Cara Menentukan Total Head Pada Pompa EBARA

Pada uraian tentang persamaan Bernoulli yang dimodifikasi untuk aplikasi pada instalasi pompa, terlihat bahwa persamaan Bernoulli dalam bentuk energi “head” terdiri dari empat bagian “head” yaitu head elevasi, head kecepatan, head tekanan, dan head kerugian (gesekan aliran). Persamaan Bernoulli dalam bentuk energi head :

a. Head statis total
Head statis adalah penjumlahan dari head elevasi dengan head tekanan. Head statis terdiri dari head statis sisi masuk (head statis hisap) dan sisi ke luar (head statis hisap). Persamaanya adalah sebagai berikut :

b. Head Kerugian (Loss)
Head kerugian yaitu head untuk mengatasi kerugian kerugian yang terdiri dari kerugian gesek aliran di dalam perpipaan, dan head kerugian di dalam belokan-belokan (elbow), percabangan, dan perkatupan (valve)

Hloss = Hgesekan + Hsambungan

c. Head kerugian gesek di dalam pipa [Hgesekan ]
Aliran fluida cair yang mengalir di dalam pipa adalah fluida viskos sehingga faktor gesekan fluida dengan dinding pipa tidak dapat diabaikan, untuk menghitung kerugian gesek dapat menggunakan perumusan sebagai berikut :

dengan :
v = kecapatan rata-rata aliran di dalam pipa (m/s)
C,p,q = Koefesien – koefesien
λ = Koefesien kerugian gesek
g = Percepatan gravitasi (m/s2)
L = Panjang pipa (m)
D = Diameter dalam pipa (m)
Perhitungan kerugian gesek di dalam pipa dipengarui oleh pola aliran, untuk aliran laminar dan turbulen akan menghasilkan nilai koefesian yang berbeda, hal ini karena karakteristik dari aliran tersebut. Adapun perumusan yang dipakai adalah sebagai berikut :

d. Kerugian head dalam jalur pipa [Hsambungan]
Kerugian head jenis ini terjadi karena aliran fluida mengalami gangguan aliran sehingga mengurangi energi alirnya, secara umum rumus kerugian head ini adalah :
Hf = f.v²/2g      dengan f = koefesien gesekan

B. Pada perkatupan sepanjang jalur pipa
Pemasangan katup pada instalasi pompa adalah untuk pengontrolan kapasitas, tetapi dengan pemasangan katup tersebut akan mengakibatkan kerugian energi aliran karena aliran dicekik. Perumusan untuk menghitung kerugian head karena pemasangan katup adalah sebagai berikut :

f. Head total
Head total pompa yang dibutuhkan untuk mengalirkan air dengan kapasitas yang telah ditentukan dapat ditentukan dari kondisi insatalsi pompa yang akan dilayani. Pada gambar diatas head total pompa dapat dirumuskan sebagai berikut :

Total head, friction loss, NPSH, Kavitasi

1.    Total head pompa

               Yang dimaksud total head pompa adalah kemampuan tekanan maximum pada titik kerja pompa, sehingga pompa tersebut mampu mengalirkan air dari satu tempat ke tempat lainnya. Beberapa parameter yang diperlukan untuk menentukan total head pompa diantaranya yaitu friction loss pipa, friction loss fitting & valve, pressure drop peralatan mechanical, dan geodetic head.

         1.1.   Friction loss pipa

                     Friction loss pipa terjadi karena disebabkan gesekan antara air dengan permukaan dalam pipa, sehingga menimbulkan gaya gesek dan gaya gesek inilah yang meyebabkan hambatan pada tekanan pompa. Besarnya friction loss pipa tergantung dari jenis material, diameter, dan panjang pipa.

                     Dengan menggunakan pendekatan metode Hazen William maka formulasi untuk menentukan  besarnya friction loss adalah sebagai berikut,

           1.2 Friction fitting & valve

                           Friction loss fitting & valve yaitu gaya gesek yang disebabkan karena gesekan antara air dengan fitting & valve (elbow, tee, check valve, butterfly valve, globe valve, dll), dan gaya gesek ini menyebabkan hambatan tekanan pompa. Besarnya friction loss ini tergantung dari diameter, tipe, dan jumlah fitting & valve.

