Konstruksi dan prinsip kerja pompa sentrifugal
Menurut fisika, suatu benda yang melakukan gerak melingkar dikenakan gaya sentrifugal. Jika gaya sentripetal tidak mencukupi atau hilang, benda akan terbang sepanjang garis singgung lingkaran akibat inersia, sehingga membentuk apa yang disebut gerak sentrifugal. Pompa sentrifugal bekerja dengan memanfaatkan gerak sentrifugal inersia ini.
Diagram skema struktur dasar pompa sentrifugal satu tahap yang biasa digunakan dalam teknik penyediaan air dan drainase. Komponen kerja utamanya adalah impeller 1, volute pump casing 2, dan poros pompa 3 yang menggerakkan impeller untuk berputar. Lubang hisap pada selubung pompa berbentuk siput dihubungkan ke pipa hisap 4 pompa air, dan saluran keluar dihubungkan ke pipa tekanan 7 pompa air. Impeler dengan bilah melengkung dipasang pada selubung pompa tetap, dan saluran masuk impeler dihubungkan ke pipa hisap pompa air. Sebelum mulai memompa, isi pompa dan pipa hisap dengan air. Ketika mesin listrik menggerakkan impeler untuk berputar dengan kecepatan tinggi melalui poros pompa,
Air di dalam impeler berputar dengan kecepatan tinggi bersama dengan impeler. Karena kohesi air yang tidak mencukupi dan gaya gesekan antara sudu dan air membentuk gaya sentripetal yang mempertahankan gerak rotasi aliran air, maka aliran air di dalam impeler secara bertahap mengalir menuju tepi luar impeler, adalah dibuang keluar impeller dan masuk ke dalam casing pompa, kemudian dialirkan ke pipa tekanan pompa air melalui pipa kerucut difusi. Itu diangkut ke jaringan pipa melalui pipa tekanan. Pada saat yang sama, ruang hampa terbentuk di tengah impeller karena air dibuang, dan tekanan atmosfer bekerja pada permukaan kolam hisap. Air dalam pipa hisap terus mengalir ke impeller sepanjang pipa hisap di bawah perbedaan tekanan ini. Putaran impeler yang terus menerus menyebabkan air terus menerus dibuang dan dihisap, sehingga membentuk pengiriman air secara terus menerus dari pompa sentrifugal.
Seperti yang telah disebutkan di atas, proses kerja pompa sentrifugal sebenarnya merupakan proses transfer dan konversi energi. Ini mengubah energi mekanik mesin listrik menjadi energi kinetik dan energi tekanan fluida yang diangkut. Dalam proses transfer dan konversi energi, pasti banyak terjadi kehilangan energi, dan semakin besar kehilangan energi, semakin rendah efisiensi kerja, dan semakin buruk kinerja pompa.
Komponen utama pompa sentrifugal
Pompa sentrifugal terdiri dari banyak komponen. Mengambil contoh pompa sentrifugal hisap tunggal satu tahap, kita akan membahas fungsi, bahan, dan komposisi masing-masing komponen utama.
1, Impeler
Impeler, juga dikenal sebagai roda kerja atau roda putar, digunakan untuk mentransfer energi mekanik mesin tenaga ke cairan yang dipompa, sehingga meningkatkan energi fluida yang mengalir melalui impeler. Saat memilih material impeller, selain mempertimbangkan kekuatan mekanik di bawah gaya sentrifugal, ketahanan aus dan ketahanan korosi material juga harus diperhitungkan. Saat ini, impeler sebagian besar terbuat dari besi tuang, baja tuang, dan perunggu.
Impeller dibagi menjadi dua jenis menurut strukturnya: hisap tunggal dan hisap ganda. Ini menyerap air di satu sisi, dan pelat penutup depan dan belakang impeler berbentuk asimetris. Impeler hisap tunggal digunakan untuk pompa sentrifugal hisap tunggal. Impeler hisap ganda, menyerap air di kedua sisi, dan pelat penutup impeler simetris. Pompa sentrifugal hisap ganda menggunakan impeler hisap ganda, yang memiliki laju aliran besar dan secara otomatis dapat menyeimbangkan gaya aksial.
