Makalah Operasi Teknik Kimia Transportasi Fluida Pompa Ulir “ Screw Pump”
Disusun Oleh :
No. Pokok :
1. Asep Nurdiansyah
2017710450169
2. Fani Setianingsih
2017710450122
3. Hadi Susanto
2017710450137
4. Nur Cahyaningtyas
2017710450128
Program Studi Lanjutan S1 Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri Universitas Jayabaya 2017 0
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ........................................................................................................ 1 BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 2 1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 2 1.2 Rumusan Masalah ................................................................................. 3 1.3 Manfaat Penulisan ................................................................................. 3
BAB II PEMBAHASAN ........................................................................................ 4 2.1 Pengertian dan Karakteristik Pompa Ulir ( Screw Pump) ........................4 2.2 Prinsip Kerja Pompa Ulir (Screw Pump) ................................................5 2.3 Bagian – bagian Pompa Ulir (Screw Pump) ...........................................6 2.4 Tipe dan Spesifikasi Pompa Ulir ( Screw Pump) ..................................... 6 2.5 Kelebihan dan Kekurangan Pompa Ulir ( Screw Pump) ..........................9 2.6 Aplikasi dan Manfaat Pompa Ulir ( Screw Pump) ................................... 10 2.7 Perhitungan pada Pompa Ulir ( Screw Pump) ........................................ 10 2.8 Perkembangan Pompa Ulir (Screw Pump) ...........................................13
BAB III PENUTUP ............................................................................................... 15 3.1 Kesimpulan ........................................................................................... 15
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 16
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Sebuah pompa merupakan pesawat angkut yang bertujuan antara lain memindahkan fluida. Pompa secara sederhana didefinisikan sebaga alat transportasi fluida atau dapat diartikan alat yang dapat menaikkan atau menggerakkan zat alir atau komponen yang digunakan untuk menghisap atau mengeluarkan fluida. jadi, jika fluidanya tidak cair maka belum tentu pompa bisa melakukannya.
Ditinjau dari
penggunaannya maka pompa harus mampu mengalirkan fluida dari tekanan statis rendah ke tekanan statis tinggi untuk mengatasi perbedaan tekanan ini maka diperlukan tenaga (energi). (Earle 1983) Earle R.L. 1983. Unit Operation in Food Processing 2nd Edition. Pergamon Press. Oxford. Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran. Pompa dibagi menjadi dua yaitu pertama dinamik yang terbagi menjadi sentrifugal, aksial dan pengaruh khusus dan kedua perpindahan positif yang terbagi menjadi dua rotary dan piston. Dalam aplikasi kehidupan sehari-hari banyak sekali aplikasi yang berkaitan dengan pompa. Contoh pompa yang di temui dalam kehidupan sehari-hari antara lain pompa air, pompa diesel, pompa hydram, pompa bahan bakar dan lain-lain. Dari sekian banyak pompa yang ada tentunya mempunyai prinsip kerja dan kegunaan yang berbeda-beda, walaupun pada akhirnya pompa adalah alat yang di gunakan untuk memberikan tekanan yang tinggi pada fluida. Teknologi sekarang sudah jauh berkembang dimana mulai diperkenalkan pompa yang multo fasa yang dapat memompakan pompa fluidacair dan gas. namun dalam tulisan ini akan dibahas tentang pompa yang mengalirkan fluida cair, dan topiknya dipersempit untuk yang berjenis pompa ulir ( Screw Pump).
2
1.2 Rumusan Masalah 1. Apakah pengertian dan karakteristik dari Pompa Ulir (Screw Pump)? 2. Bagaimana prinsip kerja Pompa Ulir (Screw Pump)? 3. Apakah bagian-bagian Pompa Ulir (Screw Pump)? 4. Apa saja tipe Pompa Ulir (Screw Pump)? 5. Apa kelebihan dan kekurangan dari Pompa Ulir (Screw Pump)? 6. Apa aplikasi dan manfaat di industri dari Pompa Ulir (Screw Pump)? 7. Apa saja perhitungan yang ada pada Pompa Ulir (Screw Pump)? 8. Bagaimana perkembangan dari Pompa Ulir (Screw Pump)?
1.3 Manfaat Kepenulisan 1. Untuk mengetahui Pompa Ulir (Screw Pump). 2. Untuk mengetahui prinsip kerja Pompa Ulir (Screw Pump). 3. Untuk mengetahui bagian-bagian Pompa Ulir (Screw Pump). 4. Untuk mengetahui tipe Pompa Ulir (Screw Pump). 5. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan Pompa Ulir (Screw Pump). 6. Untuk mengetahui aplikasidan manfaat di industri dari Pompa Ulir (Screw Pump). 7. Untuk mengetahui perhitungan yang ada pada Pompa Ulir (Screw Pump). 8. Untuk mengetahui aplikasi pengembangan dari Pompa Ulir ( Screw Pump).