                     Dengan menggunakan pendekatan metode Hazen William maka formulasi untuk menentukan  besarnya friction loss adalah sebagai berikut,

                     H_f  fitting = (h_f1 x juml fitting)+(h_f2 x juml fitting)

                     dimana :

                     H_f  fitting : Jumlah total friction loss pipa    …. m

                     h_f1 : friction loss fitting dg dia. (x) mm        …. m

                     h_f2 : friction loss fitting dg dia. (y) mm        …. m

         1.3    Pressure drop peralatan mechanical

                     Peralatan mechanical yang biasa digunakan pada sistem pompa dan pemipaan adalah seperti Y strainer, filter air, air handling unit (AHU), chiller, tanki air panas, dll. Masing-masing dari peralatan tsb. sudah ditentukan nilai pressure dropnya oleh pabrik pembuat yaitu antara 1m s/d 15m.

  

         1.4    Geodetic head (Hg)

                     Geodetic head adalah ketinggian vertical dari titik tertinggi pipa suction ke titik tertinggi pipa discharge. Geodetic head merupakan parameter penting dan  nilainya pasti sehingga tidak boleh diperkirakan.

           1.5.  Suction head (Hs)

                       Suction head adalah ketinggian hisap pompa dari level air ke titik tertinggi pipa suction. Ketinggian hisap pompa ditentukan berdasarkan kemampuan hisap maximal suatu pompa yaitu ketinggian hisap dengan memperhatikan bahwa tidak akan terjadi kavitasi pada pompa tsb. Suction head ada 2 macam yaitu negative suction dan positif suction.

                     Negative suction (Gbr. B.5.5a.) yaitu jika level air berada dibawah pompa, dan positif suction (Gbr. B.5.5b.) yaitu   jika level air berada diatas pompa.

 

            1.6. Diameter pipa & velocity

                    Diameter pipa & velocity merupakan 2 parameter yang tidak terpisahkan dan formulasinya dapat ditulis sebagai berikut :

                     Q = V x A                      A = (лd²)/4

                     dimana :

                     Q   : debit pompa                          …..  m³/jam

                     V   : kecepatan  air                        ......  m/s

                     A   : luas penampang lubang pipa …..  mm²

                     d    : diameter dalam pipa                 …..  mm

                     л    : 3,14

                     Tidak ada batasan yang pasti untuk menentukan velocity, akan tetapi untuk mendapatkan Total Head pompa yang optimal maka batasan velocity yang ideal adalah 0,9m/s – 2m/s. 

         1.7.   Menentukan total head

                           Formulasi total head adalah sebagai berikut :

                     Htot = Hf pipe + Hf fitting + Hpd + Hsf + Hg + Hs

                     dimana :

                     Hf pipe      : friction loss pipa

                     Hf fitting      : friction loss pipa & valve

                     Hpd           : pressure drop peralatan

                     Hsf            : safety factor

                     Hg             : geodetic head

                     Hs              : suction/riser  head

2.      Tinggi hisap maximum, Kavitasi & NPSH

  Batas tinggi hisap maximum suatu pompa perlu diperhatikan terutama saat tahap perencanaan, karena jika pompa bekerja diatas ketinggian hisapnya maka  pompa tidak bisa menghisap air atau mampu menghisap akan tetapi terjadi kavitasi sehingga performance pompa turun. Ada beberapa parameter yang  penting berkaitan dengan kemampuan hisap yaitu, NPSHr ,  NPSHa.

         2.1.   NPSHr

                     NPSHr atau NPSHrequired  (Net Positive Suction Head required) adalah pressure pompa pada sisi hisap yang nilainya ditentukan berdasarkan design pompa (inlet suction, impeler, dll). NPSHr bernilai positif sehingga bersifat menghambat kemampuan hisap pompa. Jika pompa dengan nilai NPSHr kecil berarti pompa tersebut mempunyai kemampuan hisap yang baik.  Nilai NPSHr bisa didapat dari kurva pada katalog pompa.

                     Untuk menentukan NPSHr sebaiknya tidak ditentukan pada titik kerja pompa, akan tetapi ditentukan pada titik kerja Qmax yaitu titik kerja pada kurva paling kanan, hal ini untuk memberikan factor keamanan (kemampuan hisap) yang cukup.

