Penerapan Ternodinamika Dalam Pompa
Oleh : Kevin Sinarjo (@W20-KEVIN)
Abstrak
Termodinamika merupakan salah satu teori utama fisika yang membahas tentang hubungan antara energi dan kerja dari suatu sistem. Selain itu, termodinamika juga bisa digambarkan sebagai ilmu yang mempelajari besaran fisis tertentu yang menggambarkan sikap zat di bawah pengaruh kalor. Dengan dibuatnya artikel ini, penulis dapat membantu mahasiswa dalam memahami bagaimana hukum dari termodinamika yang diterapkan pada pompa bekerja dan penerapan termodinamika itu sendiri dalam bidang teknik.
Pembahasan
Termodinamika merupakan salah satu bidang terpenting dalam ilmu pengetahuan kerekayasaan. Berikut ini terdapat 4 hukum dasar dalam yang berlaku dalam sistem termodinamika :
- Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika, Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.
- Hukum kedua Termodinamika, Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.
- Hukum ketiga Termodinamika, Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut,semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol
Pompa dapat di artikan sebagai penambah energi untuk menggerakkkan cairan dari suatu tempat ke tempat lainnya. Pompa memiliki dua kegunaan utama, yakni :
- Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya
- Mensirkulasikan cairan sekitar sistem (misalnya air pendingin atau pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan).
Pompa untuk pertambangan dan Konstruksi (Drainase)
Pompa untuk operasi penambangan dan penggalian menangani berbagai cairan, banyak diantaranya mengandung zat padat atau asam pekat bahkan keduanya. Aplikasi penambangan batu bara mencakup pengembunan air,umpan penyaringan, penanganan medium berat, perpindahan endapan lumpur, pengaliran lumpur, pemompaan minyak, umpan pengentalan, kemudian pengaliran pengentalan, pembuangan sampah, pembilasan batu bara, dan lain-lain.Sebagian besar pompa dalam pelayanan ini kerap pompa sentrifugal, tetapi pompa bolak balik juga ditemukan dalam beberapa penggunaan.Pada penambangan dan pengolahan logam serta non-logam, pompadigunakan dalam langkah proses pemanfaatn, pengerukan, umpan penyaringan,umpan pengadukan, dikrinasi, pemulihan dan pembuangan gas, umpan pengentalan, perpindahan endapan lumpur, pengaliran air buangan, pembilasanlantai, penangan medium kerat, dan lain-lain. Sebagaimana dalam penambangandan pengolahan batu bara, pompa sentrifugal banyak digunakan pada penambangan ini, demikian juga dengan pompa bolak balik.Penggalian dan tambang batu kerikil, menggunakan beberapa pompauntuk mengalirkan bubur semen, suplai air yang dibubuhi bahan kimia, campuran korosif, pengerukan, pendempulan kapur, drainase, pemindahan dan pembuangantanah, dan lain-lain. Seperti halnya dalam operasi penambangan, pompasentrifugal banyak digunakan pada penggalian ini, dan sebagian lainnyamenggunakan pompa bolak balik. Pompa rotari juga ditemukan dalam sebagiankecil penggunaan di lapangan kecuali bila perlengkapannya dipasok dengan banyak unit-unit pengolahan
1. Pompa Sentrifugal
Pompa ini acap disebut pompa tambang karena unit-unitnya dilengkapi dengan dinding selubung besar, yang memberikan kemudahan karat yang luas.Oleh karena itu, perlengkapan tambahan dibuat agar dapat mencegah karat, sering dengan ph (asam) yang sangat rendah, yaitu cairan dari poros pompa. Kemudahan penggantian bagian-bagian yang telah aus merupakan keunggulan penting darisemua pompa modern jenis ini. Bahan yang berkaitan dengan pengaliran cairan tadi perlu dipilih untuk pemeliharaan maksimum terhadap karat dan erosi.
