BAB 2 POMPA SENTRIFUGAL

BAB II

LANDASAN TEORI

 

2.1       Penjelasan Umum Pompa

Pompa adalah suatu mesin fluida yang digunakan untuk memindahkan fluida melalui pipa dari satu tempat ke tempat lain. Dalam menjalankan fungsinya tersebut, pompa mengubah energi gerak poros untuk menggerakkan sudu-sudu menjadi energi tekanan pada fluida.

 

2.2              Klasifikasi Pompa

Klasifikasi pompa menurut prinsip perubahan bentuk energi yang terjadi, pompa dibedakan menjadi, Positive Displacement Pump dan Dynamic Pump / Centrifugal Pump. ^[1]

 

2.2.1        Positive Displacement Pump

Disebut juga dengan pompa aksi positif. Energi mekanik dari putaran poros pompa dirubah menjadi energi tekanan untuk memompakan fluida. Pada pompa jenis ini dihasilkan head yang tinggi tetapi kapasitas yang dihasilkan rendah. Yang termasuk pompa pompa aksi postif adalah Pompa Rotary dan Pompa Torak. ^[1]

 

2.2.2        Pompa Rotary

Sebagai ganti pelewatan cairan pompa sentrifugal, pompa rotari akan merangkap cairan, mendorongnya melalui rumah pompa yang tertutup. Hampir sama dengan piston pompa torak akan tetapi tidak seperti pompa torak (piston), pompa rotary mengeluarkan cairan dengan aliran yang lancar (smooth). Berikut ini adalah macam-macam pompa rotary :

• Pompa roda gigi luar

Pompa ini merupakan jenis pompa rotary yang paling sederhana. Apabila gerigi roda gigi berpisah pada sisi hisap, cairan akan mengisi ruangan yang ada diantara gerigi tersebut. Kemudian cairan ini akan dibawa berkeliling dan ditekan keluar apabila giginya bersatu lagi.

Gambar 2.1 Pompa roda gigi luar ^[1]

 

• Pompa roda gigi dalam

Jenis ini mempunyai rotor yang mempunyai gerigi dalam yang berpasangan dengan roda gigi kecil dengan penggigian luar yang bebas (idler). Sebuah sekat yang berbentuk bulan sabit dapat digunakan untuk mencegah cairan kembali ke sisi hisap pompa.

Gambar 2.2 Pompa roda gigi dalam ^[1]

 

• Pompa cuping (lobe pump)

Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal aksinya dan mempunyai 2 rotor atau lebih dengan 2,3,4 cuping atau lebih pada masing-masing rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan oleh roda gigi luarnya.

Gambar 2.3 Pompa cuping (lobe pump) ^[1]

 

• Pompa sekrup (screw pump)

Pompa ini mempunyai 1,2 atau 3 sekrup yang berputar di dalam rumah pompa yang diam. Pompa sekrup tunggal mempunyai rotor spiral yang berputar di dalam sebuah stator atau lapisan heliks dalam (internal helix stator). Pompa 2 sekrup atau 3 sekrup masing-masing mempunyai satu atau dua sekrup bebas (idler).

 

Gambar 2.4 Pompa sekrup (screw pump) ^[1]

 

• Pompa baling geser (vane pump)

Pompa ini menggunakan baling-baling yang dipertahankan tetap menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila rotor diputar. Cairan yang terjebak diantara 2 baling dibawa berputar dan dipaksa keluar dari sisibuang pompa.

Gambar 2.5 Pompa baling geser (vane pump) ^[1]

 

2.2.3        Pompa Torak (Piston)

Pompa torak mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas selama pergerakan piston sepanjang langkahnya. Volume cairan yang dipindahkan selama satu langkah torak akan sama dengan perkalian luas torak dengan panjang langkah. Di bawah ini adalah macam-macam pompa torak:

Menurut cara kerja :

• Pompa torak kerja tunggal

Gambar 2.6 Pompa torak kerja tunggal ^[1]

 

• Pompa torak kerja ganda

Gambar 2.7 Pompa torak kerja ganda ^[1]

Menurut jumlah silinder :

• Pompa torak silinder tunggal

Gambar 2.8 Pompa torak silinder tunggal ^[1]

 

• Pompa torak silinder ganda

Gambar 2.9 Pompa torak silinder ganda ^[1]

 

2.2.4        Dynamic Pump / Centrifugal Pump

Merupakan suatu pompa yang memiliki elemen utama sebuah motor dengan sudu impeller berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida masuk dipercepat oleh impeller yang menaikkan kecepatan fluida maupun tekanannya dan melemparkan keluar volute.

