Kavitasi

Lagi semangat untuk menulis neh hehe

Melanjutkan tulisan saya kemarin tentang NPSHa vs NPSHr dan menghitung pompa. Nah pada saat ini saya coba merangkum tentang kavitasi.

Mengapa kavitasi menjadi penting untuk di ketahui? Pertama, Kavitas merupakan salah satu penyebab performa pompa tidak maksimal, bahkan bisa membuat pompa tidak bekerja sama sekali. Kedua, kavitasi bisa menyebabtkan pompa rusah secara mekanis, seperti terjadinya pitting atau bahkan crack di impeller. Jadi sebelum memperbaiki pompa karena rusak kavitasi, lebih baik mencegah terjadinya kavitasi itu sendiri bukan. Gambar dibawah adalah salah satu contoh erosi akibat kavitasi (sumber:pump handbook-igor karrasik).

Gambar

Sebelum melangkah lebih jauh kita perlu untuk mendefinisikan dahulu tentang kavitasi. Kavitasi itu menurut buku know and understand centrifugal pumps disebutkan bahwa kavitasi adalah peristiwa terbentuk dan pecahnya gelembung uap didalam pompa. hal ini dimungkinkan terjadi karena tekanan absolute didalam impeller lebih rendah dibanding vapor pressure.

Sebagai gambaran tentang apa itu Vapor Pressure, Vapor pressure itu adalah tekanan yang harus dilawan oleh cairan untuk bisa menguap pada temperatur tertentu. kenapa disebut tertentu, karena misalkan air pada tekanan kurang dari 1 atm, akan menguap pada temperature kurang dari 100derajat celcius. makin rendah tekanan maka temperature untuk menguap pun ikut turun. nah sebagai standar pengukuran vapor pressure, maka pengukuran Vapor Pressure biasa dilakukan pada temperature 100derajat F atau 37.8derajat C, pengukuran inilah yang dimanakan Reid Vapor pressure. (kok jadi kemana-mana ya).

apa seh yang menyebabkan terjadinya kavitas?

Kavitasi yang biasa dikenal ada macam.

1. Vaporization Cavitation

Kavitasi yang diakibatkan oleh Vaporisasi merupakan kavitasi paling banyak terjadi. terrjadinya penguapan tidak harus pada temperature didih normalnya. Asal tekanan cukup rendah dan temperature cukup tinggi, maka fluida dapat menguap. Penguapan tipe ini mungkin terjadi karena rendahnya NPSHa didalam fluida. Oleh karenanya, untuk mencegah terjadinya kavitasi ini maka harus lebih besar dari NPSHr +3ft atau lebih sebagai safety margin.

untuk mencegah dan mengatasi masalah ini maka dapat dilakukan dengan

  • menurunkan temperature fluida
  • menaikkan level fluida di suction tank
  • merubah pompanya dengan (a) mengurangi kecepatan pompa, (b) memperbesar diameter impeller (c) menggunakan Impeller Inducer (d) menggunakan pompa yang memiliki kapasias lebih kecil secara paralel (e)menggunakan Booster pump untuk meningkatkan NPSHa umpan.

2. Internal Re-Circulation

kavitasi ini terjadi bila discharge dari pompa di tutup atau dikurangi, sehingga fluida yang telah bertekanan tinggi dipaksa untuk ber-resirkulasi ke tekanan yang lebih melewati impeller. Kavitasi ini di sebabkan oleh dua hal, pertama adalah sirkulasi didalam volute pompa pada kecepatan tertentu dan menyebabkan overheat. kedua, fluida di paksa untuk melewati celah yang sangat sempit dengan kecepatan yang sangat tinggi.

