Dalam bidang pemindahan cairan dan mekanika fluida, pompa merupakan bagian penting dari peralatan teknik yang digunakan untuk memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lain. Di antaranya, Pompa Aliran Campuran dan Pompa Aliran Aksial Ada dua jenis pompa yang umum, dan ada perbedaan signifikan dalam desain dan prinsip kerjanya. Artikel ini akan berfokus pada kedua jenis pompa ini untuk mendapatkan wawasan tentang perbedaannya guna memenuhi kebutuhan pemindahan cairan tertentu.
Apa itu pompa aliran campuran?
Pompa aliran campuran adalah perangkat yang mengangkut dan memberi tekanan pada cairan melalui bilah yang berputar. Pompa ini merupakan jenis pompa sentrifugal, tetapi berbeda dari pompa aliran radial dan aksial tradisional dalam hal desain. Prinsip kerja pompa aliran campuran adalah membuat cairan memiliki karakteristik aliran radial dan aksial, sehingga disebut "aliran campuran". Pompa ini memiliki karakteristik sebagai berikut:
Arah aliran : Fluida pompa aliran campuran mengalir dalam arah radial dan arah aksial, yang membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi teknik.
Struktur desain : Pompa aliran campuran biasanya terdiri dari impeller yang berputar dan cincin baling-baling pemandu yang tetap. Cairan dihisap ke dalam impeller, dan di bawah aksi putaran impeller, cairan tersebut menghasilkan gerakan rotasi, lalu didorong ke dalam cincin baling-baling pemandu, dan akhirnya memasuki pipa outlet.
Aplikasi : Pompa aliran campuran sering digunakan dalam aplikasi yang memerlukan head sedang hingga tinggi dan aliran sedang, seperti sistem irigasi, pasokan air perkotaan, sistem pemrosesan dan pendinginan industri, dll.
Efisiensi Energi : Pompa aliran campuran umumnya memiliki efisiensi tinggi, yang dapat menghemat energi sampai batas tertentu.
Prinsip kerja pompa aliran campuran
Saat pompa aliran campuran mulai bekerja, cairan terlebih dahulu disedot ke dalam saluran masuk pompa dan memasuki sisi hisap impeller. Sisi hisap biasanya terletak di bagian tengah pompa.
Impeller merupakan komponen utama dari pompa aliran campuran, yang terletak di bagian tengah pompa dan digerakkan untuk berputar oleh motor atau sumber daya lainnya. Setelah cairan memasuki impeller, putaran impeller menghasilkan gaya sentrifugal dan energi kinetik rotasi, yang mendorong cairan ke tepi luar impeller.
Di bawah aksi putaran impeller, cairan dipercepat dan membentuk pusaran di sepanjang tepi luar impeller. Pusaran ini membuat cairan memiliki karakteristik aliran radial dan aksial, yaitu, cairan berputar di impeller dan mengalir dalam arah aksial pada saat yang bersamaan.
Cincin baling-baling pemandu yang terletak di tepi luar impeller memandu dan membatasi aliran cairan. Cincin baling-baling pemandu mengarahkan cairan menjauh dari sisi outlet impeller dan menuju pipa outlet.
Setelah aksi impeller dan cincin baling-baling pemandu, cairan didorong ke pipa outlet pompa aliran campuran, dan kemudian memasuki sistem pengangkut atau aliran proses.
Karakteristik aliran pompa aliran campuran
Aliran radial dan aksial: Pompa aliran campuran adalah pompa yang menggabungkan karakteristik aliran radial dan aksial. Cairan memiliki aliran radial dan aksial di impeller. Hal ini memungkinkan pompa aliran campuran untuk beradaptasi dengan kebutuhan sudut dan kecepatan aliran yang berbeda.
Kepala relatif rendah
Pompa aliran campuran cocok untuk kebutuhan tekanan sedang, dan tekanannya lebih rendah daripada beberapa pompa dengan tekanan tinggi. Hal ini membuatnya lebih cocok untuk beberapa aplikasi tertentu, seperti sistem pasokan air dan sistem pendingin.
