Basis Pompa Sentrifugal ‖ Impeler

Geometri impeler

Penting untuk memahami struktur profil impeller sentrifugal yang khas. Bagian tengah impeler disebut lubang hisap impeler (mata). Bilah impeler memanjang keluar dari tengah. Bilah impeler berbentuk melengkung (biasanya melengkung ke belakang -), menangkap dan menggerakkan fluida saat impeler berputar. Bagian melingkar besar di belakang sudu adalah pusat impeler. Hub memberikan dukungan untuk sudu-sudu sekaligus menghubungkan semua sudu ke rakitan impeler. Diameter luar hub adalah tempat ditemukannya penutup impeler. Impeler semi terbuka mempunyai penutup yang menutupi bagian atas bilah impeler. Desain tertutup berarti impeller dengan pelat penutup menutupi bagian atas dan bawah sudu impeller. Alternatifnya, impeler mungkin tidak mempunyai pelat penutup, dan jenis ini disebut impeler terbuka.

Desain impeler mungkin berbeda-beda, namun beberapa prinsip dasar tetap sama di semua impeler. Diameter luar sudu menentukan tekanan yang dapat dihasilkan pompa. Diameter luar yang lebih kecil akan menghasilkan tekanan yang lebih rendah dibandingkan impeler serupa dengan diameter lebih besar. Ketinggian bilah impeller menentukan laju aliran yang dihasilkan pompa. Sudu impeller yang lebih rendah akan menghasilkan aliran yang lebih sedikit dibandingkan impeller dengan sudu yang lebih tinggi. Fitur geometris impeller ini memberikan latar belakang desain gaya impeller.

Karakterisasi fisik impeler

Impeller merupakan penghubung antara masukan daya (mesin penggerak) dan keluaran daya (pergerakan fluida) pompa. Pada awal proses pemompaan, mesin penggerak memutar impeller melalui poros. Saat impeler berputar, air mendorong keluar dari tengah sepanjang tepi sudu, dan tekanan meningkat. Air bertekanan tinggi dilepaskan dari ujung sudu ke dalam volute (atau baling-baling pemandu -) pompa. Sepanjang jalur volute/guide vane, air dibuang dengan laju aliran dan tekanan yang ditentukan oleh geometri impeler. Air berakselerasi sepanjang bilah impeler, membentuk tekanan rendah di saluran masuk impeler. Tekanan atmosfir lebih besar dari pada tekanan rendah lubang hisap impeller, sehingga memberikan gaya pada permukaan fluida yang dipompa, sehingga fluida terus mengalir ke lubang hisap impeller.

Perawatan padat

Banyak aplikasi memerlukan pemompaan cairan yang mengandung padatan. Hal ini biasa terjadi pada pompa submersible, yang terletak lebih rendah di reservoir yang digunakan untuk mengumpulkan limpasan dan limbah. Salah satu jenis impeler yang terkenal dengan kemampuan penanganannya yang kokoh adalah impeler saluran. Impeler yang disalurkan memungkinkan benda padat lewat secara efisien di antara bilah impeler. Desain impeller ini biasa digunakan dalam aplikasi pengolahan limbah dan air limbah.

Impeler penanganan benda padat umum lainnya adalah tipe pusaran, juga dikenal sebagai impeler tersembunyi. Impeler terletak di dalam volute, membentuk ruang terbuka besar antara impeler dan saluran masuk hisap. Berbeda dengan impeler lain yang mengandalkan bilah untuk mendorong air, impeler ini menciptakan pusaran di ruang terbuka volute. Pusaran yang dihasilkan oleh putaran cepat impeler memungkinkan fluida dan padatan bergerak dengan kontak minimal dengan impeler. Tidak ada kontak antara cairan pemompaan dan impeller, yang sangat bermanfaat untuk aplikasi yang mengandung padatan partikel kasar atau besar.

Pompa pemotongan dan pencacahan

Untuk aplikasi yang rentan terhadap penyumbatan, terdapat sejumlah impeler yang dirancang untuk menangani benda padat yang mengganggu ini. pompa pemotong (cutter pump) adalah desain seperti itu. Impeler pompa pemotong memiliki ujung depan yang tajam dan biasanya terbuat dari bahan keras seperti tungsten karbida. Tepi tajam ini dirancang dengan celah rapat antara pelat hisap yang serasi dengan tepi bergerigi tajam. Saat impeler mengambil zat padat, sebagian zat padat tersangkut oleh tepi bergerigi tetap pada pelat hisap, sehingga impeler pemotong yang berputar dapat memotong zat padat tersebut. Memotong pompa mengurangi penyumbatan yang disebabkan oleh berbagai benda padat dan kotoran seperti kain lap, tisu "yang dapat disiram", dan bahkan pakaian, sehingga mengurangi waktu henti pompa. Padatan yang dipotong ini dapat disaring di bagian hilir pompa.

