Apa itu Pompa Sentrifugal?

Pompa sentrifugal umumnya digunakan di berbagai industri untuk transportasi fluida. Pompa ini bekerja dengan mengubah energi rotasi menjadi energi kinetik, mendorong fluida melalui pompa. Pompa ini efisien, andal, dan cocok untuk berbagai aplikasi seperti penyediaan air, pengolahan air limbah, dan pemrosesan kimia.

Pompa sentrifugal adalah desain pompa yang paling umum digunakan dalam aplikasi pemompaan.

Digunakan di lebih dari dua pertiga aplikasi pemompaan, pompa ini terdiri dari kepala pompa yang berisi elemen-elemen kerja utama yang berputar untuk menghasilkan aliran dan tekanan ketika digerakkan oleh motor.

Bagaimana Cara Kerja Pompa Sentrifugal?

Kepala pompa terdiri dari beberapa bagian dan dalam bentuk paling sederhananya terdiri dari kepala pompa, poros, dan impeler. Motor yang terhubung ke kepala pompa memutar poros kepala pompa, yang selanjutnya memutar impeler.

Hal ini menyebabkan terciptanya ruang vakum di dalam kepala pompa, yang menarik fluida ke dalam casing. Gaya sentrifugal dari impeler yang berputar menyebabkan fluida terdorong ke luar casing, sehingga fluida dikeluarkan dari casing pompa melalui saluran keluar yang terletak di bagian atas casing pompa.

Keuntungan Pompa Sentrifugal

Ada 6 keuntungan menggunakan pompa sentrifugal:

• Aliran Halus – Aliran sentrifugal bersifat laminar dan tidak berdenyut sehingga mudah digunakan dengan flowmeter.
• Perawatan Rendah & Mudah dirawat – Karena desainnya yang sederhana dan tidak rumit, yang seringkali dirawat tanpa alat atau peralatan khusus.
• Efisien – Karena elemen internal bebas berputar, mereka sangat efisien saat menangani cairan dengan viskositas rendah.
• Serbaguna – Dapat dirancang untuk menangani berbagai macam cairan dan padatan dengan mengubah bahan bagian tertentu, atau desain impeller.
• Biaya Rendah – Karena desainnya yang sederhana dan ketersediaannya yang luas, pompa ini merupakan salah satu pompa dengan biaya awal terendah. Jika ditentukan dengan benar, pompa ini juga dapat memberikan biaya seumur hidup terendah untuk suatu aplikasi.
• Biaya Infrastruktur Rendah – Karena pompa sentrifugal dapat dijalankan pada katup tertutup untuk waktu yang singkat tanpa kerusakan, aksesori tambahan seperti katup pelepas tekanan dan perangkat lainnya tidak diperlukan.

Kerugian Pompa Sentrifugal

Ada 4 kelemahan utama pompa sentrifugal:

• Aliran Tidak Akurat – Karena aliran bervariasi tergantung pada beban dan tekanan balik, aliran dapat bervariasi secara signifikan jika tekanan balik lebih tinggi. Karena tidak ada perpindahan tetap per putaran seperti pada desain perpindahan positif, jumlah yang dipompa bervariasi.
• Penanganan Viskositas Terbatas – Pompa ini dirancang untuk cairan dengan viskositas rendah, dan jika cairan dipompa ke tempat yang viskositasnya berubah seiring dengan suhu, harus diperhatikan bahwa pada suhu terendah dan ketika cairan berada pada viskositas tertinggi, pompa dapat bekerja sesuai harapan.
• Penanganan Padatan & Abrasif Terbatas – Meskipun pompa sentrifugal dapat menangani padatan tersuspensi, karena kecepatan operasinya yang tinggi, pompa ini tidak selalu menjadi solusi terbaik dan paling hemat biaya. Beberapa pompa memerlukan lapisan karet untuk padatan abrasif, dan jika fluida memiliki densitas tinggi, teknologi pompa lain dapat bekerja lebih andal, pada kecepatan yang lebih rendah dengan perawatan yang lebih sedikit.
• Geser (Shearing) – Pompa sentrifugal beroperasi pada kecepatan tinggi sehingga tidak cocok untuk cairan yang sensitif terhadap geser seperti bir, susu, krim, atau cairan lain yang wujudnya dapat berubah jika diaduk.

Aplikasi Pompa Sentrifugal

Karena pompa sentrifugal dibatasi oleh viskositas fluida yang dapat ditanganinya, aplikasi yang paling efektif umumnya untuk penanganan cairan di bawah 600 cst, yang dapat bersih atau mengandung padatan.

