilkan sedotan dari sisi buang. Pompa sambungan universal mempunyai poros tumpul di ujung bebas rotor yang didukung dalam lubang sekitar 30 derajat secara horisonta1. Ujung rotor lainnya tidak bergerak untuk menjalankan poros tadi. Apabila rotor tersebut berputar, maka empat pasang permukaan pelat akan terbuka dan tertutup untuk pompa empat bagian per...</p>