pompa sentrifugal (centrifugal pump)

Pompa sentrifugal dapat dengan mudah dikenali dari bentuk casing yang menyerupai cangkang siput yang disebut gulungan (scroll). Pompa sentrifugal banyak ditemukan di sekitar lingkungan anda seperti mesin pencuci piring, bak mandi air panas, mesin cuci dan pengering pakaian, pengering rambut, dan lain-lain.

Prinsip kerja pompa sentrifugal adalah memanfaatkan gaya sentrifugal yang muncul dari putaran impeller. Gaya sentrifugal adalah gaya semu yang dirasakan oleh benda yang bergerak di jalur melengkung yang bertindak keluar dari pusat rotasi. Fluida cair yang akan dipompa masuk ke saluran inlet terlebih dahulu menuju mata impeller atau pusat poros impeller. Kemudian gaya sentrifugal yang muncul dari putaran impeller akan memengaruhi fluida cair terdorong keluar dari pusat poros menuju saluran outlet pompa. Fluida yang terpompa menuju outlet akan bertambah kecepatan dan juga tekanannya.

Salah satu contoh gaya sentrifugal adalah memutar tali. Ketika tali diputar ada semacam gaya tarikan keluar menuju luar pusat rotasi yang kita rasakan pada pegangan tangan. Jangkauan lemparan tali bisa jauh disebabkan dorongan gaya sentrifugal dan dorongan tangan kita.

Putaran impeller pompa dapat menghasilkan momen gaya (torque) ke fluida cair yang masuk sehingga menciptakan gaya sentrifugal menuju outlet. Momen gaya adalah gaya luar yang menyebabkan benda bergerak melingkar mengelilingi sumbu putarnya.

Pada kasus pompa sentrifugal, momen gaya adalah perkalian cross product antara jari-jari impeller dan perubahan momentum sudut impeller. Karena perubahan momentum sudut impeller arahnya tegak lurus dengan jari-jari, arah momen gaya akan menuju impeller (90 derajat). Perlu diingat bahwa pompa sentrifugal memiliki dua impeller yang berputar bersama yaitu di inlet dan outlet. Jadi total momen gaya pompa adalah pengurangan momen gaya outlet dengan inlet.

Total momen gaya (torsi) pada pompa sentrifugal dirumuskan oleh euler dalam rumus euler’s turbine formula menjadi:

• T shaft = [r2.(m2.V2)]-[r1.(m1.V1)], karena fluida yang dipakai di outlet dan inlet sama, m1=m2=m. lalu menjadi….
• T shaft = m.[(r2.V2) – (r2.V2)]

• T = Total momen gaya (Nm)
• m = laju aliran massa fluida cair (kg/s)
• r1,r2 = Jari-jari impeller inlet (1) dan outlet (2) (m)
• V1,V2 = kecepatan linear yang tegak lurus impeller inlet dan outlet (m/s)

Namun perhitungan analisis pompa sentrifugal di lapangan tidak sesederhana itu. kompleksitas gaya-gaya yang muncul sangat rumit jika dimodelkan ke rumus matematika. Metode yang biasa digunakan untuk menganalisis aliran-alira gaya pompa adalah metode CFD. CFD adalah metode simulasi aliran fluida pada rancangan menggunakan komputer.

>> PELAJARI SELENGKAPNYA MENGENAI SIMULASI CFD PADA POMPA SENTRIFUGAL!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

aeroengineering services merupakan jasa layanan dibawah CV. Markom dengan berbagai jenis solusi, mulai dari drafting CAD, pembuatan animasi, simulasi aliran dengan CFD dan simulasi struktur dengan FEA.

Sumber:

Cengel, Yunus A dan John M Cimbala. 2006. Fluid Mechanics: Fundamental and Application. New York: The McGraw-Hill Companies, Inc.

https://www.kompas.com/skola/read/2020/10/08/135222369/percepatan-sentripetal-pada-gerak-melingkar-beraturan?page=all (diakses pada tanggal 1 April 2021)

Author: admin