Prosesnya yaitu :

• Antara sudu impeller dan fluida

Energi mekanis alat penggerak diubah menjadi energi kinetik fluida

• Pada Volute

Fluida diarahkan ke saluran tekan (discharge), sebagian energi kinetik fluida diubah menjadi energi tekan.

Gambar 2.10 Pompa centrifugal ^[1]

 

2.3              Klasifikasi Pompa Sentrifugal

Pompa sentrifugal diklasifikasikan berdasarkan beberapa kriteria, antara lain sebagai berikut :

1. Berdasarkan kapasitas aliran

• Pompa kapsitas rendah    : 20 /jam
• Pompa kapsitas sedang   : 20-60 /jam
• Pompa kapsitas tinggi     : diatas 60 /jam

1. Bentuk arah aliran yang terjadi di impeller. Aliran fluida dalam impeller dapat berupa axial flow, mixed flow, atau radial flow.
2. Bentuk konstruksi dari impeller. Impeller yang digunakan dalam pompa sentrifugal dapat berupa open impeller, semi-open impeller, atau close impeller.

Gambar 2.11 Open, semi-open, dan close impeller ^[2]

1. Banyaknya jumlah suction inlet. Beberapa pompa setrifugal memiliki suction inlet lebih dari dua buah. Pompa yang memiliki satu suction inlet disebut single-suction pump sedangkan untuk pompa yang memiliki dua suction inlet disebut double-suction pump.
2. Banyaknya impeller. Pompa sentrifugal khusus memiliki beberapa impeller bersusun. Pompa yang memiliki satu impeller disebut single-stage pump sedangkan pompa yang memiliki lebih dari satu impeller disebut multi-stage pump.
3. Kecepatan pompa diganbarkan dengan kecepatan putaran spesifik atau faktor kecepatan dari impeller. Kecepatan putaran spesifik juga didefinisikan sebagai kecepatan impeller pada sebuah rumah model.
4. Berdasarkan kecepatan spesifik

• Kecepatan spesifik rendah    : ns = 40 – 80 rpm
• Kecepatan spesifik sedang   : ns = 80 – 150 rpm
• Kecepatan spesifik tinggi     : ns = 150 – 300 rpm

1. Tekanan Discharge :

• Tekanan Rendah         : < 4,9 bar
• Tekanan menengah      : 4,9 – 49 bar
• Tekanan tinggi             : > 49 bar

 

2.4              Jenis-jenis Pompa Sentrifugal

Pompa senrtifugal juga mempunyai beberapa jenis yaitu, pompa volute, pompa difuser, pompa radial, pompa aksial, pompa turbin, pompa aliran campur.

 

2.4.1        Pompa Volute

Pada pompa volute aliran yang keluar dari impeller ditampung di dalam volute (rumah spiral), yang selanjutnya akan disalurkan ke nosel keluar.

Gambar 2.12 Pompa volute ^[2]

2.4.2        Pompa Difuser

Pompa difuser mempunyai difuser yang dipasang mengelilingi impeller. Fungsi dari difuser ini adalah untuk menurunkan kecepatan aliran yang keluar dari impeller, sehingga energi kinetik aliran dapat diubah menjadi energi tekanan secara efisien. Pompa difuser dipakai untuk memperoleh head total yang tinggi.