3. the Vane Passing Syndrome

Kavitasi ini bisa terjadi bila blade tips pada impeller sangat dengan dengan cutwater pada casing pompa. hal ini bisa di sebabkan karena penggantian impeller dengan impeller yang lebih besar ODnya. atau melakukan pelapisan ulang denan metal atau fliber glass pada impeller atau casing pompanya. Ruang antara impeller blade dengan cutwater disarankan 4% dari diameter impeller. berikut adalah gambar untuk vane passing (sumber know and understanding centrifugal pump)

Vane Passing4. Air Aspiration

udara dapat masuk melalui pipa dan pompa. udara dapat masuk kedalam pipa ketika pompa vakum. Udara masuk kedalam pompa melalui (1) Shaft paking (2) Valve stem packing pada suction piping (3) Joint Ring (4) Flange Face gasket (5)O-ring dan fitting ulir pada instrumentasi (6) O-ring dan secondary seal pada mechanical seal (7) face dari mechanical seal.

selain itu udara juga bisa masuk dari gelembung dan kantong udara pada suction piping. fluida yang mudah berbusa akan memudahkan udara masuk ke dalam fluida.

untuk mencegah kavitasi tipe ini, anda harus dapat memastikan bahwa seal, flange atau sambungan lainnya sudah tidak mengalami kebocoran lagi. jaga agar kecepatan di suction kurang dari 8ft/s dengan kata lain diameter pipa suction harus diperbesar.

5. Turbulence cavitation

kavitasi tipe ini disebabkan oleh karena terjadinya turbulensi yang diakibatkan oleh

  • a. terbentuknya vortex pada suction
  • tidak mencukupinya pipa, bentuk elbow, halangan dan sebagainya
  • terjadinya water fall effect di suction vessel

dari semua sebab terjadinya kavitasi, dapat disimpulkan kalau NPSHa sangan penting untuk dijaga agar tidak terlalu rendah.  karena perubahan tekanan pada impeller dapat menyebabkan terbentunya uap (atau flashing) pada impeller. perlu diingat bahwa ketika kecepatan naik maka tekanan turun, dan ketika tekanan turun fluida akan dapat menguap karena RVP lebih besar dari tekanan absolutenya.

demikian yang bisa di share, semoga bermanfaat dan selamat belajar dan berdiskusi….

 

Advertisements

NPSHa vs NPSHr

Hallo, apa kabar semuanya? semoga kabar baik selalu. masih tetap semangat kan untuk tetap belajar? mari kita belajar lagi dan diskusi lagi.

dulu saya pernah menulis tentang menghitung pompa tapi mungkin seharusnya saya mengupas terlebih dahulu tentang dasar-dasar menghitung pompa agar tidak terjadi kerancuan dan kebingungan karena tiba-tiba meloncat terlalu jauh. nah, oleh karena itu, pada kesempatasn kali ini saya ingin menyadur tentang salah satu yang menjadi dasar perhitungan pompa.

Net Possitive suction Head, atau lebih banyak dikenal dengan nama NPSH. Makhluk apakah NPSH itu? mari kita menengok sebentar kedalam buku teks know and understand centrifugal pump disebutkan bahwa NPHS adalah kebutuhan minimum dari suatu pompa agar bisa bekerja dengan baik. Dengan kata lain, NPSH adalah energi yang dimiliki fluida sehingga dapat masuk kedalam pompa. Itulah mengapa pipa suction selalu lebih besar dibanding dengan discharge.

NPSH sendiri dapat dibagi menjadi dua yang pertapa adalah NPSH required, yaitu kebutuhan energi minimum yang dimiliki fluida aga pompa tidak “kelaparan” atau fluida masuk lebih kecil dibanding dengan fluida yang keluar. dengan kata lain energi yang terdapat didalam fluida harus bisa menangani hilang energi pada perpipaan di bagian suction. kurangnya energy didalam fluida dapat mengakibatkan terjadinya vaporisasi dari fluida. NPSHr ini merupakan sudah jadi tanda lahir dari sebuah pompa. sehingga kita yang merancang atau memilih pompa tidak bisa melakkukan rekayasa terhadap NPSHr.

