POMPA

POMPA

1.     Definisi Pompa

Pompa adalah suatu mesin yang menambahkan energi ke cairan dengan tujuan untuk meningkatkan tekanannya atau memindahkan cairan tersebut melalui pipa. Pompa adalah jenis mesin fluida yang digunakan untuk memindahkan fluida melalui pipa dari satu tempat ke tempat lain. Dalam menjalankan fungsinya tersebut, pompa mengubah energi gerak poros untuk menggerakkan sudut-sudut menjadi energi tekanan pada fluida.

2.     Jenis-jenis Pompa

Secara garis besar, pompa dapat dibagi menjadi 2 jenis yaitu :

      Pompa sentrifugal dan

      Pompa positive displacement.

v  Pompa Sentrifugal (Centrifugal Pump)

Pompa sentrifugal adalah suatu pompa yang memindahkan cairan dengan memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran impeler. Pompa sentrifugal mengubah enegi kecepatan menjadi energi tekanan. Ada juga yang menyebutnya sebagai mesin kecepatan karena semakin cepat putaran pompanya maka akan semakin tinggi tekanan (head) dihasilkan.

Ø  Cara kerja pompa sentrifugal :

Cairan masuk ke impeler dengan arah aksial melalui mata impeler (impeller eye) dan bergerak ke arah radial diantara sudu-sudu impeler (impeller vanes) hingga cairan tersebut keluar dari diameter luar impeler. Ketika cairan tersebut. meninggalkan impeler, cairan tersebut dikumpulkan didalam rumah pompa (casing). Salah satu desain casingdibentuk seperti spiral yang mengumpulkan cairan dari impeler dan mengarahkannya ke discharge nozzle. Discharge nozzle dibentuk seperti suatu kerucut sehingga kecepatan aliran yang tinggi dari impeler secara bertahap turun. Kerucut ini disebut difuser (diffuser). Pada waktu penurunan kecepatan di dalam diffuser, energi kecepatan pada aliran cairan diubah menjadi energi tekanan.

ü  Keuntungan dan kerugian pompa sentrifugal :

Keuntungannya :

• Merupakan jenis yang paling umum/ banyak digunakan
• Konstruksinya sederhana
• Operasinya andal
• Harganya murah
• Kapasitasnya besar
• Efisiensinya bagus
• Dapat digunakan untuk suhu tinggi

Kerugiannya :

• Cocok untuk cairan yang viskositasnya rendah
• Tidak self priming, walaupun dengan desain khusus dapat dibuat menjadi self priming
• Tidak cocok untuk kapasitas yang kecil
  
  

3. Klasifikasi Pompa
   
   

Menurut prinsip perubahan bentuk energi yang terjadi, pompa dibedakan menjadi :

1. Positive Displacement Pump

Disebut juga dengan pompa aksi positif. Energi mekanik dari putaran poros pompa dirubah menjadi energi tekanan untuk memompakan fluida. Pada pompa jenis ini dihasilkan head yang tinggi tetapi kapasitas yang dihasilkan rendah. Yang termasuk jenis pompa ini adalah :
a. Pompa rotari

Sebagai ganti pelewatan cairan pompa sentrifugal, pompa rotari akan merangkap cairan, mendorongnya melalui rumah pompa yang tertutup. Hampir sama dengan piston pompa torak akan tetapi tidak seperti pompa torak (piston), pompa rotari mengeluarkan cairan dengan aliran yang lancar (smooth).
Macam-macam pompa rotari :

• Pompa roda gigi luar

Pompa ini merupakan jenis pompa rotari yang paling sederhana. Apabila gerigi roda gigi berpisah pada sisi hisap, cairan akan mengisi ruangan yang ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan ditekan keluar apabila giginya bersatu lagi

Gambar 1 : Pompa roda gigi luar

• Pompa roda gigi dalam

Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam yang berpasangan dengan roda gigi kecil dengan penggigian luar yang bebas (idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan kembali ke sisi hisap pompa.

Gambar 2 : Lobe pump

• Pompa cuping (lobe pump)

Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal aksinya dan mempunyai 2 rotor atau lebih dengan 2,3,4 cuping atau lebih pada masing-masing rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan oleh roda gigi luarnya.

Gambar 3 : Lobe pump

• Pompa sekrup (screw pump)

Pompa ini mempunyai 1,2 atau 3 sekrup yang berputar di dalam rumah pompa yang diam. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di dalam sebuah stator atau lapisan heliks dalam (internal helix stator). Pompa 2 sekrup atau 3 sekrup masing-masing mempunyai satu atau dua sekrup bebas (idler).

Gambar 4 : Three-scrow pump

• Pompa baling geser (vane Pump)

Pompa ini menggunakan baling-baling yang dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor diputar. Cairan yang terjebak diantara 2 baling dibawa berputar dan dipaksa keluar dari sisi buang pompa.