Gambar 2.13 Pompa difuser ^[2]

 

2.4.3        Pompa Radial

Fluida diisap pompa melalui sisi isap adalah akibat berputarnya impeller yang menghasilkan tekanan vakum pada sisi isap. Selanjutnya fluida yang telah terisap terlempar keluar impeller akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida itu sendiri. Dan selanjutnya ditampung oleh casing (rumah pompa) sebelum dikeluarkan kesisi tekan (discharge). Dalam hal ini ditinjau dari perubahan energi yang terjadi, yaitu: energi mekanis poros pompa diteruskan kesudu-sudu impeler, kemudian sudu tersebut memberikan gaya kinetik pada fluida. Akibat gaya sentrifugal yang besar, fluida terlempar keluar mengisi rumah pompa dan didalam rumah pompa inilah energi kinetik fluida sebagian besar diubah menjadi energi tekan. Arah fluida masuk kedalam pompa sentrifugal dalam arah aksial dan keluar pompa dalam arah radial. Pompa sentrifugal biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head medium sampai tinggi dengan kapasitas aliran yang medium. Dalam aplikasinya pompa sentrifugal banyak digunakan untuk kebutuhan proses pengisian ketel dan pompa-pompa rumah tangga.

Gambar 2.14 Pompa radial ^[2]

2.4.4        Pompa Aksial (Propeller)

Berputarnya impeller akan menghisap fluida yang dipompa dan menekannya kesisi tekan dalam arah aksial karena tolakan impeller. Pompa aksial biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head rendah dengan kapasitas aliran yang besar. Dalam aplikasinya pompa aksial banyak digunakan untuk keperluan pengairan.

Gambar 2.15 Pompa aksial ^[2]

2.4.5        Pompa Aliran Campur (Mixed Flow Pump)

Head yang dihasilkan pada pompa jenis ini sebagian adalah disebabkan oleh gaya sentrifugal dan sebagian lagi oleh tolakan impeler. Aliran buangnya sebagian radial dan sebagian lagi aksial, inilah sebabnya jenis pompa ini disebut pompa aliran campur.

Gambar 2.16 Pompa aliran campur ^[2]

 

2.4.6    Pompa Jenis Tubin

Juga disebut pompa Vorteks (Vortex), periperi (Periphery), dan regeneratif. Cairan diputar oleh baling-baling impeller dengan kecepatan tinggi selama hampir satu putaran di dalam saluran yang berbentuk cincin (annular), tempat impeller tadi berputar. Energi ditambahkan ke cairan dalam sejumlah impuls.

Gambar 2.17 Pompa jenis turbin ^[2]

2.5              Keuntungan dan Kerugian Pompa Sentrifugal

Keuntungan

1. Jumlah aliran yang dihasilkan merata dan bertekanan konstan pada saat beroperasi.
2. Ongkos perawatan ringan dan konstruksi sederhana.
3. Dapat mempompa air kotor sebab tidak mempunyai katup.
4. Getaran yang terjadi pada saat pengoperasian lebih kecil.

Kekurangan

1. Efisiensi pompa lebih kecil bila dibandingkan dengan pompa torak, terutama untuk kapasitas besardan tekanan tinggi.
2. Pompa sentrifugal tidak dapat beroperasi bila sisi isapkering pada awal pengoperasian sehingga perlu diisi atau dipancing.
3. Pompa sentrifugal sukar untuk jumlah aliran yang kecil dengan tekanan yang tinggi.

 

2.6              Head Pompa

Head (H) sebuah pompa adalah pemanfaatan energi mekanik yang dihasilkan pompa dalam menangani fluida yang mengalami hambatan seperti ketinggian, gesekan laju air dan tekanan. Head terbagi menjadi 3 antara lain :

• Head tekanan

Head tekanan adalah perbedaan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi tekan dengan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi isap.

• Head kecepatan

Head kecepatan adalah perbedaan antar head kecepatan zat cair pada saluran tekan dengan head kecepatan zat cair pada saluran isap.

• Head statis total

Head statis total adalah perbedaan tinggi antara permukaan zat cair pada sisi tekan dengan permukaan zat cair pada sisi isap.

 

 

2.7              NPSH (Net Positive Suction Head)

Kavitasi akan terjadi bila tekanan statis suatu aliran zat cair menurun sampai dibawah tekanan uap jenuh. Jadi, untuk menghindari kavitasi harus diusahakan agar tidak ada satu bagianpun dari aliran di dalam pompa yang mempunyai tekanan statis yang lebih rendah dari tekanan uap jenuh cairan  pada temperatur yang bersangkutan.