nah, yang bisa kita rubah dan rekayasa agar pompa yang dipilih bisa beroperasi secara normal adalah NPSHa (available) atau yang tersedia dari fluida yang masuk ke dalam pompa. NPSHa ini di merupakan energi terakhir setelah dikurangi friction loss, hydrostatic pressure, vapor pressure dan tekanan sumber fluida. Nah, untuk menghindari terjadinya “kelaparan” maka berdasarkan beberapa buku atau aturan jempol (rules of Thumb) maka NPSHa harus 10% lebih besar dari NPSHr atau 3Feet diatas NPSHr. Bahkan ada yang lebih ekstrim lagi, hingga menyebutkan NPSHa harus lebih besar hingga 50%. itu semua bergantung kepercapaan masing-masing.

nah itu adalah satu dari beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam merancang pompa. masih ada beberpa hal yang perlu diperhatikan untuk menentukan pompa tersebut sudah sesuai dengan keinginan atau perlu rekayasa lagi.

semoga bermanfaat, dan jangan lupa untuk tetap belajar dan belajar terus. biar ga kalah dengan engineer luar yang mulain mencari makan di negeri ini

Jenis Pompa yang paling sering digunakan

Untuk melengkapi tulisan saya terdahulu mengenai Menghitung Pompa yang isinya langsung kepada perhitungan pompanya tapi tidak menyebutkan jenis dan karakternya. sehingga pada tulisan kali ini saya ingin sedikit berbagi untuk menceritakan pompa-pompa ini.

oh iya, sebelum saya lupa, https://radiman.wordpress.com berubah menjadi http://adamradiman1.wordpress.com.

Pump Classification

dari diagram diatas dapat dijelaskan bahwa pompa dapat di klasifikasi menjadi 2 yaitu Centrifugal dan Positif displacement.

Positive Displacement, bekerja bedasarkan kompresi dan ekspansi dari cavity, ruang atau pergerakan ruang fluida.  Secara teoritis head dengan flow akan membentuk grafik asimtot, tapi pada kenyataannya grafik tersebut akan lebih landai.

Head vs Flow

Grafik Head vs Flow menunjukkan bahwa flow dari pompa positif displacement tidak akan berubah. Kapasitas ditentukan diawal disesuaikan dengan kebutuhan. Sedangkan untuk Headnya bisa sangat tinggi tidak terbatas, sehingga pada umumnya pompa ini memberikan tekanan sangat tinggidan dapat merusak perpipaan discharge ketika tidak sesuai dengan kebutuhan atau ada kasus blocking di discharge linenya.

Pompa Jenis ini digunakan untuk liquid dengan viskositas tinggi, untuk dosing pump ( chemical injection dan sebagainya), dan bila kebutuhan pressure discharge tinggi.

Centrifugal Kinetic, agak sedikit berbeda dengan positive Displacement, kerja yang dihasilkan dari pompa centrifugal adalah akibat perubahan kecepatan pada liquids.

Berbeda dengan Positive Displacement dalam hal grafik Head vs flow, pompa centrifugal memiliki kurga head vs flow yang tetap headnya tapi flownya dapat berubah.

Head vs Flow centrifugal

nah sekarang dapat disimpulkan bahwa pompa centrifugal dapat diatur flownya tapi, perubahan flow ini akan berdampak kepada perubahan head. semakin besar flow maka head akan semakin kecil. begitu juga ketika flow di kecilkan maka perlu di perhatikan bahwa pressure akan meningkat. ada istilah shut off pressure yang membatasi flow rate dari pompa agar internal pompanya tidak rusak. berbeda dengan Positif displacement bila pressure di naikkan maka yang dikhawatirkan adalah kerusakan discharge linenya.

Demikian yang bisa saya sampaikan saat ini, nanti kita akan sambung lagi dengan tema yang lain atau melanjutkan tema Pompa ini. selamat belajar….

 

POmpa…

Pompa adalah sebuah alat yang berfungsi untuk memindahkan suatu fluida dari satu tempat ke tempat lain. Pemindahan fluida ini dengan memberikan energi kepada fluida tersebut. Energy yang di berikan pompa adalah tekanan.