Gambar 5 : Vane pump

b. Pompa Torak (Piston)

Pompa torak mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas selama pergerakan piston sepanjang langkahnya. Volume cairan yang dipindahkan selama 1 langkah piston akan sama dengan perkalian luas piston dengan panjang langkah.

Macam-macam pompa torak :
Menurut cara kerja

• Pompa torak kerja tunggal

Gambar 6 : Pompa kerja tunggal

• Pompa torak kerja ganda

Gambar 7 : Pompa kerja ganda

• Menurut jumlah silinder :

o Pompa torak silinder tunggal

Gambar 8 : Pompa torak silinder tunggal

o Pompa torak silinder ganda

a. Swashplate pump    b. Bent – axis pump
Gambar 9 : Pompa torak silinder ganda

2. Dynamic Pump / Sentrifugal Pump

Merupakan suatu pompa yang memiliki elemen utama sebuah motor dengan sudu impeler berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida masuk dipercepat oleh impeler yang menaikkan kecepatan fluida maupun tekanannya dan melemparkan keluar volut.

Prosesnya yaitu :
- Antara sudu impeller dan fluida
Energi mekanis alat penggerak diubah menjadi energi kinetik fluida
- Pada Volut
Fluida diarahkan kepipa tekan (buang), sebagian energi kinetik fluida diubah menjadi energi tekan.

Yang tergolong jenis pompa ini adalah :               
a. Pompa radial.

Fluida diisap pompa melalui sisi isap adalah akibat berputarnya impeler yang menghasilkan tekanan vakum pada sisi isap. Selanjutnya fluida yang telah terisap terlempar keluar impeler akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida itu sendiri. Dan selanjutnya ditampung oleh casing (rumah pompa) sebelum dibuang kesisi buang. Dalam hal ini ditinjau dari perubahan energi yang terjadi, yaitu : energi mekanis poros pompa diteruskan kesudu-sudu impeler, kemudian sudu tersebut memberikan gaya kinetik pada fluida.

Akibat gaya sentrifugal yang besar, fluida terlempar keluar mengisi rumah pompa dan didalam rumah pompa inilah energi kinetik fluida sebagian besar diubah menjadi energi tekan. Arah fluida masuk kedalam pompa sentrifugal dalam arah aksial dan keluar pompa dalam arah radial. Pompa sentrifugal biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head medium sampai tinggi dengan kapasitas aliran yang medium. Dalam aplikasinya pompa sentrifugal banyak digunakan untuk kebutuhan proses pengisian ketel dan pompa-pompa rumah tangga.

Gambar 10 : Pompa Sentrifugal

b. Pompa Aksial (Propeller)

Berputarnya impeler akan menghisap fluida yang dipompa dan menekannya kesisi tekan dalam arah aksial karena tolakan impeler. Pompa aksial biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head rendah dengan kapasitas aliran yang besar. Dalam aplikasinya pompa aksial banyak digunakan untuk keperluan pengairan.

Gambar 11 : Pompa aksial

c. Pompa Mixed Flow (Aliran campur)

Head yang dihasilkan pada pompa jenis ini sebagian adalah disebabkan oleh gaya sentrifugal dan sebagian lagi oleh tolakan impeler. Aliran buangnya sebagian radial dan sebagian lagi aksial, inilah sebabnya jenis pompa ini disebut pompa aliran campur.

Alat Penukar Panas HE ( Heat Exchanger)

Alat Penukar Panas HE ( Heat Exchanger)

Alat penukar panas atau Heat Exchanger (HE) adalah alat yang digunakan untuk memindahkan panas dari sistem ke sistem lain tanpa perpindahan massa dan bisa berfungsi sebagai pemanas maupun sebagai pendingin. Biasanya, medium pemanas dipakai adalah air yang dipanaskan sebagai fluida panas dan air biasa sebagai air pendingin (cooling water). Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar perpindahan panas antar fluida dapat berlangsung secara efisien. Pertukaran panas terjadi karena adanya kontak, baik antara fluida terdapat dinding yang memisahkannya maupun keduanya bercampur langsung (direct contact). Penukar panas sangat luas dipakai dalam industri seperti kilang minyak, pabrik kimia maupun petrokimia, industri gas alam, refrigerasi, pembangkit listrik. Salah satu contoh sederhana dari alat penukar panas adalah radiator mobil di mana cairan pendingin memindahkan panas mesin ke udara sekitar.

