Kurva pompa tidak hanya berfungsi sebagai panduan bagi para insinyur saat merancang solusi transportasi fluida, tetapi juga memberikan informasi bagi pengguna untuk melakukan pemeliharaan preventif pada pompa.
Artikel ini menjelaskan kurva pompa sentrifugal dan membahas cara membaca serta menggunakannya. Jika Anda ingin memahami kurva pompa sentrifugal secara menyeluruh, silakan baca artikel ini.
Apa itu Kurva Pompa Sentrifugal?
Bagan kurva pompa adalah kurva yang menggambarkan hubungan antara berbagai parameter kinerja pompa, ini menunjukkan kinerja dan status kerja pompa air dalam kondisi yang berbeda.
Bagan kurva kinerja pompa berisi informasi berikut:
🔸Kepala Pompa
🔸Laju Aliran
🔸NPSH (Kepala Hisap Positif Bersih)
🔸Ukuran Impeller dan Kinerja Pompa
🔸Kurva Efisiensi Pompa
🔸RPM (Revolusi Per Menit)
BEP (Titik Efisiensi Terbaik)
Kurva pompa sentrifugal tidak hanya merupakan alat penting untuk pemilihan pompa, tetapi juga referensi dalam pekerjaan pemeliharaan untuk memeriksa apakah status berbagai titik operasi pompa menyimpang dari nilai yang direkomendasikan oleh kurva karakteristik pompa.
Gbr. Sumbu Y melambangkan tinggi muka air dalam satuan meter, dan sumbu X melambangkan laju aliran dalam satuan m³/jam, atau L/detik.
Garis merah menunjukkan rentang efisiensi pompa yang optimal, di mana pompa mencapai efisiensi tinggi dan meminimalkan keausan.
Bagaimana Cara Membaca Kurva Kinerja Pompa?
Insinyur biasanya menggunakan kurva kinerja pompa untuk membuat pilihan awal pompa. Dengan menggunakan informasi pada kurva pompa, seperti head pompa dan laju aliran, serta perpotongannya, kita dapat secara kasar memilih model pompa.
Jika Anda ingin memahami kurva kinerja pompa, Anda harus terlebih dahulu memahami berbagai parameter kinerja pompa. Silakan lanjutkan membaca konten berikut untuk membantu Anda memahami kurva kinerja pompa secara menyeluruh.
1. Kepala Pompa
Sumbu Y pada kurva pompa mewakili head pompa, yang merupakan ketinggian pompa dapat memompa cairan. Sederhananya, head pompa adalah jarak vertikal antara outlet pompa dan ketinggian pemompaan akhir. Dalam perhitungan aktual, faktor-faktor seperti rugi-rugi siku dan gesekan pipa juga harus dipertimbangkan.
Berikut ini penjelasan lebih rinci tentang kepala pompa, Kepala Dinamis Total.
Kepala Dinamis Total
Apa TDH dalam Kurva Pompa? Sederhananya, kita biasanya menggunakan sumbu Y dari kurva pompa untuk mewakili TDH. Total head dinamis pompa adalah jumlah dari gaya angkat statis, head tekanan, head daya, rugi gesekan, dan faktor-faktor lain dari pompa. Hal ini dapat dipahami sebagai ketinggian di mana pompa dapat mengangkat fluida setelah mempertimbangkan faktor-faktor di atas. Hal ini biasanya dinyatakan dalam meter atau inci.
Bagaimana cara menghitung total dynamic head?
TDH = Gaya Angkat Statis + Tinggi Tekanan + Tinggi Kecepatan + Kehilangan Gesekan
- Angkat Statis: Angkat statis merujuk pada perbedaan ketinggian antara port hisap pompa dan permukaan cairan saat pompa diam.
- Tekanan Tinggi: Tekanan tinggi adalah tekanan statis yang diberikan oleh fluida. Dengan kata lain, tekanan tinggi mengacu pada tekanan yang dibentuk oleh tekanan fluida di dalam pipa. Tekanan tinggi yang berbeda akan dihasilkan di ujung hisap dan ujung pembuangan pompa. Semakin besar tekanan fluida, semakin besar pula tekanan tinggi.
- Velocity Head: Velocity head adalah ketinggian di mana energi kinetik fluida mengangkat fluida selama alirannya. Semakin besar kecepatan fluida, semakin besar pula velocity head.
- Kehilangan Gesekan: Kehilangan gesekan adalah kehilangan energi yang dihasilkan pada siku, katup, dan pipa saluran pipa saat pompa sedang mengangkut fluida.
