Hubungan antara tekanan masuk/keluar pompa dan head

Rumus Inti (Yang Paling Penting)

Head (H) = (Tekanan Keluar Pompa - Tekanan Masuk Pompa) / (Massa Jenis Cairan × Percepatan Gravitasi)

Diwakili dengan simbol:

H = (P2 - P2) / (ρ × g)

Di mana:

H: Tinggi tekan yang dihasilkan oleh pompa, diukur dalam meter (m).

P₂: Tekanan absolut pada flensa keluaran pompa, biasanya dalam Pascal (Pa).

P₁: Tekanan absolut pada flensa saluran masuk pompa, biasanya dalam Pascal (Pa).

ρ: Kepadatan cairan yang dipompa, dalam kilogram per meter kubik (kg/m³). Untuk air pada suhu ruangan, ρ ≈ 1000 kg/m³.

g: Percepatan gravitasi, kira-kira 9,81 m/s².

Penjelasan Konsep-Konsep Utama

Apa itu Kepala?

Bukan Tinggi: Head bukan sekadar tinggi angkat fisik. Ini adalah konsep energi, yang mewakili total energi mekanik yang diberikan pada satuan berat cairan oleh pompa. Satuannya adalah meter (m), yang dapat dipahami sebagai tinggi teoritis yang dapat dicapai pompa untuk mengangkat cairan.

Tidak Bergantung pada Medium: Head adalah parameter kinerja pompa itu sendiri. Pompa yang sama, pada kecepatan yang sama, akan menghasilkan nilai head (H) yang sama baik saat memompa air, minyak, atau cairan lainnya. Namun, konsumsi daya dan tekanan yang dihasilkan akan berbeda.

Apa itu Tekanan?

Tekanan adalah gaya per satuan luas. Tekanan keluaran yang dihasilkan oleh pompa secara intuitif mencerminkan besarnya daya dorongnya.

Berkaitan Erat dengan Medium: Menurut rumus P = ρ × g × H, tekanan (P) yang dihasilkan oleh pompa secara langsung bergantung pada densitas cairan (ρ). Memompa cairan yang lebih padat (seperti minyak) akan menghasilkan tekanan yang lebih besar pada ketinggian yang sama.

Perbedaan dan Koneksi Inti

Head adalah "Penyebab," Tekanan adalah "Akibat." Karakteristik pompa menentukan head yang dapat dihasilkannya. Head ini, yang bekerja pada cairan dengan densitas tertentu, pada akhirnya terwujud sebagai perbedaan tekanan antara saluran masuk dan keluar.

Anggap saja head sebagai peringkat kemampuan pompa, dan tekanan sebagai efek yang dihasilkan ketika kemampuan itu bekerja pada objek tertentu (cairan tertentu).

Contoh Aplikasi (Menggunakan air, disederhanakan dengan ρ ≈ 1000 kg/m³, g ≈ 10 m/s²)

Misalkan sebuah pompa memiliki daya dorong (head) sebesar 100 meter.

Hitung perbedaan tekanan yang dihasilkannya:

ΔP = ρ × g × H = 1000 kg/m³ × 10 m/s² × 100 m = 1.000.000 Pa = 1 MPa ≈ 10 bar

Artinya, jika tekanan masuknya adalah tekanan atmosfer (0 bar gauge), maka tekanan keluarnya akan sekitar 10 bar.

Kepala Estimasi di Lokasi:

Jika Anda mengukur di lokasi bahwa pengukur keluaran pompa menunjukkan 0,8 MPa (8 bar), dan pengukur masukan menunjukkan 0,1 MPa (1 bar).

Maka perbedaan tekanan ΔP = 0,8 - 0,1 = 0,7 MPa = 700.000 Pa.

Hitung tinggi jatuh air: H = ΔP / (ρ × g) = 700.000 / (1000 × 10) = 70 meter.

Angka 70 meter ini adalah head efektif yang sebenarnya dihasilkan pompa dalam kondisi operasi saat ini.

Catatan Penting

Tekanan Absolut Harus Digunakan untuk Perhitungan: P₁ dan P₂ dalam rumus tersebut, secara teori, adalah tekanan absolut. Namun, dalam praktik teknik, ketika tekanan masuk dan keluar diukur dengan alat ukur menggunakan referensi yang sama (biasanya tekanan atmosfer lokal), menggunakan perbedaan tekanan alat ukur menghasilkan hasil yang benar-benar tepat. Yaitu, H = (Tekanan Keluar Alat Ukur - Tekanan Masuk Alat Ukur) / (ρ × g).

Tekanan Masuk Harus Melebihi Persyaratan NPSH: Jika tekanan masuk (P₁) terlalu rendah, cairan akan menguap di dalam pompa, menyebabkan kavitasi, yang sangat merusak pompa. Persyaratan Net Positive Suction Head (NPSHr) pada kurva kinerja pompa adalah parameter kunci yang ditetapkan untuk memastikan P₁ cukup tinggi.

Hambatan Sistem Menentukan Titik Operasi: Tekanan keluaran aktual pompa dalam sistem perpipaan ditentukan oleh titik perpotongan kurva head-flow pompa dan kurva hambatan sistem perpipaan. Pompa menyesuaikan keluarannya hingga head yang dihasilkannya sama persis dengan hambatan yang dibutuhkan oleh sistem pada laju aliran tersebut (termasuk ketinggian, gesekan pipa, hambatan katup, dll.).