 

         2.2 NPSHa

                   NPSHa atau NPSHavailable (Net Positive Suction Head available) adalah pressure maximum pada sisi hisap yang bernilai positive. Nilai NPSHa ditentukan dari hasil perhitungan dengan tujuan untuk membandingkan dengan NPSHr sehingga dapat diketahui apakah pada pompa akan terjadi kavitasi atau tidak. Formula  NPSHa adalah sbb :

                     NPSHa  = Hb – Hf – Hv – Hsf – Hs

                     dimana :

                     Hb    : barometric head                   10,2 mtr

                     Hf     : friction loss pipa                   …. mtr

                                 friction loss fitting & valve  …. mtr

                                 pressure drop peralatan        …. mtr

                     Hv    :  vapour head (dari table)       …. mtr

                     Hsf   :  safety factor head                0,5 mtr

                     Hs     :  suction head/tinggi hisap     .... mtr

  2.3.      Kavitasi

Kavitasi adalah terjadinya gelembung-gelembung udara pada sisi hisap pompa yang disebabkan beberapa factor yaitu kedalaman hisap terlalu tinggi, diameter pipa hisap terlalu kecil, suhu air terlalu panas, penggunaan pompa didaerah yang terlalu tinggi (dipegunungan).

Kavitasi bisa menimbulkan kerusakan pada pompa terutama impeller dan rumah pompa sehingga menyebabkan performance pompa (Q &  H) turun drastis.

Syarat supaya pompa tidak terjadi  kavitasi maka harus memenuhi ketentuan sebagai berikut,

NPSHr < NPSHa

dimana :

NPSHr   : nilai NPSH dari data pompa       …. mtr

NPSHa   : nilai NPSH hasil perhitungan      …. mtr

Jadi nilai NPSHa ditentukan untuk memberikan batasan/persyaratan nilai NPSHr maximum yang dimiliki suatu pompa.

Jika pada system pompa terjadi kavitasi, maka ada beberapa metode untuk mencegah kavitasi adalah sebagai berikut :

-    Ketinggian hisap diperpendek atau dirubah menjadi positif suction.

-    Diameter pipa hisap diperbesar.

-    Temperatur air diturunkan.

-    Menggunakan pompa dengan NPSHr yang kecil.

         2.4.   Tinggi hisap maximum

                     Kemampuan tinggi hisap maximum suatu pompa dapat ditentukan, setelah data NPSHr dan data-data lainya diketahui. Untuk menentukan tinggi hisap maximum ini harus dipertimbangkan tidak akan terjadi kavitasi pada pompa. Formulasi untuk menentukan tinggi hisap maximum adalah sebagi berikut :

                     Hs.max = Hb – Hf – Hv – Hsf – NPSHa

                     NPSHa = NPSHr

                     dimana :

                     Hs.max   : tinggi hisap maximum           …. mtr

                     Hb          : barometric head                    10,2 mtr

                     Hf           : friction loss pipa                    …. mtr

                                      friction loss fitting & valve   …. mtr

                                      pressure drop peralatan         …. mtr

                     Hv          : vapour head (dari table)        …. mtr

                     Hsf         : safety factor head                 0,5 mtr

                     Hs           : suct head/tinggi hisap max    …. mtr

POMPA TRANSFER/POMPA PENGISI

Pompa transfer sering disebut juga dengan istilah pompa pengisi atau pompa pemindah atau pompa angkat. Fungsi pompa ini memindahkan air dari satu tempat ke tempat lain secara  otomatis ataupun dengan cara manual (On/Off).
Pompa bekerja secara otomatis dengan bantuan sensor elektroda ataupun dengan pelampung, sensor ini akan bekerja dengan mendeteksi level air. Jika level air turun (tangki kosong) pada level tertentu maka akan dideteksi oleh elektroda/pelampung kemudian memberi perintah supaya pompa hidup, dan apabila level air naik (tangki penuh) pada level tertentu maka akan dideteksi oleh elektroda/pelampung kemudian memberi perintah supaya pompa mati.
Pompa bekerja secara manual berarti pompa akan bekerja tanpa sensor. Hidup dan mati pompa berdasarkan tombol saklar on-off  yang ditekan oleh orang (operator).
Pompa yang menggunakan listrik 3 phase maka harus dilengkapi panel kontrol  untuk mengkontrol kerja pompa tersebut, sedangkan pompa yang menggunakan listrik 1 phase tidak harus menggunakan panel kontrol untuk mengkontrol kerja pompa.