2. Pompa Lumpur
Jenis pompa ini digunakan untuk mengalirkan lumpur kental, tanah,endapan kimia, limbah pabrik, dan produk sejenis lainnya. Pompa ini mengalirkan gas, terak, bijih tambang dan lain-lain.Biasanya pompa lumpur (slurry) ini mengalirkan zat padat dalam kisaran400 hingga 8 mesh, sedangkan pompa tanah mengalirkan zat padat dalam kisaran35 hingga 4 mesh. Air laut dimasukkan pada belakang impeller yang dapat atau tidak perlu digunakan, bergantung pada rancangan pompa. Pompa kerak digunakan untuk bahan dengan kisaran 3 mesh atau yang lebih besar. Banyak diantara pompa lumpur dan tanah ini dilengkapi dengan bahan karet. Pompa kerak boleh atau tidak boleh dihubungkan dengan karet. Beberapa pompa keruk dirakit secara khusus untuk aplikasi dan penggunaan tertentu satu atau lebih paduan keras agar dapat mengurangi keausan.Jika memungkinkan, tempat minyak dapat digunakan dengan pompa tanah dan lumpur yang bulat dan kapasitas yang cukup berbagai pemakaian normal dalam umpan susup tanpa melimpah. Tinggi tempat air ini harus cukup untuk memungkinkan kedalaman cairan yang sesuai diatas jalur pusat pompa, ditambah kapasitas surya. Bentuk bawah tempat air ini harus diberikan paling tidak pada kemiringan 45 derajat terhadap saluran luar.
3. Pompa Turbin Vertikal
Jenis pompa turbin vertical banyak ditemukan dalam pertambangan karena pompa tersebut sangat tepat (kompak), efisiensinya tinggi,dan pemasangannya mudah. Biasanya unit aneka tingkat digunakan Karena dayanya dapat dikembangkan dari yang menengah hingga tinggi. Contohnya pada pertambangan batu bara di Pennsylvania, pompa turbin vertical 20 inci digunakan untuk menghasilkan 5.000 gpm daya 480 ft. Pompa untuk pelayanan ini dapat dirancanguntuk hanya tergantung dari permukaan poros tabung, atau pompa tadi dapat dipasang secara permanen pada pondasi di atas poros air tinggi. Pompa pengembunan air tambang tertentu saat ini telah dirancang dengan dua pompa rig biasa dan diturunkan ke dalam tambang yang dibasahi sebagai unit dengan motor yang menggerakkannya. Dekat permukaan bawah tanah yang daya totalnya rendah sampai menengah, pompa tersebut dioperasikan parallel. Apabila tambang telah diembunkan kesuatu kedalaman yang total dayanya mencukupi kemampuan pengoperasian pompa itu pada kondisi parallel, maka pompa tadi secara otomatisakan dialirkan ke operasi seri dan dengan demikian dapat mengembangkan daya total yang cukup dalam modus ini untuk melengkapi tugas pengembunan.Apabila kita mengalirkan asam yang bersifat korosif atau bahan kimia,maka penyaluran karet atau logam tertentu akan digunakan dalam pertambangan pompa, kolom, dan eksterior tabung tertutup minyak. Suatu piranti yang memungkinkan kemudahan perbaikan mangkuk dari kolom dan poros juga dapatdigunakan. Ini memungkinkan pemeliharaan pompa lebih mudah. Pompa verticalitu sendiri juga banyak digunakan pada konstruksi industri dan penggalian tambang
4. Pompa Turbin Horizontal
Jenis pompa ini juga sangat banyak digunakan dalam pertambangan dan penggalian. Seperti contoh, pada tambang tembaga Michigan dengan pompa duatingkat pemecah horizontal berdaya 1.500 gpm 940 ft digunakan, setiap pompadigunakan oleh motor dengan daya 500 Hp sebagai penguat (Boosters) padakedalaman 1,077 ft di bawah permukaan. Pompa ini mendapatkan air dari 6 pompa motor di bawah permukaan yang dipasang pada permukaan yang lebih rendah. Dengan menyusun pompa ini sedemikian rupa maka yang diberikan dalam air tambang ini dapat mempertahankan larutan. Jalur kedap udara berlanjut dari kedalaman pemompaan terendah ke permukaan menjamin bahwa tidak ada gas yang meninggalkan air dan memasuki bagian tambang yang sedang dikerjakan. Semua bagian pompa ini berhubungan denga air yang akan membentuk monel atau perunggu. Interior pemipaan air ini merupakan lapisan neoprene
5. Pompa Vertikal lainnya
Sebagaimana kita bahas sebelumnya, pompa motor terendam ini banyak digunakan dalam tambang. Untuk pembahasan jenis pompa horizontal dan vertical lainnya .Pompa tanpa paking vertical dan unit tanpa bantalan terendah digunakan untuk mengalirkan air tambang ringan secara relative. Pompa spon yang digerakkan secara pneumatic banyak ditemukan dalam aplikasi poros tambang dan winzes, bah, dan lain-lainnya. Pompa ini dirakit dalam model dua tingkat dan satu tingkat yang dayanya dikembangkan hingga 300 ft pada kapasitas dari 25hingga 300 gpm. Tekanan udara yang diperlukan untuk operasi ini berbeda-beda,yaitu 70 hingga 100 psi. Aliran udara 105 atau 125 ft (kubik/menit) atau yanglebih tinggi, bergantung pada daya dan kapasitas pompa yang digunakan.