Ini dapat mencakup berbagai aplikasi mulai dari pengosongan atau pembongkaran kontainer, pemindahan, dan sirkulasi cairan dengan viskositas rendah seperti Air, hingga minyak ringan, Glikol, Bahan Bakar, Bahan Kimia, atau bubur dengan viskositas rendah.

Jenis-jenis Pompa Sentrifugal

Ada berbagai jenis pompa sentrifugal yang tersedia tergantung pada cairan yang dipompa, aplikasi, aliran dan tekanan yang dibutuhkan dengan setiap desain dikonfigurasikan khusus untuk cairan, dan persyaratan aplikasi.

1. Single Stage

Pada pompa satu tahap (single stage), impeler tunggal berputar bersama poros pompa untuk menghasilkan aliran. Dalam desain ini, tekanan dibatasi hingga 150 m³/h, dengan laju aliran hingga sekitar 600 m³/h. Pompa ini dapat dispesifikasikan untuk aplikasi penanganan yang bersih atau padat.

Pompa sentrifugal satu tahap dapat dikonfigurasi sebagai kopling dekat, kopling panjang, atau vertikal, tergantung pada tugas dan persyaratan pemasangan.

2. Close Coupled

Desain pompa kopling tertutup (close coupled) memiliki motor yang secara langsung dikopel dengan kepala pompa, baik dengan memanfaatkan poros motor yang memanjang untuk memasang impeler, atau poros motor dan pompa yang dihubungkan melalui serangkaian sekrup pendek.

3. Long Coupled

Desain kopling panjang memiliki pompa yang terpasang dan sejajar sempurna pada pelat dasar, dengan poros motor dan poros pompa terhubung melalui kopling fleksibel atau kaku.

Desain ini lebih cocok untuk aplikasi tugas berat di mana pompa dapat beroperasi dalam waktu lama tanpa henti, atau pada aliran atau tekanan tinggi.

4. Multistage

Pada pompa multi tahap (multistage), beberapa impeler berputar di dalam bagian cincin yang disebut tahap, dengan setiap impeler menambah tekanan pada aliran penerima dari impeler sebelumnya.

Setiap impeler menghasilkan tekanan yang semakin tinggi (biasanya hingga 1000 m³/h) dengan aliran sedang (hingga 1000 m³/h).

Pompa ini paling cocok untuk fluida bersih, tanpa padatan, kecuali jika ukurannya cukup besar untuk menampung partikel apa pun.

5. Side Channel

Pompa saluran samping (side channel) adalah desain pompa hibrida yang menyerupai pompa multi tahap (multistage) dengan beberapa impeler. Namun, pompa ini memiliki pemancing otomatis dan dapat menangani gas yang terperangkap, sehingga cocok untuk bahan bakar cair dan aplikasi dengan tekanan masuk yang sangat rendah (NPSHa) dan suhu rendah.

Pompa ini digunakan untuk tekanan tinggi (hingga 400 m) dan laju aliran rendah (<42 m³/h) serta cocok untuk fluida bersih atau yang hanya mengandung gas, tidak mengandung padatan atau partikel abrasif.

6. Self Priming

Pompa sentrifugal tidak dapat melakukan pemancingan sendiri (self priming) – yaitu mengangkat air dari tangki yang terletak di bawah saluran masuk pompa, tanpa perangkat tambahan seperti katup satu arah pada pipa masuk.

Pompa Pemancingan Sendiri mampu menarik air dari tangki, atau badan air yang terletak di bawah saluran masuk, tanpa katup tambahan, serta menangani udara yang terperangkap.

Setelah casing terisi air pada penggunaan pertama, casing mulai melakukan pemancingan dengan menggunakan fluida yang terdapat di kepala pompa untuk menciptakan vakum, mengeluarkan udara yang terdapat di pipa masuk, hingga fluida memasuki kepala pompa. Pada titik ini, pompa mulai berfungsi seperti pompa sentrifugal biasa.

Pompa ini biasanya kurang efisien dibandingkan pompa sentrifugal atau pompa multitahap, tetapi dapat menangani padatan tanpa masalah. Laju aliran maksimum sekitar 700 m³/h, dan tinggi tekan 150 m.

7. Magnetic Drive

Pompa penggerak magnet memiliki desain kepala pompa yang berbeda dengan pompa tradisional.

Biasanya, poros pompa keluar dari kepala pompa melalui lubang belakang yang disegel oleh segel mekanis. Pompa penggerak magnet memastikan kepala pompa tertutup rapat, dengan pompa diputar oleh serangkaian magnet di dalam kepala pompa (magnet penggerak) dan digerakkan secara eksternal oleh motor (magnet penggerak). Artinya, semua fluida tertahan di dalam kepala pompa karena tidak ada segel yang memungkinkan fluida bocor dari bagian belakang casing.