Desain impeller lain untuk aplikasi penyumbatan adalah pompa perajang. Struktur mekanis pompa penghancur mirip dengan pompa pemotong. Bahan padat tersebut terkoyak di antara ujung tajam impeler dan ujung tajam saluran masuk hisap.

Berbeda dengan pompa pemotong yang menggunakan tepi bergerigi pada pelat hisap, pompa pencacah mempunyai mekanisme pisau pemotong yang dipasang pada bagian luar lubang hisap impeler. Toleransi yang ketat dijaga antara sudu dan lubang hisap impeller, dan antara sudu dan pelat hisap. Toleransi ketat ini memungkinkan pemotongan seluruh bilah, mencegah penyumbatan seluruh volute.

Aplikasi tekanan tinggi

Beberapa aplikasi memerlukan tekanan yang lebih tinggi, seperti pemompaan ke tempat yang tinggi atau ketika desain sistem memerlukan pipa berdiameter kecil. Untuk mencapai tekanan tinggi ini, desain impeler dapat diubah dengan beberapa cara. Salah satu cara untuk meningkatkan tekanan adalah dengan memperbesar diameter luar impeler.

Cara lain untuk meningkatkan tekanan adalah dengan memasang pelat penutup di atas dan di bawah bilah impeler. Area antara bilah impeler tertutup mengurangi resirkulasi aliran (aliran balik internal -) untuk menghasilkan keluaran tekanan tinggi yang lebih efisien. Meskipun impeler tertutup dapat secara efektif meningkatkan tekanan, hal ini membatasi kemampuan impeler untuk menangani benda padat.

Pompa bertekanan tinggi biasanya dilengkapi dengan filter untuk mencegah penyumbatan pada impeller yang tertutup. Namun, jika terdapat banyak padatan, pompa penggiling mungkin lebih cocok untuk aplikasi ini. Ada pisau gerinda di bagian luar saluran masuk pompa gerinda. Saat bilah tajam ini berputar, ia menghancurkan benda padat menjadi pecahan halus yang mengalir melalui filter hisap ke dalam pompa. Padatan tanah kemudian dikeluarkan dari pompa, biasanya melalui impeler dengan daya angkat tinggi. Di daerah dengan medan yang tidak rata, pompa penggilingan sering digunakan dalam pengumpulan limbah perkotaan. Daerah-daerah ini bergantung pada pipa berdiameter kecil dan bertekanan tinggi untuk mengangkut limbah. Pompa gerinda tidak hanya memberikan tekanan tinggi yang diperlukan, tetapi juga mengurangi zat padat, sehingga mengurangi penyumbatan pada pipa yang lebih kecil.

Bahan impeler

Memilih material struktural yang tepat sama pentingnya dengan memilih gaya impeler. Impeler dapat dibuat dari berbagai bahan, seperti besi cor dengan kualitas berbeda, baja tahan karat, perunggu, dan plastik resin. Besi cor memiliki ketahanan aus dan ekonomis yang baik. Namun, besi cor mungkin tidak tahan terhadap cairan yang sangat abrasif atau korosif. Untuk mencegah kegagalan dini pada impeler akibat korosi, mungkin perlu menggunakan impeler baja tahan karat. Meskipun baja tahan karat lebih mahal daripada besi tuang, baja tahan karat umumnya lebih tahan terhadap bahan kimia korosif.

Perunggu merupakan material tahan korosi lainnya yang sering digunakan di daerah pesisir. Dalam aplikasi atau proses lepas pantai yang mengangkut air asin, perunggu mencegah erosi air asin. Beberapa pompa yang lebih kecil mungkin menggunakan impeler plastik. Dibandingkan dengan alternatif baja tahan karat atau perunggu, impeler cetakan ini memiliki ketahanan kimia yang sangat baik dan ketahanan aus yang tinggi, serta hemat biaya.

Fluida yang dipompa serta kondisi sistem akan menentukan jenis impeler yang dibutuhkan. Pastikan untuk memberi tahu pemasok pompa tentang informasi ini untuk memastikan pilihan impeler dan pompa yang tepat.