Top Banner
BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Pompa Rotary Pompa rotari adalah termasuk pompa perpindahan positif yang komponen pemompanya berputar (rotary), seperti lobe, roda gigi, ulir,vanes, roller. Carakerjanya 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. B. Jenis-jenis Pompa Rotary Secara umum jenis-jenis pompa rotary antara lain: 1. 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. Perputaran paras menyebabkan eksentrik menjebak cairan di dalam rumah pompa. Apabila putaran 3
18

Pompa Rotari

Nov 14, 2015

Download

Documents

Deny

teknik
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

BAB IIPEMBAHASAN

A. Pengertian Pompa RotaryPompa rotari adalah termasuk pompa perpindahan positif yang komponen pemompanya berputar (rotary), seperti lobe, roda gigi, ulir,vanes, roller. Carakerjanya 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.

B. Jenis-jenis Pompa RotarySecara umum jenis-jenis pompa rotary antara lain: 1. 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. 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 Pompa Kam dan Piston2. Pompa Roda Gigi Pompa ini terdiri atas : a. Pompa roda gigi-luar (External-gear Pump) 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 roda gigi. Ini memungkinkan cairan melakukan jalan pintas (by-pass) dari satu gigi ke gigi lainnya, yaitu menghindarkan terjadinya tekanan berlebih yang akan membebani bantalan secara berlebihan dan menimbulkan kebisingan

Gambar. Pompa roda gigi luar (eksternal gear)b. 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.

Gambar. Pompa roda gigi dalam (internal gear)

Gamnbar. Aliran fluida dalam internal gear pump

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 baik.Pompa dengan penggigian dalam dapat digunakan untuk memompa zat cair yang mempunyai kekentalan (viskositas) tinggi, seperti tetes, sirop, dan cat.

3. Pompa Cuping (lobe)Pompa cuping (lobe pump) ini mirip dengan pompa jenis roda gigi-dalam 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. Tersedia juga gabungan pompa-pompa roda gigi dan cuping.

Gambar Pompa rotari dua lobe dan tiga lobe

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.

Gambar alian fluida dalam pompa lobePompa lobe dapat digunakan untuk memompa cairan yang kental (viskositasnya tinggi) dan mengandung padatan. Pemilihan dua rotor lobe atau tiga rotor lobe didasarkan atas ukuran padatan yang terkandung dalam cairan, kekentalan cairan, dan kontinyuitas aliran. Dua rotor lobe cocok digunakan untuk cairan kental, ukuran padatan yang relatif kasar dengan kontinyuitas kecepatan aliran yang tidak halus.

4. Pompa ScrewPompa sekrup ini mempunyai satu, dua, tiga sekrup yang berputar dalam rumah pompa yang diam. Tersedia sejumlah besar desain untuk berbagi penggunaan. Pomp 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.

screw tunggal

dua screw

tiga screwSama 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.5. Pompa VanePompa vane, rotornya berupa elemen berputar yang dipasang eksentrik dengan rumah pompa. Pada keliling rotor terdapat alur-alur yang diisi bilah-bilah sudu yang dapat bergerak bebas. Ketika rotor diputar sudu-sudu bergerak dalam arah radial akibat gaya sentrifugal, sehingga salah satu ujung sudu selalu kontak dengan permukaan dalam rumah pompa membentuk sekat-sekat ruangan di dalam pompa.

Gambar Pompa Vane

Pompa vane mempunyai deretan baling berayun yang akan keluar bila rotor berputar, menjebak cairan dan memaksanya keluar pipa buangan pompa. Pompa baling geser (sliding-vane pump) menggunakan baling-baling yang dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor berputar.

C. Prinsip Kerja Pompa RotaryPompa 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 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.4. Setelah daerah isap dan buang sepenuhnya terpisah cairan mulai keluar pada sisi buang.D. Komponen Pompa Rotary1. Pompa rotary lobe

Keterangan:a. Quick-release coverMerupakan pintu masuk pompab. Axial and radialcasing protectionMerupakan pelindung seperti gasket yang terbuat dari bahan stainless steel, plastik, atau keramikc. RotorMerupakan pelapis untuk rotor terbuat dari berbagai elastomer, plastik, logam padat atau stainless steel tergantung pada kebutuhan.d. Shaft sealsSeal atau segel yang terbuat dari bahan elastomer atau teroplastik baik dinamis maupun statis terhadap poros. Shaft seal terletak pada permukaan poros dengan beban radiale. Medium unwetted shaftMerupakan poros pembawa pompaf. Quench and control chamberMerupakan tempat control cairan yang terletak di dalam pompa untuk keselamatan pompa.g. Casing in block designMerupakan casing pompa dengan bantalan yang kokoh dan roda gigi. Terbuat dari bahan besi cor kelabu, besi ulet, stainless steel.h. Carrier and timing gear2. Pompa Screw

3. Pompa Roda Gigi (Luar)

4. Pompa Vane

E. Kelebihan dan Kekurangan Pompa Rotary1. Kelebihan pompa rotari adalah:a. Ukuran keseluruhan lebih kecil sehingga lebih ringan.b. Aliran zat cair yang dihasilkanuniform.c. Dapat bekerja dengan putaran tinggi sehingga dapat dihubungkan dengan tenaga penggeraknya.d. Tekanan yang dihasilkan dapat cukup tinggi.e. Dapat bekerja pada pengisapan kering.f. Dapat bekerja dengan berbagai posisi.g. 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 bercampur zat padat.b. Karena sifat alaminya makaclearenceantara 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.

