Perancangan Impeller Pompa Sentrifugal

Pompa adalah alat yang digunakan untuk memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada fluida yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus. Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber penggerak menjadi energi kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada disepanjang pengaliran.

Salah satu jenis pompa adalah pompa sentrifugal yang prinsip kerjanya mengubah energi kinetik (kecepatan) fluida menjadi energi potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar didalam volute. Impeller tersebut merupakan komponen dari pompa sentrifugal yang berfungsi untuk merubah energi mekanis dari pompa menjadi energi kinetis pada fluida yang dipompakan secara terus menerus, sehingga cairan pada sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat perpindahan fluida yang masuk sebelumnya, sehingga impeller tersebut merupakan komponen yang paling penting pada pompa dalam hal pemompaan fluida dari bagian isap menuju bagian tekan.

Perancangan impeller pompa sentrifugal sebagai berikut:

Segitiga kecepatan di (a) inlet dan (b) outlet impeller (Stepanoff, 1957)

Diameter eye/mata pompa (D₀)

Q* : kapasitas desain pompa ditambah persen kebocoran
V₀: kecepatan fluida di mata impeller
D_H : diameter hub

Lebar impeller pada ujung sisi masuk sudu (b₁)

Q*       : kapasitas desain pompa ditambah persen kebocoran
D₁        : diameter ujung sudu sisi masuk
V_r1: kecepatan radial pada ujung sisi masuk sudu
ε₁         : faktor kontraksi luasan penampang alir fluida pada sisi masuk sudu

Nilai tangen sudut kelengkungan sudu pada sisi masuk (tan β₁)

V_r1 : kecepatan radial pada ujung sisi masuk sudu
u₁         : kecepatan tangensial impeller pada ujung sisi masuk sudu
n          : kecepatan putaran dalam rpm
D₁        : diameter ujung sudu sisi masuk

Diameter ujung sisi keluar sudu impeller (D₂)

Φ         : koefisien tinggi tekan yang nilainya diambil dari nomogram
H         : tinggi tekan dinyatakan dalam ft
n          : kecepatan putaran dalam rpm

Lebar laluan ujung keluar sudu (b₂)

Q*       : kapasitas desain pompa ditambah persen kebocoran
D₂       : diameter ujung sisi keluar sudu impeller
V_r2       : kecepatan radial pada ujung sisi keluar
ε₂         : faktor kontraksi luasan penampang alir fluida pada sisi keluar sudu

Jumlah sudu (z) diberikan oleh rumus Pfleiderer

D₁       : diameter ujung sisi masuk sudu impeller
D₂       : diameter ujung sisi keluar sudu impeller
β_m        : rata-rata aritmatik dari sudut kelengkungan sudu di sisi masuk dan keluar β_m = (β₁ + β₂)/2

Faktor kontraksi (ε)