Tekanan ini dihasilkan oleh impeller yang di gerakan oleh sebuah motor. Impeller ini akan menambah kecepatan dari fluida dan fluida tersebut akan dilemparkan menuju discharge pompa. Sebelum keluar dari Volute atau kerangka pompa, kecepatan akan diturunkan secara tiba-tiba yang berakibat meningkatnya tekanan pada keluaran pompa. Lihat prinsip dasar dari bernoulli, kecepatan meningkat maka tekanan akan turun begitu juga sebaliknya.

Sering kali kita bilang pompa itu berfungsi untuk menghisap, padahal pompa tidak dirancang untuk menghisap. Pompa bisa menarik fluida karena pompa membuat tekanan pada mata impeller begitu rendah sehingga fluida yang masih bertekanan (minimal atmosferik) bisa naik. Sebagai contoh ketika kita minum air menggunakan sedotan, kita tidak menarik air. Tapi membuat rongga mulut memiliki tekanan yang begitu rendah hingga air naik untuk memenuhi rongga mulut kita.

Pompa tidak menghisap fluida pada kedalam yang terlalu besar, sebabnya adalah tekanan atmosferik hanya bisa menaikkan air hingga 33.9 ft atau sekitar 10.3327 m. sehingga tidak mungkin untuk menghisap air pada kedalaman lebih dari 10.3327m tanpa bantuan penambahan tekanan pada sumur atau menempatkan pompa pada sumur tersebut. itulah sebab adanya pompa submersible dan vertical pump. Pompa tersebut tidak dikhawatirkan kehilangan fluida karena fluida tidak bisa naik. Karena impeller akan terus terendam oleh fluida.

Salah satu hal yang menurut pkirian awam ku penting adalah NPSH. NPSH adalah kebutuhan minimum agar pompa dapat bekerja sesuai dengan tugasnya. NPSH dapat dibagi menjadi dua, NPSH required dan NPSH available. NPSH Required adalah energy minimum yang terdapat didalam fluida agar sebuah pompa dapat bekerja dengan baik, sedangkan NPSH available adalah energy yang tersedia dalam fluida yang akan dipindahkan. Agar pompa dapat bekerja dengan baik maka NPSH availabel harus lebih besar dari NPSH required. Secara umum NPSH available lebih besar 10% dari NPSH required.

Untuk menentukan NPSH available mapa perlu dihitung tekanan sumber( dalam satuan panjang), tekanan hidrostatik (satuan panjang), hilang tekan akibat perpipaan (dalam satuan panjang), tekanan uap fluida (dalam satuan panjang) dan tekanan inlet pompa (dalam satuan panjang).

NPSH a = tekanan sumber + tekanan hydrostatik – hilang tekan – tekanan uap fluida – tekanan inlet.

nb: pada umumya tekanan inlet ini lebih sering tidak diperhitungakan dalam perhitungan NPSH a. Tapi untuk keamanan tekanan inlet ini dapat dihitung. besarnya tekanan inlet ini didapat dari manufacture pompa, bila tidak terdapat tekanan inlet impeller maka dapat digunakan 2 ft sebagai acuan.

Apabila NPSH available lebih kecil dari pada NPSH required kemungkinan terjadi kavitasi lebih besar. Kavitasi itu sendiri adalah keadaan dimana fluida menguap pada saat didalam pompa yang diakibatkan karena turunnya tekanan pada fluida atau meningkatnya temperatur.

Kavitasi dapat berakibat seperti water hammer pada kompressor, bahkan pada saat energy ayng tersedia pada uap tersebut cukup dapat menghancurkan impeller dan casing dari internal pompa.

Maka perlu diperhatikan sistem perpipaan inlet pompa, tekanan pompa, level fluida dalam tank paling rendah, dan sebagainya.

itu dulu bagi-bagi pengetahuannya soalnya ga ada lagi yang bisa disampaikan.