Aliran sedang
Pompa aliran campuran cocok untuk penyaluran aliran sedang, dan kisaran alirannya biasanya berada di antara pompa sentrifugal dan pompa aliran aksial. Hal ini menguntungkan dalam beberapa skenario di mana aliran dan tekanan perlu diseimbangkan.
Efisiensi dan Konsumsi Energi
Pompa aliran campuran umumnya memiliki efisiensi tinggi, yang menghemat energi saat memindahkan cairan. Efisiensi energinya yang tinggi membantu mengurangi biaya pengoperasian.
Struktur yang relatif sederhana
Struktur pompa aliran campuran relatif sederhana, terdiri dari impeller yang berputar dan cincin baling-baling pemandu yang tetap. Hal ini membuatnya relatif mudah untuk diproduksi, dirawat, dan diperbaiki.
Kapasitas penanganan cairan
Pompa aliran campuran cocok untuk menangani beberapa cairan berisi materi tersuspensi, tetapi kapasitas penanganannya mungkin lebih rendah daripada beberapa pompa yang dirancang khusus.
Aplikasi pompa aliran campuran di bidang teknik
- Sistem penyediaan air
Pompa aliran campuran sering digunakan dalam sistem penyediaan air perkotaan untuk mengalirkan air dari sumber air atau instalasi pengolahan air ke area perumahan, industri, atau komersial. Karakteristik aliran dan tinggi alirannya yang sedang cocok untuk sebagian besar kebutuhan penyediaan air perkotaan.
- Sistem pendingin
Dalam proses produksi industri, media pendingin (seperti air atau cairan lainnya) perlu disalurkan ke peralatan produksi untuk mendinginkan proses atau peralatan. Pompa aliran campuran dapat digunakan dalam sistem pendingin untuk mendistribusikan media pendingin secara efisien ke berbagai perangkat atau area.
- Sistem irigasi
Di bidang pertanian, air perlu dialirkan ke lahan pertanian untuk irigasi guna memenuhi kebutuhan pertumbuhan tanaman. Pompa aliran campuran digunakan dalam sistem irigasi untuk memindahkan air secara efisien dari sumber ke lahan.
- Pengolahan industri
Pompa aliran campuran digunakan untuk mengangkut dan memproses cairan dalam beberapa proses industri, seperti produksi kimia, industri tekstil, industri kertas, dll. Aliran sedang dan headnya cocok untuk berbagai kebutuhan pemrosesan industri.
- Pengolahan limbah
Dalam sistem pengolahan limbah, pompa aliran campuran dapat digunakan untuk mengangkut limbah dari tangki pengumpul atau tangki pengolahan ke peralatan pengolahan untuk pengolahan dan pemurnian.
- Drainase konstruksi
Di lokasi konstruksi atau bangunan, pompa aliran campuran dapat digunakan untuk tugas drainase, membuang air hujan atau air limbah dari ruang bawah tanah atau lorong bawah tanah.
- Produksi energi
Pompa aliran campuran juga digunakan di beberapa bidang produksi energi, seperti di pembangkit listrik tenaga air untuk mengangkut air guna menggerakkan generator hidroelektrik.
- Sistem propulsi laut
Pompa aliran campuran digunakan di beberapa kapal sebagai bagian dari sistem penggerak untuk menggerakkan air ke depan.
Mesin turbo dengan pompa aliran campuran
Impeller (rotor) pompa aliran campuran: Impeller merupakan salah satu komponen terpenting dalam pompa aliran campuran. Impeller terletak di dalam pompa dan terdiri dari beberapa bilah yang berputar mengelilingi suatu sumbu. Rotasi impeller menghasilkan gaya sentrifugal dan energi kinetik rotasi, yang mendorong cairan ke tepi luar impeller, sehingga cairan memiliki aliran radial dan aksial.