Formula Kepala Dinamis Total
TDH=H statis + H tekanan + H kecepatan + H gesekan
2. Laju Aliran
Sumbu X dari kurva kinerja pompa menunjukkan laju aliran, yang dapat dipahami sebagai volume cairan yang dapat disalurkan pompa per satuan waktu. Biasanya dinyatakan dalam meter kubik per jam (m³/h) atau liter per detik (L/s).
3. Titik Efisiensi Terbaik Kurva Pompa
Pompa memiliki efisiensi tertinggi dan keausan terendah dalam kondisi pengoperasian ini.
4. Ukuran Impeller dan Kinerja Pompa
Ukuran impeler memengaruhi kinerja pompa. Meningkatkan ukuran impeler akan meningkatkan laju aliran pompa karena impeler yang lebih besar dapat mendorong lebih banyak cairan. Berdasarkan hukum afinitas: H ∝ D², dengan D adalah diameter impeler, peningkatan ukuran impeler juga akan meningkatkan head pompa.
Namun, penting untuk diingat bahwa hanya dengan meningkatkan ukuran impeler tidak serta merta meningkatkan efisiensi. Impeler yang lebih besar membutuhkan motor berdaya lebih tinggi untuk mempertahankan putaran. Anda perlu menemukan titik efisiensi optimal pada kurva pompa.
5. Kurva Efisiensi Pompa
Kurva efisiensi pompa sangat penting dalam analisis pompa karena memberi tahu kita seberapa efisien pompa beroperasi dalam kondisi yang berbeda—yaitu, seberapa besar daya input motor yang digunakan untuk memindahkan cairan.
Kurva efisiensi pompa juga membantu kita mengidentifikasi BEP (Titik Efisiensi Terbaik) dan rentang efisiensi tinggi. BEP atau rentang efisiensi tinggi adalah saat pompa mencapai kinerja maksimum dan meminimalkan keausan.
6. RPM
Kecepatan pompa memiliki dampak yang signifikan terhadap head dan laju aliran selama operasi aktual. Kecepatan pada titik efisiensi terbaik harus dipertimbangkan saat memilih pompa.
7. NPSH
Net Positive Suction Head merupakan indikator penting untuk mencegah kavitasi selama pengoperasian pompa. NPSH memiliki dua parameter.
- NPSH A: NPSH yang dibutuhkan pompa dalam operasi aktual.
- NPSH R: NPSH minimum yang dibutuhkan pompa agar dapat beroperasi.
Saat merancang solusi pengiriman pompa, NPSH A > NPSH R harus dipenuhi untuk memastikan bahwa ada tekanan yang cukup di ujung hisap pompa untuk mencegah terjadinya kavitasi dalam pompa.
Bagaimana Cara Membaca NPSH pada Kurva Pompa?
Pada kurva pompa, NPSH adalah garis putus-putus yang tegak lurus terhadap sumbu X.
Kita dapat melihat bahwa posisi yang berbeda memiliki nilai NPSH yang berbeda. Dalam konten di atas, kami telah menyebutkan bahwa NPSH termasuk NPSH A (NPSH sebenarnya diperlukan selama operasi) dan NPSH R (NPSH minimum yang diperlukan untuk operasi). Harap dicatat bahwa NPSH A > NPSH R harus dipastikan untuk memastikan bahwa kavitasi tidak terjadi pada pompa.
Kita telah menentukan lokasi titik A, dan kita dapat melihat bahwa titik A berada di dekat rentang NPSH R dari 8m. Jadi kita dapat menentukan bahwa ketika merancang sistem pengiriman pompa, kita harus memastikan bahwa NPSH A >8m untuk mencegah kavitasi dengan lebih baik.
Meskipun kurva pompa yang disediakan oleh masing-masing produsen pompa tidak persis sama, jika Anda dapat memahami arti berbagai parameter dalam kurva kinerja pompa, Anda dapat membuat pemilihan pompa sederhana berdasarkan kurva pompa yang disediakan oleh produsen.
Bagaimana cara menggunakan Kurva Pemilihan Pompa?
Dengan penjelasan di atas, semua orang telah memiliki pemahaman dasar tentang kurva pompa. Sekarang, kita dapat menggunakannya untuk memilih model pompa.
- Dengan menggunakan data laju aliran dan tekanan yang dibutuhkan, kami menentukan titik operasi pompa.
- Titik efisiensi terbaik (BEP) ditemukan di dekat titik operasi.
- BEP memungkinkan kita menentukan daya motor optimal dari kurva pompa.
Tips Ahli:
💡 Saat memilih pompa, cobalah untuk memilih satu pada atau mendekati BEP untuk memastikannya berada dalam rentang efisiensi tinggi dan memaksimalkan masa pakainya.
💡 Dengan menggunakan kurva pompa yang disediakan oleh produsen pompa, kami dapat melakukan perawatan pada pompa yang sudah ada. Misalnya, berdasarkan BEP pompa, kami dapat menyesuaikan ukuran impeller atau memodifikasi pipa dan siku untuk meminimalkan keausan dan meningkatkan efisiensi.