F. Parameter Pompa RotaryParameter dalam pompa antara lain :a. Head (H)Head adalah energi angkat atau dapat digunakan sebagai perbandingan antara suatu energi pompa per satuan berat fluida. Pengukuran dilakukan dengan mengukur beda tekanan antara pipa isap dengan pipa tekan, satuannya adalah meter. b. Kapasitas (Q), sayuannya adalah m3/s. Kapasitas adalah jumlah fluida yang dialirkan persatuan waktu. c. Putaran (n), satuan rpm Putaran adalah dinyatakan dalam rpm dan diukur dengan tachometer. d. Daya (P), satuan Watt Daya dibedakan atas 2 macam, yaitu daya dengan poros yang diberikan motor listrik dan daya air yang dihasilkan pompa. e. Momen Puntir (T), satuan N/m.Momen puntir diukur dengan memakai motor listrik arus searah, dilengkapi dengan pengukur momen. f. Efisiensi (), satuan % Efisiensi pompa adalah perbandingan antara daya air yang dihasilkan pompa dengan daya poros dari motor listrik.1) Efisiensi volumetris, memperhitungkan losis akibat resirkulasi pada ring, bush, dan lain-lain.2) Efisiensi mekanis, memperhitungkan losis akibat gesekan pada seal, packing gland, bantalan, dan lain-lain.Perhitungan pada pompa rotary :1. Menghitung daya pompaP=(Qht )/(6075)Keterangan:P = Daya (Hp)Q = debit (liter/menit)Ht = head total (meter) = massa jenis air ( Kg/m3 )

Contoh soal :Jika diketahui Q = 10 liter/menit h isap = 7 meter dan h tekan = 15 meter massa jenis air = 1kg/dm3 . Tentukan daya pompa!Jawab :P=(10(7+15)1 )/(6075)P=(130 )/(6075)P = 0,0282. Head H = v2/2gKeterangan: V =kecepatan keliling sudu (m/det)H=head (mka)

3. Kapasitas (C)Q = (m3/detik)Qe = vxQKeterangan:Q = kapasitas pompa (m3/detik)Qe = kapasitas efektif pompa (m3/detik)D =Diameter Plunger (m)S = Langkah gerak plunger (m)n = putaran mesin penggerak (rpm) = efisiensi (%)4. Tekanan total Pt = F/A Pt>.g.(H+HI)Keterangan:Pt= tekanan pompa (N/m2)F gaya dorong batang plunger (N)A = luas penampang plunger (m2)H= Head tekan/tinggi pemindahan fluida (N/m2)HI= kerugian tinggi angkat total (N/m2)5. Momen Puntir (T)Besar momen puntir yang terjadi pada poros penghubung pompa, dapat menggunakan pendekatan analisis persamaan:T = P / nKeterangan:T = Momen Puntir pada porosP = Daya pada pompan = Putaran pada poros pompa6. Perencanaan dasarTenaga penggerak pompa Np = (watt)Tenaga pompa N = .g.Hman. Q (watt)2Tenaga 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/7. Efisiensi

G. Aplikasi Pompa RotaryDalam kehidupan sehari-hari penggunaan pompa rotari dalam kita lihat pada mekanisme pelumasan sepeda motor. Pada mekanisme pelumasan sepeda motor,jenis pompa rotari yang di gunakan untuk pompa oli adalah pompa jenis Internal-gear Pump, salah satu contohnya adalah pada pompa oli milik honda GL series. Berikut ini adalah beberapa aplikasi pompa rotary berdasarkan jenisnya :1. Pompa Pistona. Penyuplaian minyak dan gasb. Teknologi pengedockan di industry Kapalc. Water Supplyd. Boiler feed pump2. Pompa Roda Gigia. External gear pump1) Mengalirkan berbagai macam oli bahan bakar2) Mengalirkan minyak pelumas3) Mengukur jumlah aditif yang dicampurkan pada bahan kimia4) Mencampur dan mengaduk bahan kimia5) Sistem hidrolik pada industri dan mobilb. Internal gear pump1) Berbagai macam oli bahan bakar dan pelumas2) Food product seperti sirup, coklat atau peanut butter3) Alkohol dan solvent4) Aspal, bitumen dan tar5) Polyurethane foam6) Cat, tinta dan pigmen3. Pompa Cuping(lobe)a. Industri makanan :Coklat, sirup, saos, selai, kue, agar-agarb. Produk harian :Susu, yoghurt, margarine, minyak, krim, kejuc. Industri minuman :Bir, anggur, alcohol, jus, air mineral, ragid. Industri kimia dan kertas :Asam, alkali, sabun, cat, resin, pelumas, solvent, lem, lateke. Industri Farmasi :Serum, pasta gigi, vaksin, antibiotic, lotion, sampo, sabun4. Pompa Ulir (Screw)a. Mengalirkan minyak pelumasb. Mengalirkan gasc. Pabrik Kimia5. PompaVanea. Sering digunakan sebagai pompa vakumb. Aerosol dan propelanc. Transfer bahan bakard. Alkohole. Pelarutf. Pendinginan Freon, Amonia3