1.     Pompa transfer atau pompa pengisi

Pompa transfer sering disebut juga dengan istilah pompa pengisi atau pompa pemindah atau pompa angkat. Fungsi pompa ini memindahkan air dari satu tempat ke tempat lain secara  otomatis ataupun dengan cara manual (On/Off).

 Pompa bekerja secara otomatis dengan bantuan sensor elektroda ataupun dengan pelampung, sensor ini akan bekerja dengan mendeteksi level air. Jika level air turun (tangki kosong) pada level tertentu maka akan dideteksi oleh elektroda/pelampung kemudian memberi perintah supaya pompa hidup, dan apabila level air naik (tangki penuh) pada level tertentu maka akan dideteksi oleh elektroda/pelampung kemudian memberi perintah supaya pompa mati.

Pompa bekerja secara manual berarti pompa akan bekerja tanpa sensor. Hidup dan mati pompa berdasarkan tombol saklar on-off  yang ditekan oleh orang (operator).

Pompa yang menggunakan listrik 3 phase maka harus dilengkapi panel kontrol  untuk mengkontrol kerja pompa tersebut, sedangkan pompa yang menggunakan listrik 1 phase tidak harus menggunakan panel kontrol untuk mengkontrol kerja pompa.

1.1.   Pompa transfer dari sumur dangkal ke ground tank/tower tank

Sumur dangkal mempunyai kedalaman kurang dari 8 meter (dari permukaan tanah ke level air). Pompa sumur dangkal biasanya menggunakan pompa tipe centrifugal end suction ukuran kecil.

Gbr.1.3.  Pompa transfer dari sumur dangkal (< 8 meter) ke ground/tower tank

     

1.2.   Pompa transfer dari sumur sedang ke ground tank/ tower tank

Sumur dengan kedalaman sedang adalah sumur yang mempunyai kedalaman antara 8 meter s/d  20 meter (diukur dari permukaan tanah ke level air). Pompa yang digunakan adalah tipe jet pump, disebut jet pump karena pada pompa ini ada alat tambahan dipasang pada sisi hisap dinamakan  ejector yang mempunyai fungsi untuk menambah daya dorong. Pada sisi hisap pompa jet pump mempunyai dua jalur pipa, satu jalur sebagai pipa hisap dan satu jalur lainnya sebagai pipa dorong yang berfungsi mengalirkan sebagian air dari pompa, mengalir turun menuju ejector kemudian kembali mendorong keatas melalui pipa hisap.

Gbr. 1.2. Pompa jet pump untuk transfer dari sumur sedang (8 - 20 meter) ke ground/tower tank.

              

               1.3.   Pompa transfer dari sumur dalam ke ground tank/tower tank

          Kategori  sumur dalam yaitu sumur yang mempunyai kedalaman diatas 20 meter (diukur dari permukaan tanah ke level air). Ada dua macam level air yang biasa digunakan sebagai acuan yaitu dinamyc water level (level air yang selalu berubah) dan static water level (level air yang tetap).

            Dinamyc water  level (DWL) adalah level air yang sudah stabil setelah dilakukan pumping test atau level air terdalam (dari permukaan tanah) yang terjadi pada musim kemarau.

       Static water level (SWT) adalah posisi level air terendah (dari permukaan tanah) sebelum dilakukan pumping test atau level air terendah yang terjadi pada musim hujan.

           Pengukuran level air untuk sumur dalam dapat dilakukan dengan menggunakan alat Water Level Meter.

            Untuk aplikasi sumur dalam, pompa yang digunakan adalah tipe celup (submersible deep well) yang mempunyai kemampuan tekanan atau pressure tinggi. Cara kerja pompa ini adalah mendorong air dari bawah ke atas sehingga tidak memerlukan pipa hisap.

            Gbr. 1.1.    Pompa deep well untuk transfer dari sumur dalam(≥ 20 meter) ke ground.