Berhubungan dengan hal tersebut di atas maka orang mendefinisikan suatu “NPSH”, yang dipakai sebagai ukuran keamanan pompa terhadap kavitasi. NPSH dibedakan menjadi dua macam, yaitu NPSH yang tersedia pada sistem (instalasi), dan NPSH yang diperlukan pompa.

 

2.7.1        NPSH Yang Tersedia

NPSH yang tersedia adalah head yang dimiliki oleh zat cair pada sisi isap (ekivalen dengan tekanan mutlak pada sisi isap pompa), dikurangi dengan tekanan uap jenuh zat cair di tempat tersebut.

Dalam hal ini pompa menghisap zat cair dari tempat terbuka (dengan tekanan atmosfer pada permukaan zat cair).

 

2.7.2        NPSH Yang Diperlukan

Tekanan terendah ddi dalam pompa biasanya terdapat di suatu titik dekat setelah sisi masuk sudu impeller. Di tempat tersebut, tekanan adalah lebih rendah dari pada lubang isap pompa. Hal ini disebabkan oleh kerugian head di nosel isap, kenaikan kecepatan aliran karena luas penampang yang menyempit, dan kenaikan kecepatan aliran karena tebal sudu setempat.

Jadi, agar tidak terjadi penguapan zat cair, maka tekanan pada lubang masuk pompa dikurangi tekanan di dalam pompa harus lebih tinggi dari pada tekanan uap zat cair. Head tekanan yang besar sama dengan penurunan tekanan ini disebut NPSH yang diperlukan. Besar NPSH yang diperlukan berbeda untuk setiap pompa. Agar pompa dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi maka, NPSH yang tersedia > NPSH yang diperlukan.

 

2.8              Kavitasi

Kavitasi adalah gejala menguapnya zat cair yang sedang mengalir, karena tekanannya berkurang sampai dibawah uap jenuh. Misalnya air pada tekanan 1atmosfer akan mendidih dan menjadi uap pada temperatur 100 . Tetapi jika tekanan direndahkan maka air akan mendidih pada temperatur yang lebih rendah (dibawah 100 ).

Apabia air mendidih maka akan timbul gelembung-gelembung uap zat cair. Hal ini dapat terjadi pada zat cair yang sedang mengalir di dalam pompa maupun di dalam aliran, sangat rawan terhadap terjadinya kavitasi. Pada pompa misalnya, bagian yang mudah mengalami kavitasi adalah pada sisi isapnya. Kavitasi akan timbul bila tekanan isap terlalu rendah.

Jika pompa mengalami kavitasi, maka akan timbul suara berisik dan getaran. Selain itu performa pompa akan menurun secara tiba-tiba, sehingga pompa tidak dapat bekerja dengan baik. Jika pompa dijalankan dalam keadaan kavitasi secara terus-menerus dalam jangka waktu yang lama, maka permukaan dinding saluran disekitar aliran yang berkavitasi akan mengalami kerusakan.permukaan dinding akan termakan sehingga menjadi berlubang-lubang atau bopeng. Peristiwa ini disebut erosi kavitasi, sebagai akibat daritumbukan gelembung-gelembung uap yang pecah pada dinding secara terus-menerus.

Gambar 2.18 Akibat kavitasi ^[2]

2.9              Fluktuasi Tekanan

Gejala fluktuasi tekanan yang berasal dari pompa, setiap kali sisi keluar sudu impeller lewat dekat lidah volut pada waktu berputar, tekanan zat cair akan berdenyut. Denyut yang terus-menerus akan dirasakan sebagai fluktuasi tekanan yang merambat pada zat cair di dalam pipa keluar.

Pada umumnya denyut tekanan yang disebabkan interferensi antara impeller dan rumah akan lebih kecil jika jarak antara sisi luar sudu impeller dengan lidah volute akan bertambah besar.