Cincin baling-baling pemandu (stator): Cincin baling-baling pemandu terletak di tepi luar impeller, yang merupakan struktur cincin tetap yang digunakan untuk memandu dan membatasi arah aliran cairan. Desain cincin baling-baling pemandu dapat memengaruhi sudut aliran dan kecepatan cairan, sehingga menyesuaikan kinerja pompa aliran campuran.
Casing Pompa: Casing pompa merupakan casing luar dari pompa aliran campuran dan digunakan untuk membungkus dan melindungi impeller serta cincin baling-baling pemandu. Desain casing pompa sering kali memengaruhi jalur aliran dan distribusi tekanan cairan.
Bantalan dan Segel: Bantalan digunakan untuk mendukung putaran impeller dan memastikan kelancaran pengoperasian pompa. Pada saat yang sama, sistem penyegelan digunakan untuk mencegah kebocoran cairan dan masuknya kotoran eksternal.
Apa itu pompa aliran aksial?
Pompa aliran aksial merupakan peralatan pengangkut cairan yang umum, dan prinsip kerjanya adalah mewujudkan pengangkutan dan peningkatan dengan mengalirkan cairan dalam arah aksial. Pompa aliran aksial cocok untuk aplikasi aliran sedang hingga tinggi dan head yang relatif rendah, seperti pemindahan air, drainase, pendinginan, dll. Pompa ini memiliki karakteristik sebagai berikut:
Arah aliran: Pada pompa aliran aksial, cairan terutama mengalir dalam arah aksial di impeler, yang berbeda dengan aliran gabungan radial dan aksial pada pompa aliran campuran.
Struktur impeller: Impeller pompa aliran aksial biasanya terdiri dari satu set bilah melengkung. Desain bentuk dan sudut bilah memengaruhi arah aliran dan kecepatan cairan.
Bidang aplikasi: Pompa aliran aksial cocok untuk skenario dengan aliran besar dan head relatif rendah, seperti irigasi, transportasi sumber daya air, pabrik pengolahan air, pendinginan dalam proses industri, dll.
Efisiensi dan Konsumsi Energi: Pompa aliran aksial umumnya sangat efisien, menghemat energi saat mentransfer cairan bervolume besar.
Struktur yang relatif sederhana: Struktur pompa aliran aksial relatif sederhana, biasanya meliputi impeller, casing pompa dan sistem penggerak, yang membuat pembuatan dan perawatannya relatif mudah.
Prinsip kerja pompa aliran aksial
Saat pompa aliran aksial dinyalakan, cairan akan dihisap ke dalam saluran masuk pompa dan ke sisi hisap impeller. Sisi hisap biasanya terletak di bagian tengah pompa.
Impeller merupakan komponen inti dari pompa aliran aksial, yang terdiri dari beberapa bilah lengkung yang berputar mengelilingi suatu sumbu. Setelah cairan memasuki impeller, putaran impeller menciptakan gerakan seperti heliks yang mendorong cairan ke arah aksial menuju sisi keluaran impeller.
Putaran impeller membuat cairan menghasilkan gaya dorong tertentu, sehingga cairan melewati impeller dalam aliran aksial. Cairan dipercepat di bawah aksi bilah impeller sambil bergerak maju dalam arah aksial.
Cairan memasuki casing pompa setelah meninggalkan impeller, dan casing pompa berperan untuk mengarahkan dan membatasi aliran cairan. Desain casing pompa dapat memengaruhi jalur aliran dan distribusi tekanan cairan.
Melalui aksi impeller dan casing pompa, cairan didorong ke pipa outlet pompa aliran aksial, kemudian memasuki sistem pengiriman atau aliran proses.
Karakteristik aliran pompa aliran aksial
Aliran Aksial
Karakteristik utama pompa aliran aksial adalah cairan mengalir dalam arah aksial di dalam impeller. Setelah cairan masuk ke dalam pompa, cairan didorong untuk mengalir sepanjang arah aksial oleh putaran impeller, sehingga cairan tidak memiliki aliran radial yang jelas di dalam pompa.