6. Pembilasan Batu Bara
Dalam banyak tambang, batu bara perlu dibersihkan dan dibilas apabila batu bara tadi diangkat ke permukaan. Ini acap dilakukan dengan menyedot air dari kolam pengendapan sekitar penyaluran dan gerobak dorong batu bara tadi kesuatu kerucut angkat dimana batu bara akan dicuci dan dibilas. Dalam satu instalasi, sekitar 2.000 ton batu bara ringan dicuci perhari oleh pompa sentrifugal4 inci satu tugkat dengan daya 1.000 gpm pada kapasitas 150 ft. Karena keasaman air yang diendapkan dalam kolam menjadi tinggi pH-nya kadang-kadang rendah yaitu 2 maka pompa perlu dibentuk sedemikian rupa agar sesuai dengan bahan yang tahan asam. Dengan melengkapi pompa rakitan dan menggunakan saluran luar pada kolam pengendapan, maka polusi uap dalam arealdapat dicegah. Dalam banyak tambang, pompa untuk mengalirkan air cucian dihubungkan pada apungan sedemikian rupa sehingga pompa tersebut dapat dipindahkan dengan mudah seputar kolam dari satu titik ke titik lainnya.
7. Pompa Rotary Pompa rotari jenis roda gigi yang terdiri dari perunggu atau baja tahan karat dan dilengkapi dengan penggerak kecepatan variable digunakan untuk larutan persediaan meter atau diluent dalam system umpan separan.
pompa ini perlu diproteksi dengan rel kawat 16 nesh apabila kita gunakan dalam pelayanan tersebut. Separan merupakan flokulan sintetik yang digunakan dengan berbagai bijih besi, lumpur, uranium, tembaga dan larutan seng dan lain-lain.Jenis pompa rotari lainnya banyak ditemukan dalam beberapa penggunaan tambang yang menggunakan system hidrolik, perpindahan minyak pelumas, dan lain-lain. Akan tetapi, pompa mini penggunaan tidak banyak sentrifugal.
8.Pompa Bolak-Balik
Pompa bolak-balik jenis aksi, langsung berdiafragma, dan daya-nya digunakan dalam penambangan logam dan batu bara. Unit ini biasanya dari jenis horizontal Karena pompa tadi bisa dioperasikan dalam areal ruang pusatnya secara ekstern rendah. Contoh penggunaannya mencakup pengembunan, pengaliran endapan bantalan emas dan pembungan sampah. Banyak pompa aksi langsung yang dirancang untuk instalasi tambang dapat digerakkan oleh motor uap atau udara bergantung pada persyaratan tugasnya.Pompa meter dan proporsional digunakan untuk pengendalian pH dalam pengondisi di depan sel bijih besi agar dapat memberikan zat penekan dalam apungan bijih besi difrensial, pada perlakuan pembuangan industri, dan untuk sejumlah pelayaran yang sama dalam penambangan dan penggalian.
Referensi :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar
Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.