3
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengertian dan Karakteristik Pompa Ulir ( S cr ew Pump) Pompa ulir digunakan untuk menangani cairan yang mempunyaiviskoditas tinggi, heterogen, sensitive terhadap geseran dan cairan yang mudah berbusa.
Gambar Pompa ulir Pompa ulir terdiri atas sebuah helical metallic rotor yang berputar didalam elastic helical stator . Rotor terbuat dari hardened steel yang dikerjakan secara sangat presisi, sedangkan stator terbuat dari injection-moulded elastomer yang tahan abrasi. Bentuk dan dimensi dari kedua bagian ini didesain sedemikian rupa sehingga terbentuk rangkaian ganda ruangan yang tersegel (rongga) ketika rotor bekerja pada stator. Rongga tersebut berjalan secara axial dari bagian inlet ke bagian outlet pompa sambil membawa cairan. Karakteristik dari pompa ulir antara lain :
Putaran adalah dinyatakan dalam rpm dan diukur dengan tachometer.
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.
Kapasitas adalah jumlah fluida yang dialirkan persatuan waktu.
Daya dibedakan atas 2 macam, yaitu daya dengan poros yang diberikan motor listrik dan daya air yang dihasilkan pompa.
Momen Puntir diukur dengan memakai motor listrik arus searah, dilengkapi dengan pengukur momen.
Efisiensi
pompa adalah perbandingan antara daya air yang dihasilkan pompa
dengan daya poros dari motor listrik. 4
2.2 Bagian-bagian Pompa Ulir ( S cr ew Pump ) Bagian-bagian dari pompa ulir sebagai berikut: 1. Driving shaft Adalah poros yang menggerakkan screw. 2. Pumping screw Adalah komponen inti dari pompa yang berupa ulir untuk menimbulkan tekanan terhadap fluida yang dipompakan. 3. Suction Adalah daerah hisap atau saluran masuknya fluida akih\bat gya hisap yang ditimbulkan dari putaran screw atau ulir. 4. Timing gears Adalah roda gigi yang mengatur timing atau cepat lambatnya putaran screw atau ulir.
Gambar Komponen Pompa Screw
5
Gambar Bagian-bagian Pompa Screw
2.3 Prinsip Kerja Pompa Ulir ( S cr ew Pump ) Pada pompa ulir, zat cair masuk pada lubang isap, kemudian akan ditekan di ulir yang mempunyai bentuk khusus. Dengan bentuk ulir tersebut, zat cair akan masuk di ruang antara ulir-ulir, ketika ulir berputar, zat cair terdorong kearah kanan kemudian keluar pada lubang buang.
Gambar Cara KerjaPompaUlir Oleh gerak putar poros ulir zat cair akan mengalir dalam arah aksial. Pompa jenis ini hanya dapat digunakan untuk tekanan pada saluran kempa lebih rendah dari tekanan pada saluran isap dan bila zat cair yang dipompa mempunyai kekentalan tinggi. Pada keadaan kering pompa ini tidak dapat mengisap sendiri, sehingga sebelum digunakan pompa ini harus terisi cairan yang akan dipompa (dipancing).
2.4 Tipe dan Spesifikasi Pompa Ulir Berdasakan jumlah ulir atau sekrupnya, screw pump dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:
6
Twin S crew Pump Pompa sekrup Twin (screw ganda) menjamin operasi yang handal dan usia
pakai yang panjang karena melalui pompa jenis perpindahan positif, namun elemen berputar tidak menghubungi satu sama lain dalam cair dan tidak memiliki bahaya dengan tongkat. Dan sekrup memungkinkan untuk setiap kombinasi pasangan sekrup sesuai dengan arah putaran yang diperlukan dan arah debit pada poros standar. Selanjutnya, konstruksi ini memungkinkan setiap kombinasi matrial. Kegunaannya untuk semua cairan baik visckositas rendah maupun viskositas tinggi.
Gambar Twin Screw Pump Kelebihan: a. Netral atau agresif b. Untuk semua jenis cairan c. Tidak ada aliran berdenyut d. High suctio e. Tidak ada kontak antara elemen berputar.
Three S pindle S crew Pump Memiliki kelebihan yaitu efisiensi operasional yang tinggi, cara kerja yang baik
dan kuat. aplikasi dari pompa ini adalah untuk pemindahan minyak karena tekanan dan efisiensi yang tinggi, untuk Volume besar minyak pelumas dan bahan bakar minyak pengalihan karena kapasitas besar, efisiensi maksimal dan tinggi, untuk pengumpanan minyak pelumas untuk pompa turbin dan air, dengan tersedianya kopling langsung dan 7
beroperasi dalam kecepatan tinggi. Konstruksi sederhana, hanya satu rotor yang berputar dan dua rotor diam.