Aliran Tinggi, Head Rendah
Pompa aliran aksial cocok untuk aplikasi aliran tinggi dan head yang relatif rendah. Pompa ini dapat memindahkan cairan dalam volume besar secara efisien, tetapi mungkin kurang efisien pada head yang lebih tinggi.
Kecepatan Cairan
Kecepatan cairan dalam pompa aliran aksial tinggi karena cairan mengalir dalam arah aksial. Hal ini memberikan keuntungan bagi pompa aliran aksial dalam aplikasi yang perlu memindahkan cairan dengan cepat.
Stabilitas aliran cairan
Karena cairan terutama mengalir sepanjang arah aksial, aliran cairan pompa aliran aksial relatif stabil tanpa menyebabkan pusaran atau aliran turbulen yang jelas.
Efisiensi dan konsumsi energi
Pompa aliran aksial umumnya memiliki efisiensi tinggi dalam kisaran aliran dan tekanan yang berlaku. Namun, seiring dengan peningkatan tekanan, efisiensi dapat menurun.
Struktur yang relatif sederhana
Struktur pompa aliran aksial relatif sederhana, terutama terdiri dari impeller, casing pompa dan sistem penggerak, membuatnya relatif mudah untuk diproduksi dan dirawat.
Aplikasi pompa aliran aksial dalam teknik
- Sistem irigasi
Pompa aliran aksial cocok untuk sistem irigasi di bidang pertanian, yang dapat mengangkut air dari sumber air (seperti sungai dan danau) ke lahan pertanian untuk memenuhi kebutuhan irigasi tanaman.
- Sistem drainase
Di lokasi konstruksi, lorong bawah tanah, garasi bawah tanah, dan tempat-tempat lain, pompa aliran aksial dapat digunakan untuk drainase guna membuang air yang terkumpul dan menjaga lingkungan tetap kering.
- Pasokan air perkotaan
Pompa aliran aksial dapat digunakan dalam sistem pasokan air perkotaan untuk mengangkut air dari instalasi pengolahan air ke kawasan pemukiman, kawasan komersial, dan kawasan industri guna menjamin pasokan air perkotaan.
- Sistem pendingin
Dalam proses produksi industri, pompa aliran aksial dapat mengalirkan media pendingin (seperti air) ke peralatan atau proses pendinginan dan mempertahankan suhu operasi normal peralatan.
- Instalasi pengolahan air
Pompa aliran aksial digunakan dalam pabrik pengolahan air untuk memompa air baku dari tangki sedimentasi atau tangki koagulasi ke proses pemurnian dan pengolahan selanjutnya.
- Tenaga Hidro
Pompa aliran aksial digunakan dalam pembangkit listrik tenaga air untuk memompa air dari hilir ke hulu guna menyediakan tenaga penggerak bagi generator listrik tenaga air.
- Pengolahan limbah
Pada pabrik pengolahan limbah, pompa aliran aksial dapat mengangkut limbah dari tangki pengumpul ke peralatan pengolahan untuk pemurnian dan pengolahan lebih lanjut.
- Akuakultur air tawar
Di peternakan, pompa aliran aksial dapat digunakan untuk mengatur ketinggian air dan kualitas air di kolam akuakultur untuk menyediakan lingkungan pertumbuhan yang sesuai.
Sistem propulsi pompa aliran aksial
Sistem propulsi pompa aliran aksial, yang juga dikenal sebagai sistem propulsi turbin aliran aksial, adalah teknologi yang menerapkan pompa aliran aksial untuk propulsi kapal. Sistem ini menggunakan prinsip dinamika fluida dari pompa aliran aksial untuk memasukkan aliran air ke dalam pompa aliran aksial, dan menghasilkan propulsi melalui putaran impeller, sehingga mendorong kapal ke depan.
Komponen utama sistem propulsi pompa aliran aksial meliputi:
Pompa aliran aksial: Dalam sistem penggerak pompa aliran aksial, pompa aliran aksial, sebagai komponen inti perangkat penggerak, bertanggung jawab untuk mengalirkan aliran air melalui impeler untuk menghasilkan penggerak.
