B.5 Total head pompa
Yang
dimaksud total head pompa adalah kemampuan tekanan maximum pada titik
kerja pompa, sehingga pompa tersebut mampu mengalirkan air dari satu
tempat ke tempat lainnya. Beberapa parameter yang diperlukan untuk
menentukan total head pompa diantaranya yaitu friction loss pipa,
friction loss fitting & valve, pressure drop peralatan mechanical,
dan geodetic head.
B.5.1. Friction loss pipa
Friction
loss pipa terjadi karena disebabkan gesekan antara air dengan permukaan
dalam pipa, sehingga menimbulkan gaya gesek dan gaya gesek inilah yang
meyebabkan hambatan pada tekanan pompa. Besarnya friction loss pipa tergantung dari jenis material, diameter, dan panjang pipa.
Dengan menggunakan pendekatan metode Hazen William maka formulasi untuk menentukan besarnya friction loss adalah sebagai berikut,
B.5.2 Friction fitting & valve
Friction
loss fitting & valve yaitu gaya gesek yang disebabkan karena
gesekan antara air dengan fitting & valve (elbow, tee, check valve,
butterfly valve, globe valve, dll), dan gaya gesek ini menyebabkan
hambatan tekanan pompa. Besarnya friction loss ini tergantung dari
diameter, tipe, dan jumlah fitting & valve.
Dengan menggunakan pendekatan metode Hazen William maka formulasi untuk menentukan besarnya friction loss adalah sebagai berikut,
Hf fitting = (hf1 x juml fitting)+(hf2 x juml fitting)
dimana :
Hf fitting : Jumlah total friction loss pipa …. m
hf1 : friction loss fitting dg dia. (x) mm …. m
hf2 : friction loss fitting dg dia. (y) mm …. m
B.5.3 Pressure drop peralatan mechanical
Peralatan
mechanical yang biasa digunakan pada sistem pompa dan pemipaan adalah
seperti Y strainer, filter air, air handling unit (AHU), chiller, tanki
air panas, dll. Masing-masing dari peralatan tsb. sudah ditentukan
nilai pressure dropnya oleh pabrik pembuat yaitu antara 1m s/d 15m.
B.5.4 Geodetic head (Hg)
Geodetic
head adalah ketinggian vertical dari titik tertinggi pipa suction ke
titik tertinggi pipa discharge. Geodetic head merupakan parameter
penting dan nilainya pasti sehingga tidak boleh diperkirakan.
B.5.5. Suction head (Hs)
Suction
head adalah ketinggian hisap pompa dari level air ke titik tertinggi
pipa suction. Ketinggian hisap pompa ditentukan berdasarkan kemampuan
hisap maximal suatu pompa yaitu ketinggian hisap dengan memperhatikan
bahwa tidak akan terjadi kavitasi pada pompa tsb. Suction head ada 2
macam yaitu negative suction dan positif suction.
Negative suction (Gbr. B.5.5a.) yaitu jika level air berada dibawah pompa, dan positif suction (Gbr. B.5.5b.) yaitu jika level air berada diatas pompa.
B.5.6. Diameter pipa & velocity
Diameter pipa & velocity merupakan 2 parameter yang tidak terpisahkan dan formulasinya dapat ditulis sebagai berikut :
Q = V x A A = (лd2)/4
dimana :
Q : debit pompa ….. m3/jam
V : kecepatan air ...... m/s
A : luas penampang lubang pipa ….. mm2
d : diameter dalam pipa ….. mm
л : 3,14
Tidak ada
batasan yang pasti untuk menentukan velocity, akan tetapi untuk
mendapatkan Total Head pompa yang optimal maka batasan velocity yang
ideal adalah 0,9m/s – 2m/s.
B.5.7. Menentukan total head
Formulasi total head adalah sebagai berikut :
Htot = Hf pipe + Hf fitting + Hpd + Hsf + Hg + Hs
dimana :
Hf pipe : friction loss pipa
Hf fitting : friction loss pipa & valve
Hpd : pressure drop peralatan
Hsf : safety factor
Hg : geodetic head
Hs : suction/riser head
B.6. Tinggi hisap maximum, Kavitasi & NPSH
Batas tinggi hisap maximum
suatu pompa perlu diperhatikan terutama saat tahap perencanaan, karena
jika pompa bekerja diatas ketinggian hisapnya maka pompa
tidak bisa menghisap air atau mampu menghisap akan tetapi terjadi
kavitasi sehingga performance pompa turun. Ada beberapa parameter yang penting berkaitan dengan kemampuan hisap yaitu, NPSHr , NPSHa.