Impeler dibagi menjadi tiga bentuk berdasarkan pelat penutupnya: tertutup, terbuka, dan semi terbuka. Impeler dengan dua pelat penutup disebut impeler tertutup. Di antara pelat penutup, terdapat bilah 6-12 yang melengkung ke belakang. Impeller jenis ini memiliki efisiensi yang tinggi dan banyak digunakan. Impeler yang hanya memiliki pelat penutup belakang dan tidak memiliki pelat penutup depan disebut impeler semi terbuka. Impeler yang hanya memiliki bilah dan tidak memiliki pelat penutup disebut impeler terbuka. Impeler semi terbuka dan terbuka mempunyai bilah yang lebih sedikit, biasanya hanya 2? 5 buah, kedua jenis impeler ini memiliki efisiensi lebih rendah dibandingkan impeler tertutup dan cocok untuk 6 buah
Membuang cairan yang terkontaminasi atau mengandung partikel padat dalam jumlah besar.
2, poros pompa
Fungsi poros pompa adalah menopang dan menggerakkan impeler agar berputar, menyalurkan energi tenaga mesin ke impeler. Ujung poros pompa sentrifugal horizontal harus lurus dan mempunyai kekuatan serta kekakuan yang cukup untuk menghindari ayunan impeler akibat pembengkokan poros selama pengoperasian pompa, yang dapat menyebabkan kerusakan pada impeler dan selubung pompa akibat keausan. Poros pompa umumnya terbuat dari baja karbon atau baja tahan karat. Salah satu ujung poros pompa dipasang pada impeler dengan kunci datar dan mur terbalik, memastikan bahwa impeler dikencangkan selama putaran; Pada pompa air berukuran besar dan sedang, posisi aksial impeller terletak menggunakan selongsong poros dan mur yang mengencangkan selongsong poros. Pasang kopling di ujung poros pompa yang lain.
3, casing pompa
Casing pompa pada pompa sentrifugal berbentuk cangkang siput yang menampung dan mengangkut cairan. Terdiri dari penutup pompa dan badan siput. Penutup pompa merupakan ruang hisap pompa yang berfungsi mengalirkan air dalam pipa hisap secara merata menuju impeller dengan kehilangan yang minimal. Berdasarkan strukturnya, ruang hisap dapat dibagi menjadi ruang hisap berbentuk kerucut lurus, ruang hisap berbentuk lingkaran, dan ruang hisap semi spiral. Tubuh bekicot terdiri dari ruang bekicot dan kerucut diffuser. Fungsi utama dari ruang bekicot adalah untuk menampung aliran air yang dikeluarkan oleh impeller dan menjaga kecepatan aliran air dalam ruang bekicot tetap konstan dengan terus meningkatkan penampang alirannya, guna mengurangi head loss. Setelah dikeluarkan dari ruang bekicot, air dialirkan ke dalam tabung bertekanan melalui tabung kerucut difusi. Fungsi tabung kerucut difusi adalah untuk memperkecil kecepatan aliran air dan mengubah sebagian energi kinetik aliran air menjadi energi tekanan.
Terdapat dua lubang bor pada flensa saluran masuk dan saluran keluar selubung pompa, yang digunakan untuk memasang pengukur vakum dan pengukur tekanan untuk mengukur tekanan masuk dan keluar pompa. Bagian atas casing pompa dilengkapi dengan lubang pengisian air (atau ekstraksi udara), yang digunakan untuk mengisi air atau mengeluarkan udara dari casing pompa sebelum menghidupkan pompa air. Bagian bawah casing pompa dilengkapi dengan lubang pembuangan untuk mengosongkan akumulasi air di dalam pompa setelah berhenti, untuk mencegah pembekuan di musim dingin. Bagian bawah casing pompa dilengkapi dengan lubang baut untuk dipasang pada pondasi. Kecuali lubang baut yang memasang pompa air, lubang sekrup lainnya perlu ditutup dengan sumbat berulir bila pompa air tidak digunakan untuk sementara.
Di antara komponen-komponen di atas, impeller dan poros pompa merupakan bagian yang berputar pada pompa sentrifugal vertikal, sedangkan casing pompa merupakan komponen tetap. Terdapat tiga sambungan antara keduanya: alat segel poros antara poros pompa dan selubung pompa, cincin pengurang kebocoran pada sambungan antara impeler dan dinding bagian dalam selubung pompa, dan bantalan pada sambungan putar antara pompa. poros dan dudukan pompa.