1. Tipe Aliran pada Alat Penukar Panas

Tipe aliran di dalam alat penukar panas ini ada 4 macam aliran yaitu :

Counter current flow (aliran berlawanan arah)

Paralel flow/co current flow (aliran searah)

Cross flow (aliran silang)

Cross counter flow (aliran silang berlawanan)

2. Jenis-jenis penukar panas

Jenis-jenis penukar panas antara lain :

Tubular Heat Exchanger

Plate Heat Exchanger

Shell and Tube Heat Exchanger

Jacketed Vessel

Ø  Shell and Tube

Jenis umum dari penukar panas, biasanya digunakan dalam kondisi tekanan relatif tinggi, yang terdiri dari sebuah selongsong yang didalamnya disusun suatu anulus dengan rangkaian tertentu (untuk mendapatkan luas permukaan yang optimal). Fluida mengalir di selongsong maupun di anulus sehingga terjadi perpindahan panas antar fluida dengan dinding anulus sebagai perantara. Beberapa jenis rangkaian anulus misalnya; triangular, segiempat, dll.

Ø  Jenis Plat

Contoh lainnya adalah penukar panas jenis plat. Alat jenis ini terdiri dari beberapa plat yang disusun dengan rangkaian tertentu, dan fluida mengalir diantaranya.

3. Tipe Design Heat Exchanger

·         End Design Model merupakan standard perhitungan HE dengan data seperti

persamaan diatas tanpa perubahan phase selama proses perhitungan

·         Weighted Design Model merupakan standard perhitungan HE bila terjadi proses

perubahan phase

·         Steady State Rating Model merupakan pengembangan dari End Design Model pada

kondisi tunak

·         Dynamic Rating Model diaplikasikan pada kondisi dynamic

KOMPRESSOR

KOMPRESSOR

Pemampat atau kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atau udara. tujuan meningkatkan tekanan dapat untuk mengalirkan atau kebutuhan proses dalam suatu system proses yang lebih besar (dapat system fisika maupun kimia contohnya pada pabrik-pabrik kimia untuk kebutuhan reaksi). Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis yaitu dinamik dan perpindahan positif. Kompresor adalah alat untuk memompa bahan pendingin (refrigeran) agar tetap bersirkulasi di dalam sistem. Fungsi dari kompresor adalah untuk menaikan tekanan dari uap refrigeran sehingga tekanan pada kondensor lebih tinggi dari evaporator yang menyebabkan kenaikan temperatur dari refrigeran. Kompresor dirancang dan diproduksi untuk dapat dipakai dalam jangka waktu yang lama, karena kompresor merupakan jantung utama dari sistem refrigerasi kompresi uap dan juga kapasitas refrigerasi. Suatu mesin refrigerasi tergantung pada kemampuan kompresor untuk memenuhi jumlah gas refrigeran yang perlu disirkulasikan. Kompresor berfungsi untuk menghisap uap refrigeran yang berasal dari evaporator dan menekannya ke kondenser sehingga tekanan dan temperaturnya akan meningkat ke suatu titik dimana uap akan mengembun pada temperatur media pengembun.

1.      JENIS – JENIS KOMPRESOR

Berdasarkan cara kompresi, ada lima jenis kompresor yang biasa digunakan pada sistem refrigerasi kompresi uap, yaitu:

·         Kompresor Torak (Reciprocating Compressor)

·          Kompresor Rotari (Rotary Compressor)

·         Kompresor Sentrifugal (Centrifugal Compressor) 

·          Kompresor Screw 

·          Kompresor Scroll

v  Kompresor dinamik

§  Kompresor Axial

v  Kompresor perpindahan positif (possitive displacement):

§  Kompresor Piston (Reciprocating Compresor)

§  Kompresor Piston Aksi Tunggal

§  Kompresor Piston Aksi Ganda

§  Kompresor Piston Diagfragma

v  Kompresor Putar

§  Kompresor Ulir Putar (Rotary Screw Compressor)

§  Lobe

§  Vane

§  Liquid Ring

§  Scroll

Sedangkan berdasarkan konstruksinya, ada tiga jenis kompresor yang biasa digunakan pada system refrigerasi kompresi uap, yaitu: 

1. Kompresor Hermetik 
2. Kompresor SemiHermetik 
3. Kompresor Open Type 

Kompresor yang digunakan adalah kompresor torak dengan 6 silinder. Keuntungan dari kompresor jenis ini ialah :

 
1. Konstruksi lebih kompak 
2. Kecil kemungkinannya terjadi kebocoran refrigeran 
3. Kapasitas besar

2. PENAMBAHAN UNIT PROSES COMPRESSOR

Compressor berfungsi untuk meningkatkan tekanan fluida.

Tahapan penambahan unit proses Compressor adalah:

• Tekan F4 hingga menampilkan Object Pallete
• Double Clik pada unit proses Compressor pada Object Pallete hingga

menampilkan property dari Compressor

• Isilah Unit Operation Compressor seperti dibawah ini

Tanda kuning dibagian bawah menginformasikan data yang kurang yaitu

energi yang dibutuhkan oleh kompressor (Duty). Data ini akan terlengkapi

secara otomatis nanti saat membentuk loop.