B.6.1. NPSHr
NPSHr atau NPSHrequired (Net Positive Suction Head required) adalah pressure pompa pada sisi hisap yang nilainya ditentukan berdasarkan design pompa (inlet suction, impeler, dll). NPSHr bernilai positif sehingga bersifat menghambat kemampuan hisap pompa. Jika pompa dengan nilai NPSHr kecil berarti pompa tersebut mempunyai kemampuan hisap yang baik. Nilai NPSHr bisa didapat dari kurva pada katalog pompa.
Untuk
menentukan NPSHr sebaiknya tidak ditentukan pada titik kerja pompa,
akan tetapi ditentukan pada titik kerja Qmax yaitu titik kerja pada
kurva paling kanan, hal ini untuk memberikan factor keamanan (kemampuan hisap) yang cukup.
B.6.2 NPSHa
NPSHa atau NPSHavailable (Net Positive Suction Head available) adalah pressure maximum pada sisi hisap yang bernilai positive. Nilai NPSHa ditentukan dari hasil perhitungan dengan tujuan untuk membandingkan dengan NPSHr sehingga dapat diketahui apakah pada pompa akan terjadi kavitasi atau tidak. Formula NPSHa adalah sbb :
NPSHa = Hb – Hf – Hv – Hsf – Hs
dimana :
Hb : barometric head 10,2 mtr
Hf : friction loss pipa …. mtr
friction loss fitting & valve …. mtr
pressure drop peralatan …. mtr
Hv : vapour head (dari table) …. mtr
Hsf : safety factor head 0,5 mtr
Hs : suction head/tinggi hisap .... mtr
B.6.3. Kavitasi
Kavitasi adalah terjadinya gelembung-gelembung udara
pada sisi hisap pompa yang disebabkan beberapa factor yaitu kedalaman
hisap terlalu tinggi, diameter pipa hisap terlalu kecil, suhu air
terlalu panas, penggunaan pompa didaerah yang terlalu tinggi
(dipegunungan).
Kavitasi bisa menimbulkan kerusakan pada pompa terutama impeller dan rumah pompa sehingga menyebabkan performance pompa (Q & H) turun drastis.
Syarat supaya pompa tidak terjadi kavitasi maka harus memenuhi ketentuan sebagai berikut,
NPSHr < NPSHa
dimana :
NPSHr : nilai NPSH dari data pompa …. mtr
NPSHa : nilai NPSH hasil perhitungan …. mtr
Jadi nilai NPSHa ditentukan untuk memberikan batasan/persyaratan nilai NPSHr maximum yang dimiliki suatu pompa.
Jika pada system pompa terjadi kavitasi, maka ada beberapa metode untuk mencegah kavitasi adalah sebagai berikut :
- Ketinggian hisap diperpendek atau dirubah menjadi positif suction.
- Diameter pipa hisap diperbesar.
- Temperatur air diturunkan.
- Menggunakan pompa dengan NPSHr yang kecil.
B.6.4. Tinggi hisap maximum
Kemampuan
tinggi hisap maximum suatu pompa dapat ditentukan, setelah data NPSHr
dan data-data lainya diketahui. Untuk menentukan tinggi hisap maximum
ini harus dipertimbangkan tidak akan terjadi kavitasi pada pompa.
Formulasi untuk menentukan tinggi hisap maximum adalah sebagi berikut :
Hs.max = Hb – Hf – Hv – Hsf – NPSHa
NPSHa = NPSHr
dimana :
Hs.max : tinggi hisap maximum …. mtr
Hb : barometric head 10,2 mtr
Hf : friction loss pipa …. mtr
friction loss fitting & valve …. mtr
pressure drop peralatan …. mtr
Hv : vapour head (dari table) …. mtr
Hsf : safety factor head 0,5 mtr
Hs : suct head/tinggi hisap max …. mtr
Sumber