Gambar 2.19 Aliran bedenyut pada pompa^[2]

 

Selama denyut tekanan yang timbul di dalam pompa hanya dirambatkan melalui zat cair saja, tidak akan menjadi masalah. Namun jika denyut tersebut kemudian beresonansi dengan kolom air di dalam pipa, maka akan timbul bunyi dan getaran. Di sini denyut yang ditimbulkan di dalam pompa merambat dalam bentuk gelombang tekanan di sepanjang pipa.

 

2.9.1        Pencegahan Fluktuasi Tekanan

Getaran dan bunyi yang diakibatkan oleh fluktuasi tekanan dapat dihindari dengan cara mengurangi perambatan dari pompa ke pipa, untuk ini dapat digunakan peredam denyut yang dipasang pada pipa keluar pompa. Peredam denyut terdapat dalam berbagai bentuk, namun ang paling sederhana berupa kamar ekspansi. Konstruksi semacam ini cukup efektif untuk pipa dengan diameter kecil.

Kurang lebih ¼ panjang gelombang

 

 

 

 

 

Gambar 2.20 Peredam bunyi dengan kamar ekspansi ^[2]

 

2.10          Bentuaran Air (Water Hammer)

Gejala ini terjadi bila suatu aliran zat cair di dalam pipa dengan tiba-tiba dihentikan misalnya dengan menutup katup secara cepat. Di sini seolah-olah zat cair membentur katup sehingga timbul tekanan yang melonjak diikuti fluktuasi tekanan di sepanjang pipa untuk beberapa saat.

Pada pipa yang dihubungkan dengan pompa gejala benturan air (water hammer) ini juga dapat terjadi. Misalnya, bila sebuah pompa yang sedang bekerja secara tiba-tiba mati (karena motor penggerak dimatikan) maka aliran air akan terhalang impeller sehingga mengalami perlambatan yang mendadak. Di sini terjadi lonjakan tekanan pada pompa dan pipa, seperti peristiwa penutupan katup secara tiba-tiba. Lonjakan tekanan juga dapat terjadi jika pompa dijalankan dengan tiba-tiba atau katup dibuka secara cepat.

Besarnya lonjakan atau jatuhnya tekanan karena benturan air, tergantung pada laju perubahan kecepatan aliran. Dalam hal katup, tergantung pada kecepatan penutupan atau pembukaan katup, dan dalam hal pompa, tergantung pada cara menjalankan dan menghentikan pompa, panjang pipa, kecepatan aliran, dan karakteristik pompa, merupakan faktor-faktor yang sangat penting sangat penting menetukan besarnya lonjakan atau jatuhnya tekanan karena benturan air (water hammer).

 

2.10.1    Kerusakan Akibat Benturan Air (Water Hammer)

Betutan air (water hammer) dapat menimbulkan beberapa kerusakan seperti yang diuraikan di bawah ini :

1. Pompa, katup, atau pipa dapat pecah karena lonjakan tekanan pada waktu terjadi benturan air (water hammer).
2. Pipa dapat kempis (melesak) karena tekanan negatip (tekanan vakum) yang terjadi di dalam pipa di belakang katup atau pompa.
3. Jika tekanan negatip pada suatu titk di dalam pipa menjadi lebih rendah dari pada tekanan uap zat cair, maka akan terjadi penguapan pada titik tersebut. Di tempat ini zat cair di dalam pipa akan terpisah oleh uapmenjadi dua kolom zat cair, bagian yang berisi uap ini karean bertekanan rendah akakn terisi kembalisenhingga dua kolom zat cair yang terpisah akan menyatu kembali dengan cara saling membentur. Maka di tempat benturan inilah pipa dapat pecah.
4. Jika putaran balik dari pompa tidak dicegah, maka dapat timbul kerusakan karena putaran lari atau kerusakan lain pada pompa dan penggeraknya.

 

1.11         

2.11          Penggerak Mula Pompa

Dalam merencanakan suatu instalasi pompa, sering kali dipertanyakan apakah akan dipergunakan motor listrik atau motor bakar / torak sebagai penggerak mula. Untuk menentukan mana yang tepat bagi setiap kasus harus dilihat kondisi kerja dan tempatnya, karena kedua jenis penggerak mula tersebut mempunyai keuntungan dan kerugiannya masing-masing.