Baling-baling (Impeller): Baling-baling adalah bagian dari impeller dalam sistem propulsi pompa aliran aksial, yang menghasilkan propulsi melalui putaran dan mendorong kapal ke depan. Baling-baling biasanya terdiri dari beberapa bilah yang bentuk dan sudutnya dirancang untuk memengaruhi efisiensi dan kinerja propulsi.
Sistem transmisi: Sistem transmisi menyalurkan daya mesin ke impeler pompa aliran aksial, yang menggerakkan impeler untuk berputar, sehingga menghasilkan tenaga penggerak.
Pemasangan lambung kapal: Sistem penggerak pompa aliran aksial perlu dipasang pada bagian lambung kapal untuk memastikan baling-baling dapat memasuki air dengan lancar dan menghasilkan tenaga penggerak.
Perbandingan kinerja antara pompa aliran campuran dan pompa aliran aksial
Prinsip kerja:
Pompa aliran campuran: Pompa aliran campuran adalah pompa yang menggerakkan cairan melalui putaran impeller untuk meningkatkan tekanan. Pompa ini mendorong cairan baik secara aksial maupun radial, menyebabkan cairan keluar pada sudut tertentu. Pompa aliran campuran biasanya cocok untuk tekanan sedang dan aliran sedang.
Pompa aliran aksial: Pompa aliran aksial adalah pompa yang mengeluarkan cairan terutama melalui gaya dorong aksial. Bentuk impeller dan prinsip kerjanya membuat aliran cairan terutama di sepanjang sumbu pompa, yang cocok untuk aliran besar dan daya angkat rendah.
Fitur:
Pompa aliran campuran: Pompa aliran campuran cocok untuk tekanan dan aliran sedang, dan kurva kinerjanya relatif stabil. Dalam beberapa kasus, pompa aliran campuran mungkin memiliki kemampuan adaptasi tertentu, tetapi untuk kebutuhan tekanan yang lebih tinggi, pompa tersebut mungkin tidak cocok.
Pompa aliran aksial: Pompa aliran aksial cocok untuk aliran besar dan tekanan rendah, dan kurva kinerjanya relatif curam. Pompa ini memiliki kelebihan ketika diperlukan pemindahan cairan dalam volume besar, tetapi mungkin tidak seefektif jenis pompa lain dalam situasi tekanan tinggi.
Bidang aplikasi:
Pompa aliran campuran: Umumnya digunakan dalam penyediaan air, drainase, sistem pendingin, dan aplikasi tekanan dan aliran sedang lainnya, seperti penyediaan air perkotaan, air industri, dll.
Pompa aliran aksial: Umumnya digunakan dalam proyek drainase skala besar, irigasi lahan pertanian, pengolahan limbah dan aplikasi lain yang perlu menangani sejumlah besar cairan.
Perbandingan Desain Pompa Aliran Campuran dan Pompa Aliran Aksial
Desain Impeller:
Pompa aliran campuran: Desain impeller pompa aliran campuran memungkinkannya menghasilkan aliran aksial dan radial, sehingga desainnya perlu mempertimbangkan cara menyeimbangkan kedua aliran ini. Impeller biasanya memiliki lebih banyak bilah untuk memastikan efisiensi dan peningkatan tekanan yang lebih tinggi.
Pompa Aliran Aksial: Pompa aliran aksial memiliki impeller yang dirancang untuk menghasilkan aliran aksial. Bilahnya biasanya lebih sedikit dan bentuknya lebih datar untuk meminimalkan hambatan fluida untuk laju aliran tinggi.
Karakteristik aliran muka:
Pompa Aliran Campuran: Pompa aliran campuran biasanya dirancang untuk menghasilkan tekanan sedang hingga tinggi sambil menghasilkan aliran sedang. Kurva kinerjanya relatif stabil, dan perubahan tekanan dan aliran tidak akan berfluktuasi secara signifikan dalam rentang tertentu.
