Alat Industri Kimia, Pompa

Pompa digunakan pada industri kimia untuk memindahkan fluida cair dari suatu sistem ke sistem lainnya.
Pada bagian singkat ini akan diulas sedikit tentang pompa, pompa sentrifugal. Jenis pompa ini paling banyak digunakan pada industri kimia. Objektif yang akan dicapai pada ulasan ini diantaranya, konsep dasar yang terdapat pada pompa (pressure, friction and flow).

Tugas sistem pompa sentrifugal, menyediakan tekanan yang sesuai untuk menggerakan fluida cair pada suatu sistem dengan flow rate yang dibutuhkan.

Pressure, friction and flow.
Pressure ; gaya penggerak yang berperan sebagai pemindah fluida (psi, kPa)
Friction ; gaya perlambatan fluida terhadap bidang kontak bidang yang dilaluinya.
Flow rate ; Jumlah volume fluida yang dipindahkan perunit waktu (gpm, L/s, m3/h)

Friction.

Saat pada bidang datar, gesekan terjadi diantara objek dan permukaan. Begitu halnya ketika roda dipasangkan pada objek tersebut, disana akan tetap terjadi gesekan. Pada kasus fluida seperti air, gesekan tetap terjadi walaupun kecil dan akan menjadi besar nilainya ketika fluida tersebut bergerak pada pipa yang panjang. Contoh lainnya pada jarum suntik, gesekan akan bernilai besar ketika terjadi pada diameter yang kecil dengan flow rate yang besar.
Pada fluida, gesekan terjadi pada layer fluida yang bergerak pada kecepatan yang berbeda pada pipa. Hal ini sesuai dengan prinsip alamiah, kecepatan fluida akan lebih tinggi nilainya pada center dari pipe dibanding kecepatan pada didinding pipa.

Hal lainnya, gesekan terjadi antara fluida dengan dinding pipa, bergantung pada nilai kekasaran permukaan dinding pipa.
Gesekan bergantung pada ; kecepatan rata-rata fluida terhadap pipa, viskositas dan nilai kekasaran permukaan dinding pipa.
Penambahan pada salah satu faktor penyebab gesekan akan meningkatkan nilai gesek.

Energy dan head pada pump systems
energi menggambarkan perpindahan fluida pada sistem pemompaan. Energi pada sistem pompa berbentuk ; pressure, elevasi, gesekan dan kecepatan.

Gambar diatas akan mengispirasi untuk pemahaman pressure, elevasi, gesekan dan kecepatan.
Pada gambar di atas tanki terisi penuh oleh air, pipa terisi penuh fluida air dan simbol pesepeda berada pada puncak bukit. Hal ini dinamakan kondisi statis (diam).
Tanki menghasilkan tekanan pada dasar tanki dan begitu juga yang terjadi pada ujung pipa. Pesepeda saat berada pada posisi diam, memiliki energi elevasi yang siap digunakan saat pesepeda tersebut siap untuk bergerak.
Untuk kondisi dinamik, saat valve dibuka pada dasar tanki, fluida bergerak keluar dengan kecepatan tertentu, pada kondisi ini energi pressure berubah menjadi energi kecepatan. Hal yang sama juga terjadi pada pipa. Pada contoh kasus pesepeda, energi elevasi secara langsung dikonversi menjadi energi kecepatan.

Now what about head?
Head merupakan kebutuhan dalam penggunaan energi. Untuk menggunakan energi, hal yang utama mengetahui beban yang harus dipindahkan.

Contoh soal menghitung salah satu head, headloss major.
Hitunglah sistem berikut  :

1. Berapa kecepatan keluar pada  sistem tersebut dengan debit keluaran 1,20 ft3/s.
2. Hitung headloss major jika koefisien gesekan pada pipa 0,024

Penyelesaian,
Diketahui Q = 1.20 ft3/s, diameter pipa 3 inch = 0.25 feet, ditanyakan kecepatan keluarRumus dasar luas penampang pipa




Maka luas penampang pipa (A) = (3.14*(0.25²)/4
Luas penampang pipa = 0.049 feet²
Maka, kecepatan keluar pada sistem dapat kita hitung sebagai berikut :
v = Q/A;
kecepatan alirnya (v) = (1.20 ft3/s)/0.049 feet²
kecepatan alirnya (v) = 24.459 ft/s

Untuk menghitung headloss major :

Diketahui koefisien gesek (f) = 0.024, L terpanjang diambil 25 ft = 7.62 m, kecepatan alir 0.245 ft/s, gaya gravitasi 10 m/s²Maka untuk headloss major dihitung sebagai berikut :
hL = ((0.024)* (7.62 m)*(24.459 m/s)²)/(0.25 m)(2*10 m/s²)
hL = 110.213 m3/s² / 5 m²/s²
hL = 22.04 m


Untuk pemilihan pompa pada industri kimia perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut,
NPSHa > NPSHr