 

2.11.1    Motor Listrik

Keuntungan

1. Jika tenaga listrik dari PLN atau seumber lain tersedia dengan tegangan yang sesuai di sekitar tempat tersebut, maka penggunaan motor listrik dapat memberikan ongkos yang murah.
2. Pengoperasiannya lebih mudah.
3. Ringan dan hampir tidak menimbulkan getaran.
4. Pemeliharaan dan pengaturan mudah

Kekurangan

1. Jika listrik padam, pompa tidak dapat bekerja sam sekali.
2. Jika pompa jarang dipakai, biaya operasi akan tinggi karena biaya beban tetap harus dibayar.
3. Jika lokasi pompa jauh dari jaringan distribusi listrik yang ada, maka biaya penyambungan tenaga listirik akan mahal.

 

2.11.2    Motor Bakar / Torak

Kelebihan

1. Operasi tidak tergantung pada tenaga listrik.
2. Biaya fasilitas tambahan dapat lebih rendah dari pada motor listrik.

Kekurangan

1. Motor torak lbih berat dari pda motor listrik.
2. Memerlukan air pendingin dalam jumlah yang cukup besar.
3. Getaran dan suara mesin sangat besar.

Disamping motor listrik dan motor torak, untuk pabrik-pabrik yang menggunakan tubin uap, juga sering dipakai turbin uap sbagai penggerak mula pompa.

 

2.12          Priming Pump

Pompa sentrifugal memakai prinsip mengubah energi kinetik menjadi energi potensial. Aliran fluida dinaikkan tekanannya di daerah volute impeller. Impeller harus berputar, agar tidak terjadi rubbing dan putaran impeller tidak terganggu maka antara impeller (rotor) dengan stator harus ada celah (clearance).

Karena adanya celah (clearance) ini maka putaran impeller tidak akan cukup kuat membuat tekanan vakum sampai ke permukaan cairan yang ada di bawah/mulut pipa suction. Di sini letak pentingnya caian fluida yang ada dalam prime chamber (beberapa manufacturer membuat casing pompa agak besar dan dinamakan self priming pump). Fluida itu akan membentuk lapisan (barrier) kedap pembatas antara udara di sisi discharge pompa dengan udara yang ada antara fluida dalam chamber dengan fluida yang ada di sumber air (reservoir). Fluida ini akan memenuhi ruang celah clearance di antara impeller dan stator. Pada saat impeller berputar, kolom fluida ini bergerak terdorong/terpompa ke arah discharge, maka kolom udara yang terperangkap antara kolom fluida prime chamber dengan kolom di pipa suction akan ikut terbawa ke pipa discharge. Sebagian priming fluida akan kembali ke priming chamber tetapi udara tidak akan kembali ke dalam pipa suction. Akan terbentuk vacuum di dalam pipa suction tadi. Proses pembuangan udara dari dalam pipa suction ini akan berlangsung terus hingga fluida yg ada di bawah akan naik semuanya (pipa suction dipenuhi fluida). Tekanan vacuum inilah yang akan mendorong fluida yang ada di bawah untuk naik ke mulut (suction flange) pompa.

Ada dua macam priming chamber, ada yang priming fluidanya tinggal di dalam casing pompa (self priming pump), dan yang priming fluidanya terpisah dalam suatu accessories priming chamber.

 

2.13          Relief Valve

Relief valve adalah suatu katup keaamanan yang dipasang pada pompa atau pada pipa antara sisi masuk dan keluar pompa. Katup ini memodulasi arus antara sisi masuk dan sisi keluar antara posisi terbuka penuh dan sepenuhnya tertutup dalam merespon sinyal hydaurlic dari katup pilot. Relief valve tersedia dalam tiga ukuran. Untuk pompa dengan kapasitas aliran 750 gpm atau di bawah 750 gpm, digunakan katup dengan diameter outlet dua inci. Untuk pompa dengan kapasitas aliran hingga 1250 gpm, digunakan katup dengan diameter outlet  tiga inci. Untuk 1500 gpm hingga 2000 gpm, dianjurkan menggunakan katup dengan diameter outlet empat inci.

