Sekilas Tentang Pompa

Pompa merupakan peralatan konversi energi yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan fluida cair untuk dapat mengalirkan fluida cair tersebut dari suatu tempat ke tempat lain. Tekanan yang dapat ditingkatkan oleh pompa dapat bervariasi sesuai kapasitasnya. Tekanan merupakan parameter desain yang sama pentingnya dengan data laju aliran fluida yang mampu dialirkan. Pada tahun 1842 oleh Ewbank, bentuk desain awal pompa digunakan untuk mengambil air dari sumur dan waduk. Berdasarkan cerita dari seorang mantan tentara Brazil yang juga sejarawan di bidang sains, pompa sentrifugal pertama kali diciptakan oleh Francesco di Giorgio Martini untuk dipakai sebagai mesin pengangkat lumpur.

Secara umum, pompa diklasifikasikan berdasarkan prinsip kerjanya menjadi dua jenis yaitu pompa dinamik dan pompa displacement. Pompa dinamik menggunakan prinsip bahwa penambahan tekanan pada filuida dilakukan dengan menambah energi kinetik (gerak) pada fluida tersebut sehingga terbentuk energi potensi agar aliran fluida bisa terjadi. Perubahan energi terjadi pada impeller dan atau volute. Untuk pompa displacement, penambahan tekanan pada fluida dilakukan dengan mengkompresi fluida cair yang notabene merupakan fluida yang tidak kompresibel sehingga menambah energi potensial fluida agar bisa mengalir (maaf kalau sedikit membingungkan, hehe...:D).
Pompa displacement dan pompa dinamik yang sering diaplikasikan di dunia industri masing-masing terdiri dari berbagai jenis dan kategori berdasarkan fungsi dan kapasitasnya.

Dasar Kerja Pompa

Pompa pada umumnya bekerja menggunakan prinsip Bernoulli, yaitu energi total dari suatu fluida merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. Secara sederhana prinsip kerja dari pompa digambarkan pada skema berikut :

Energi listrik dari motor/engine dirubah menjadi energi kinetik (kecepatan putaran)  pada impeller lalu ke tekanan fluida yang akan dipompa. Perubahan energi terjadi di impeller dan volute. Impeller merupakan komponen yang berotasi yang mengkorversi energi putaran menjadi energi kinetik. Volute merupakan komponen diam yang merubah energi kinetik menjadi energi potensial dalam bentuk tekanan fluida.

Persamaan Bernoulli yg diterapkan pada fluida yang tidak terkompresi (incompressible fluid) adalah sebagai berikut:

di mana:

v = kecepatan fluida

g = percepatan gravitasi bumi

h = ketinggian relatif terhadap suatu referensi

p = tekanan fluida

ρ = densitas fluida

Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-termampatkan dengan asumsi-asumsi sebagai berikut:

• Aliran bersifat tunak (steady state)
• Tidak terdapat gesekan (inviscid)

Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat dituliskan sebagai berikut:

 



Jadi, melalui beberapa langkah penurunan persamaan bernoulli dan hubungannya dengan energi kinetik yang dihasilkan dalam bentuk kecepatan aliran keluar, besar energi  (umumnya dalam besaran head) yang dibutuhkan untuk mengalirkan fluida cair atau fluida gas mach rendah adalah sebagai berikut:

h = (p₂ - p₁)/(ρ  g) + v₂²/(2 g)

dimana :

h   = Total head yang dibangkitkan,m
p₂ = tekanan keluaran (outlet pompa), N/m²
p₁ =  tekanan masuk (inlet pompa), N/m²
ρ  =   massa jenis fluida, kg/m³
g  =  percepatan gravitas (9.81),  m/s²
v₂ = kecepatan aliran keluar (di outlet), m/s

Mengenai pemilihan kapasitas dan jenis pompa akan dibahas pada artikel selanjutnya.

Sumber Pustaka :

1. http://id.wikipedia.org/wiki/Prinsip_Bernoulli 
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_pump 
3. Igor Karassik, Pump Handbook