Gambar Three Spindle Screw Pump
S ing le S cr ew Pump Pompa ini mempunyai kinarja yang cukup baik untuk formal dan viskositas
tinggi. Dlama kapasitas yang stabil , aplikasi penggunaan yang baik sebagai oemindah pasokan air, limbah dan lumpur. Hal ini sesuai dengan spesifikasi yang luas yang sesuai yang sesuai untuk penggunaannya. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di dalam sebuah stator atau lapisan (linier) heliks-dalam (internalhelix-stator). Rotor terbuat dari logam sedangkan heliks terbuat dari karet keras atau lunak, tergantung pada cairan yang dipompakan.
Gambar Single Screw Pump Pompa ini mempunyai Kinerja yang cukup baik untuk formal dan viskositas tinggi. Dalam kapasitas yang stabil, aplikasi penggunaan yang baik sebagai pemindah 8
pasokan air, limbah, lumpur. Hal ini sesuai dengan spesifikasi yang luas yang sesuai untuk penggunaannya. Daya Hisap Tinggi sampai dengan 8,5m dan self primingnya kuat. bisa menangani benda padat berisi cairan (Max. 50mmφ), serat flock dan sebagainya tanpa merusak benda tersebut. Seperti pompa perpindahan positif, kapasitas berbanding lurus dengan kecepatan tanpa dipengaruhi oleh tekanan pengiriman. Pompa ini bekerja tanpa denyutan atau turbulens. Hal ini dapat menangani viskositas tinggi dan kepadatan cair. 200.000 ps merupakan viskositas maksimum dan dengan kandungan air 50% tetapi tergantung pada materialnya. bantalan ditempatkan eksternal, agar cairan tidak terkontaminasi. Arah aliran fluida dapat diubah. Konstruksi sederhana dengan beberapa bagian. Beragam bahan dari bagian komponen memungkinkan untuk menangani semua jenis cairan, seperti benda yang mempunyai korosif yang tinggi. Seperti penyegelan diatur pada sisi isap.
2.5 Kelebihan dan Kekurangan Pompa Ulir (S cr ew Pump) 2.5.1 Kelebihan dari system kerja screw pump adalah: 1.
Efisiensi total nya tinggi (70 % – 80%)
2.
Self priming
3.
Aliran konstan dan lancar
4.
Akurasi volume transfer sangat tinggi, halini disebabkan oleh karakteristik pompadimana kapasita salir (flow ) tidak tergantung dari pressure yang dihasilkan tetapi dari kecepatan putaran pompa.
5.
Stabilitas tekanan sangat bagus.
6.
Mudah ditangani cairan yang viskos dan abrasive.
7.
Mampu untuk mentransfer cairan yang multiphase.
8.
Desain sederhana.
9.
Pompa dapat beroperasi tanpa valve.
10. Arah
aliran dapat dibalik (suction - discharge dapat ditukar, tergantung arah
putaran pompa). 11.
Ukuran pompa relatif kecil, ringan karena rotor dapat bekerja pada putaran tinggi.
12.
Getarannya relatif kecil.
13.
Kapasitas isapnya baik sekali.
14.
Dapat beroperasi dalam berbagai posisi, horizontal, vertikal, miring. 9
2.5.2 Kekurangan dari system kerja screw pumpadalah: 1. Relative lebih mahal karena desainnya perlu ketelitian dan kepresisian serta toleransi yang tinggi 2. Karakteristik performance sensitive terhadap perubahan viskositas. 3. Untuk tekanan tinggi memerlukan element pompa yang panjang. 4. Desain dilengkapi dengan sebuah screw pemaksa dan gurdi (bor). 5. Dilengkapi dengan hopper dengan panjang hingga 3 m.
2.6 Aplikasi Pompa Ulir (S cr ew Pump) Sama halnya dengan pompa roda gigi, pompa ulir ini cocok untuk memompa zat cair yang bersih dan mempunyai sifat pelumasan yang baik, contohnya: 1. Pompa untuk irigasi sawah-sawah yang terletak di ketinggian yang jauh dari sumber air. 2. Sebagai alat angkat di stasiun limbah baku. 3. Aplikasi tanah drainase dan stormwater. 4. Sebagai kontrol katup bola pada kapal. 5. Sebagai salah satu komponen sistem kemudi pada kapal. 6. Sebagai salah satu komponen sistem penggerak kapal.