Gambar 2.21 Relief valve^[2]

2.14          Sistem Proteksi Pompa

Pompa sentrifugal kehilangan head ketika pompa itu dioperasikan tanpa ada aliran yang melewatinya, sebagai contoh dengan katup buang yang tertutup, atau dilawan dengan check  valve. Jika katup buang tertutup dan tidak ada saluran kecil untuk aliran  yang disediakan pada pompa, impeller akan mengaduk volme air  yang sama ketika berputar di dalam rumah pompa. Ini akan meningkatkan temperatur zat cair (akibat gesekan) di dalam rumah pompa pada titik dimana akan timbul uap air. Uap air dapat menimbulkan terhentinya aliran pendingin paking pompa, bearing, penyebab keausan dan panas. Jika pompa beroperasi pada jumlah yang kurang dengan waktu yang lama, pompa akan rusak. Ketika pompa dipasang dalam sebuah sistem seperti yang mungkin mengalami shut off head secara berkala, pompa ini memerlukan beberapa hal untuk perlindungan pompa. Salah satu cara untuk melindungi pompa beroperasi tanpa ada head  adalah menyediakan jalur ulang  dari saluran buang pompa yang mengalir dari katup buang, yang kembali untuk mensuplai pompa. Saluran sirkulasi ulang ini harus diukur untuk memberikan jumlah aliran yang cukup pada pompa untuk mencegah kelebihan panas dan kerusakan pompa. Proteksi mungkin juga dilakukan dengan menggunakan sebuah kontrol aliran otomatis. Pompa sentrifugal harus juga diproteksi dari aliran maksimal. Aliran maksimal dapat menyebabkan kavitasi dan juga kelebihan panas pada motor pompa akibat kelebihan arus. Salah satu cara untuk memastikannya adalah selalu ada hambatan aliran pada saluran buang pompa untuk mencegah kelebihan aliran yang melalui pompa, dengan memasang katup throttle atau orifice pada setelah saluran buang. Rancangan sistem pemipaan yang baik sangat penting untuk mencegah pompa mengalir secara maksimal.

Agar pompa dapat beroperasi dengan baik, terdapat prosedur proteksi standar yang diterapkan pada pompa sentrifugal. Beberapa standar minimum paling tidak terdiri dari:

1. Proteksi terhadap aliran balik. Aliran keluaran pompa dilengkapi dengan check valve yang membuat aliran hanya bisa berjalan satu arah, searah dengan arah aliran keluaran pompa.
2. Proteksi terhadap overload. Beberapa alat seperti pressure switch low, flow switch high, dan overload relay pada motor pompa dipasang pada sistem pompa untuk menghindari overload.
3. Proteksi terhadap vibrasi. Vibrasi yang berlebihan akan menggangu kinerja dan berkemungkinan merusak pompa. Beberapa alat yang ditambahkan untuk menghindari vibrasi berlebihan ialah vibration switch dan vibration monitor.
4. Proteksi terhadap minimum flow. Peralatan seperti pressure switch high (PSH), flow switch low (FSL), dan return line yang dilengkapi dengan control valve dipasang pada sistem pompa untuk melindungi pompa dari kerusakan akibat tidak terpenuhinya minimum flow.

 

2.15          Efisiensi Pompa Sentrifugal

Efisiensi pompa merupakan perbandingan daya yang diberikan pompa kepada fluida dengan daya yang diberikan motor kepada pompa. Efisiensi pompa didapat dengan menggunakan beberapa rumus seperti di bawah ini :

• WHP (Water Horse Power)

Dimana :          WHP   =  Water Horse Power (Watt)

ρ         =  massa jenis (kg/m³)

g         =  percepatan gravitasi (m/s²)

Q        =  debit aliran (m³/s)

H        =  head total (m)

• BHP (Blade Horse Power)

Dimana :             BHP    =  Blade Horse Power (Watt)

P         =  Daya (Watt)

Sehingga efisiensi pompa (h_p) adalah :