         1.4.   Pompa transfer dari ground tank ke tower tank

                    Aplikasi ini banyak dijumpai di gedung-gedung dan industri. Karena pada aplikasi ini diperlukan debit air yang besar dan juga tekanan yang tinggi maka ada dua tipe yang sesuai yaitu tipe end suction horisontal dan in-line vertical.

                     Untuk pompa tipe end suction horisontal sering digunakan untuk bangunan gedung/pabrik yang mempunyai ruang pompa cukup luas. Sedangkan pompa tipe in-line vertical sering digunakan untuk bangunan gedung/pabrik yang ruang pompa relatif sempit.

.Gbr.1.4.     Pompa transfer dari ground tank ke tower tank.

         1.5.   Pompa transfer pengisi  boiler

                Aplikasi pompa ini sebagai pengisi boiler dengan menggunakan air panas dengan temperatur antara 40^oC – 100^oC, sehingga pompa rentan terhadap kavitasi dan untuk menghindari kavitasi posisi tangki air diletakan lebih tinggi dari pompa. Pada aplikasi ini pompa yang digunakan adalah tipe in-line vertical multi stage karena pompa ini mempunyai tekanan yang tinggi dan juga NPSH yang relative kecil jika dibandingkan dengan tipe end suction.

                      Gbr.1.5.  Pompa transfer pengisi  boiler

A.1.Pompa Transfer tipe centrifugal horisontal "END SUCTION"

A.2.Pompa transfer tipe "JET PUMP"

A.3.Pompa transfer tipe vertical "IN LINE"

A.4.Pompa transfer tipe Horisontal "SPLIT CASE"

A.5.Pompa transfer tipe Celup sumur dalam "DEEP WELL"

SZ

Mixed Flow Pump.
Features:

• High Efficient and Economical, extremely high efficiency rate of 80%, small drive motor required significantly reduce cost.
• Trouble Free Operation – Semi Open Impeller guarantees clog free operation.
• Large Capacity, the higher the water volume, the less horsepower expended, perfect for irrigation.
• Simple disassembly and assembly, impeller can be easily inspected without removing the motor.

FSD

End Suction Volute Pump.
Features:

• Easy Confirm to JIS Standard JIS B8313 with 2 pole and 4 pole choice.
• BPO (Back Pull Out) Type can be dissembled and inspected without removing the suction and discharge piping.
• Top centerline discharge, foot support under casing for maximum resistance to misalignment and distortion from pipe loads.

DL – Submersible Sewage Water | submersible pump

Ebara Submersible sewage  pump.
Application:

• Sewage
• Waste water

Features:

• Non-Clog Semi-Open Impellers prevents clogging by fibrous matter.
• Full range of models up to 250 mm discharge size and 22 KW available.

SQ

SQ

 
Semi-Open Impeller Type
Applications :

• Building drainage
• Agriculture water supply
• Miscellaneous water supply and drainage.

Features :

• No priming is required except for initial use.
• Special design of casing provides very quick priming.
• Water mixed with a little sand or mud can be pumped up due to semi open impeller design.
• Grease lubrication ensures long life of mechanical seal.

SQPB

Applications :

• Irrigation
• Drainage
• General purpose

Features :

• No priming is required except for initial use.
• Special designed casing provides very rapid priming for extended piping.
• Maintenance is facilitated due to packing type.
• Water mixed wuth a little sand or mud can be pumped up due to semi-open impeller design.
• Easy installation with engine for belt driven due to c.c.w rotation.

CSA/CNA

 
Horizontal Split Casing Pump.
Features:

• Very compact design for ease of installation motor and permit minimum maintenance.
• Axially split casing allows the easy removal of the top casing for inspection and service.
• High speed drive and vertical mount available
• Anti corrosion material used  on the rotating parts.
• High Quality Sealed and Cartridge type bearing unit provided high durability.
• High allowable working pressure can ensure stable running.
• Mechanical seal for easy maintenance.

4BHS

Stainless Steel 4” Borehole Pump
Features :
Pumps :

• Highly efficient with the use of smooth stainless steel. Less power required.
• Compact and lightweight due to the use of a sectional type casing.
• Easy maintenance and inspections due to a simple structure.
• Good resistance to sand and grit due to a small number of sliding parts.