Dampak Berat Jenis dan Viskositas pada Pompa
1. Bagaimana Kurva Pompa Berubah Seiring Berat Jenis?
Berat jenis fluida memengaruhi daya pompa. Semakin besar berat jenisnya, semakin besar daya yang dikonsumsi pompa.
Berdasarkan hubungan antara berat jenis dan massa jenis suatu fluida, semakin besar berat jenis fluida, semakin besar pula massa jenisnya. Ketika massa jenis fluida meningkat, maka hambatan sistem pompa untuk mengangkut fluida menjadi lebih besar, dan sistem pompa membutuhkan daya yang lebih besar untuk mengangkut fluida.
Bila pompa mengalirkan fluida dengan berat jenis lebih besar dari yang diharapkan, maka konsumsi daya pompa akan meningkat, aliran pompa menjadi tidak stabil, mempercepat keausan, serta mengurangi efisiensi dan umur pakai sistem pompa.
2. Pengaruh Viskositas terhadap Kinerja Pompa
Perubahan viskositas fluida akan mempengaruhi daya, laju aliran, dan head pompa. Ketika viskositas fluida meningkat, laju aliran akan menurun, dan daya serta head akan meningkat.
Ketika viskositas fluida yang diangkut oleh pompa meningkat, maka resistansi terhadap aliran fluida di dalam pipa akan meningkat, fluiditas fluida akan menurun, dan laju aliran akan menurun pula. Untuk mempertahankan laju aliran yang sama, sistem pompa perlu meningkatkan daya, yang akan menyebabkan pompa mengonsumsi lebih banyak energi.
Ketika viskositas fluida meningkat, maka hambatan aliran fluida dalam pipa akan meningkat. Untuk mengatasi hambatan tersebut, sistem pompa memerlukan gaya (head) yang lebih besar untuk mengangkut fluida, yang akan menyebabkan head pompa meningkat.
Jadi dapat kita simpulkan bahwa ketika viskositas fluida meningkat, maka pompa memerlukan tenaga yang lebih besar untuk menyalurkan fluida tersebut. Akibatnya laju aliran menurun, daya pompa meningkat, dan efisiensi pompa pun menurun.
Kesimpulan
Singkatnya, kurva pompa dapat memberikan data yang sangat penting selama pemilihan dan perawatan pompa. Berdasarkan data seperti laju aliran, head, dan daya, kita dapat menentukan rentang operasi pompa yang efisien dan membuat pilihan yang tepat atau perawatan optimal untuk memaksimalkan efisiensi.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Kurva Pompa Perpindahan Positif
Pompa perpindahan positif mengandalkan perubahan periodik pada volume di dalam pompa untuk mengalirkan fluida, jadi pada kurva pompa perpindahan positif, laju aliran tidak berubah seiring dengan tekanan.
Pada grafik pompa perpindahan positif, kurva karakteristik aliran vs. tekanan hampir horizontal.
Kurva Daya Pompa Vs Laju Aliran
Daya pompa meningkat secara eksponensial seiring dengan peningkatan laju aliran.
Ketika laju aliran meningkat, fluida akan menghasilkan resistansi yang lebih besar dalam pipa, dan pompa perlu meningkatkan daya yang lebih besar untuk mendorong fluida.
Bagaimana VFD Mempengaruhi Kurva Pompa?
Sistem VFD dapat mengatur kecepatan motor berdasarkan perubahan beban sistem pompa, sehingga mengubah kecepatan pompa.
Dengan mengatur kecepatan pompa melalui sistem VFD, aliran dan head sistem pompa dapat dikontrol secara akurat, energi dapat dihemat, kerugian yang tidak perlu dapat dikurangi, pompa dapat selalu mempertahankan operasi efisiensi tinggi, masa pakai pompa dapat diperpanjang, dan biaya perawatan dapat dikurangi.
Kurva Pompa dan Kurva Sistem
Kurva resistansi sistem pompa menunjukkan perubahan resistansi dan laju aliran yang harus diatasi oleh seluruh sistem pompa untuk mendorong fluida. Resistansi ini meliputi gesekan pipa, kehilangan tekukan, kehilangan katup, dll.
Pada kurva resistansi sistem pompa, kurva pompa secara bertahap menurun seiring dengan peningkatan laju aliran, dan kurva sistem pompa secara bertahap meningkat seiring dengan peningkatan laju aliran. Perpotongan kedua kurva ini merupakan titik kerja sistem pompa. Pada saat ini, head dan resistansi sistem pompa seimbang, yang merupakan titik kerja optimal sistem pompa.