2.7 Perhitungan pada Screw Pump 1. Head Total Pompa Head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air seperti direncanakan, dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani oleh pompa.
Gambar Skema Head Pompa 10
Dari keterangan gambar di atas maka diperoleh rumus sebagai berikut:
Keterangan:
2. Kecepatan Spesifik Kecepatan spesifik merupakan indeks jenis pompa yang memakai kapasitas, utaran pompa dan tinggi tekan yang diperoleh pada titik efesiensi maksimumpompa, kecepatan spesifik digunakan untuk menentukan bentuk umum impeler.
Kecepatan
spesifik dapat didefinisikan seperti persamaan berikut:
Keterangan:
11
3. Daya Hidrolis Daya hidrolis (daya pompa teoritis) adalah daya yang diperlukan untuk mengalirkan sejumlah zat cair. Daya hidrolis dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Keterangan:
4. Daya Poros Daya poros yang diperlukan untuk menggerakan sebuah pompa adalah sama dengan daya hidrolis ditambah kerugian daya didalam pompa. Daya ini dapat dinyatakan sebagai berikut:
Keterangan:
5. Daya Motor Daya motor dapat dihitung dengan cara menggunakan data voltase dan arus listrik dengan rumus berikut ini :
12
Keterangan:
6. Efisiensi Pompa Efisiensi pompa merupakan perbandingan antara output dan input atau antara daya hidrolis pompa dengan daya poros pompa. Harga efisiensi yang tertinggi sama dengan satu harga efisiensi pompa yang didapat dari pabrik pembuatnya.
Rumus
efisiensi dapat dilihat seperti berikut ini:
Keterangan:
2.8 Perkembangan Screw Pump Seiring berkembangnya teknologi, screw pump mengalami perkembangan yang slah satunya menghasilkan produk pompa baru yang disebut Progressive Cavity Pump.Prinsip kerjanya pertama kali dikenalkan oleh Rene Moineau pada tahun 1930an. Pompa ini terdiri atas sebuah rotor yang berbentuk spiral, serta stator yang juga berbentuk spiral namun didesain memiliki jarak pitch spiral yang 2 kali lebih besar dari pitch rotor. Rotor pompa progressive cavity terhubung dengan shaft yang digerakkan oleh motor listrik.Diantara shaft dengan rotor dihubungkan oleh flexible coupling yang apabila shaft berputar, kopling ini bergerak mengikuti gerakan rotor dan shaft.
13
Gambar Progressive Cavity Pump Pompa progressive cavity dapat digunakan pada berbagai macam jenis fluida kerja, dari fluida encer sampai dengan fluida berviskositas tinggi. Namun pompa ini tidak cocok dengan partikel-partikel solid. Untuk operasionalnya, pompa ini perlu dilakukan proses pengisian awal ( priming ) serta pembuangan udara yang terperangkap (venting ) di dalamnya sebelum beroperasi. Hal ini bertujuan untuk memperpanjang umur pompa.
14
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Pompa ulir (screw pump) adalah memiliki satu atau lebih screw. Untuk pompa screw dengan screw tunggal, screw berputar didalam screw housing, dan fluida akan terbawa kedepan sesuai putaran screw. Pompa screw dengan screw lebih dari satu, masing-masing screw saling bertemu. Ulir dari kedua screw dibuat presisi sehingga terjadi perapatan antara kedua screw tersebut maupun terhadap housing. Gerakan screw mengakibatkan fluida dari sisi hisap masuk kedalam ruang diantara ulir dari masing-masing screw dan housing. Pertemuan ulir dari masingmasing screw yang berputar mengakibatkan fluida terdorong ke sisi tekan (discharge). Pompa jenis ini digunakan untuk memompa sampai tekanan 50 kg/cm2 dengan putaran mencapai 3500 Rpm, namun umumnya hanya pada putaran 1750 Rpm. Pengaturan jumlah aliran dilakukan dengan mengubah putaran atau mengembalikan ke sisi hisap atau reservoir.
15
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. “Pompa” https://dokumen.tips/documents/pompa-ulir.html diakses tgl 15 Oktober 2017. Anonim.
“Dasar
Pengertian
Pompa”
.http://kiply-
beleng.blogspot.com/2011/12/dasar-pengertian-pompa.html.
Diakses
pada 17 Oktober 2017.
Anonim.
“Pompa”
.https://iwanaik.wordpress.com/2010/11/29/pompa-3/.
Diakses pada 17 Oktober 2017.
Anonim. “Screw Pump” .http://agent-pump.blogspot.com/2012/12/screw-pumppompa-screw.html. Diakses pada 17 Oktober 2017.
16