Motor :

• Using advanced design and manufacturing technologies, this canned type motor assures reliable, durable and efficient operation.
• Designed to operate with significant fluctuations to power supply voltage as often encountered in rural areas.

Applications :

• Clean water extractions from bore holes
• Pressure boosting for domestic
• Farming
• Industrial applications

6BHS

 
Applications :

• Water feeding plants plants for domestic, industrial and farming applications
• Building pressurisation applications.
• Fire fighting systems
• Irrigation
• Washing
• Movement of clean and moderately aggressive water.

Features :

• High reliability
• Wear resistance

BHS

Applications :

• Home, building and city supply
• Factories
• Irrigation
• Springs
• Stock breeding
• Lowering of the water table
• Booster

Features :

• Greater savings and high operating yield
• Safe and continuous operation with little maintenance
• Simple construction and easy maintenance
• Designed for high resistance to abrasion by sand.

BEST 2,3,4,5

 

Applications :

• Draining wells
• Plant room sump
• Lift shaft emptying
• Pools
• Sumps
• Irrigation
• Water displays

Features :

• Pump casing, impeller, strainer, cover, casing cover and motor casing in AISI 304
• Shaft in AISI 303
• Double mechanical seal with interposed oil chamber upper in carbon/ceramic/NBR lower in SiC/SiC/NBR

BMS & BMSP

 

Applications :

• Water supply
• Irrigation

Features :

• Energy conservation
• Use for portable water supply
• Space conservation
• Low noise
• Automatic operation
• Possible to operate at low-water levels

UD

 

Applications :

• Domestics : High-rise building, condominiums, apartments etc
• Commercials : Office building, hotels, shopping centres, etc
• Industrial : High-rise factories, manufacturing & processing industries applications.
• Social service : schools, hospitals etc

Features :

• Flow switch control
• Booster system

UN

 

Applications :

• General water supply i.e school, hotels, hospitals, high-rise buildings, etc
• Industrial water supply
• Irrigation system for garden, parks, golf courses, etc

Features :

• Variable Speed
• Constant pressure
• Booster system

Radial Single IFS

 

Applications :

• Chemical industry
• Petroleum refineries
• The petrochemical Industry
• Other industries

Features :

• Foot support and heavy duty design
• Back pull-out casing
• Full compliance with ISO 2858 specifications
• All components have been designed for maximum parts interchangeability
• Flexibility of design handles wide range of liquids
• All size stocked for fast shipment
• Low NPSH performance.

Radial Single IFW

 

Applications :

• Chemical industry
• Petroleum refineries
• The petrochemical Industry
• Other industries

Features :

• Foot support and heavy duty design
• Back pull-out casing
• Full compliance with ISO 2858 specifications
• All components have been designed for maximum parts interchangeability
• Flexibility of design handles wide range of liquids
• All size stocked for fast shipment
• Low NPSH performance.

 

Radial Single UCW

Applications :

• Petroleum refineries
• The petrochemical Industry
• Other chemical industries

Features :

• Centerline supported heavy duty design
• Back pull-out casing

Single Casing Wet Pit VY,VZ

Single Casing Wet Pit VY,VZ

Applications :

• General pumping/water conveying uses for various industries
• Intake and delivery for water works
• Drainage of rainwater and sewage for cities and factories.
• Irrigation and drainage for agriculture.

Features :

• Superior quality and performance
• Prompt delivery
• No fear of surging and overload
• Performance is confirmed
• Various types are available

DSZ Submersible Pump

DSZ Submersible Pump

The model DSZ submersible non-clog pumps are constructed of rugged cast iron with heavy duty, high efficiency motors suitable for industrial and municipal water and wastewater, sewage and flood control applications. The large submersible non-clog pump has an axial flow impeller design.

DSZ Ebara pump Suitable for many applications including :

• Lifting and drainage for civil and agricultural projects.
• Irrigation water supply.
• Drainage for general purposes.
• Raw water intake.
• Flood control.
• Sea water applications (as option).

DF – Submersible pump (with cutter)

DF – Submersible pump (with cutter)

Submersible sewage  pump.

DF Ebara pump Suitable for many applications including:

• Sewage
• Waste water

Features:

• Non-Clog Semi-Open Impellers prevents clogging by fibrous matter
• Full range of models up to 100 mm discharge size and 3.7 KW available.