Namun, terdapat cincin-O (O-ring) pada casing, karena bagian ini tidak bersentuhan dengan bagian yang berputar, sehingga pompa disebut tanpa segel.

8. Split Casing

Pompa casing terpisah, juga dikenal sebagai pompa hisap ganda, memiliki impeler yang dirancang untuk menghasilkan aliran bervolume tinggi.

Hal ini disebabkan oleh desain impeler yang saling membelakangi, di mana desainnya berfungsi seperti dua impeler yang disatukan, terpasang di dalam volute ganda.

Pompa ini dirancang untuk mengalirkan aliran hingga 6000 m³/h dan head kurang dari 200 n cairan dengan viskositas rendah.

9. Submersible / Borehole

Desain submersible cocok untuk terendam dalam fluida yang digunakan untuk mendinginkan motor, dengan desain lubang bor yang dirancang untuk dipasang di dalam lubang bor sempit yang dibor untuk mengekstraksi air dari bawah tanah. Desain ini juga dapat digunakan di perairan yang luas, dan dengan selubung pendingin terpasang, dapat dipasang secara horizontal.

Desain ini menghasilkan aliran sedang (hingga 350 m³/h) pada tekanan tinggi hingga 650 m dan cocok untuk fluida bersih dan padat, dengan aplikasi yang paling umum adalah pemindahan limbah.

10. Vertical Immersion / Immersed / Cantilever

Pompa imersi, pompa imersi vertikal, atau pompa kantilever adalah desain di mana kepala pompa terendam dalam fluida dengan motor yang menonjol keluar dari fluida. Kepala pompa dapat berisi satu impeler dan berdesain satu tahap, atau berisi beberapa impeler dan berdesain multitahap.

Desain ini lebih kokoh daripada pompa submersible karena motornya terletak di luar fluida sehingga tidak rentan terhadap gangguan fluida dan lebih mudah dirawat.

Karena kepala pompa dapat dikonfigurasi dengan satu atau beberapa impeler, pompa ini dapat mencapai laju aliran tinggi hingga 8000 m³/h, dan tekanan 220 m.

11. Pump as Turbine – Reverse Rotation

Pompa sebagai Turbin (PAT) adalah kemajuan teknologi pompa yang memungkinkan pompa digunakan sebagai turbin untuk menghasilkan daya, dengan mengoperasikannya dalam mode terbalik. Hal ini didorong oleh sumber aliran dan tekanan berlebih yang dapat berasal dari tekanan berlebih dalam pipa, di mana katup pengurang tekanan biasanya digunakan untuk mengurangi tekanan tinggi, baik akibat proses, maupun karena perubahan ketinggian pipa di daerah pegunungan.

Centrifugal Affinity Law

Hukum afinitas pompa adalah serangkaian rumus yang digunakan untuk menentukan kinerja pompa saat terjadi perubahan seperti kecepatan, atau diameter impeller untuk memprediksi aliran dan tekanan yang dihasilkan dengan akurasi tinggi.

Terdapat 3 hukum afinitas:

1. Aliran sebanding dengan kecepatan poros atau diameter impeler

Ketika kecepatan poros atau diameter impeler diubah, aliran akan berubah dengan jumlah yang sama. Jika kecepatan pompa dikurangi 20%, aliran pada head yang sama juga akan berkurang 20%.

2. Tekanan yang dihasilkan sebanding dengan kuadrat kecepatan poros atau diameter impeler

Ketika diameter impeler diubah atau kecepatan poros diubah, tekanan berubah sebanding dengan kuadrat perubahan kecepatan poros atau diameter impeler. Jika kecepatan poros meningkat 10%, maka tekanan pada aliran yang sama akan meningkat 21%.

3. Daya sebanding dengan pangkat tiga kecepatan poros atau diameter impeler

Jika kecepatan poros meningkat 10%, maka karena daya sebanding dengan pangkat tiga kecepatan poros, tekanan akan meningkat 33,3%.

Aliran Kontinu Minimum Aman

Aliran Aman Kontinu Minimum (MMA) adalah jumlah aliran minimum yang dapat dilakukan pompa sentrifugal tanpa mengalami masalah seperti kavitasi atau keausan berlebih.

Angka ini sering digunakan untuk merancang kecepatan operasi dan pengaturan katup kontrol bypass dalam proses di mana pompa dapat beroperasi terus-menerus seperti aplikasi pengisian boiler, pendinginan, atau pelumasan.

Apabila anda bingung memilih jenis pompa apa yang cocok untuk kebutuhan aliran fluida untuk project atau pengembangan dari yang sudah ada. Hubungi kami untuk mengetahui bagaimana kami dapat membantu.