Pengertian dan cara cepat mencari Head pada pompa

Seringkali banyak yang bingung ketika bertemu dengan kata-kata head pada saat belajar pompa.

Yang perlu kita ketahui, head itu berhubungan dengan tekanan, selain itu berhubungan juga dengan perbedaan ketinggian permukaan fluida dari tempat asal yang ingin di pompa ke tempat tujuan pompa tersebut.

Coba anggap saja head itu energi dalam satuan jarak, jadi misalnya pompa ingin mengalirkan air dengan perbedaan ketinggian sebesar 20 meter, maka diperlukan total head pompa sebesar 20 meter

Nah ini cara menghitung head yang semoga lengkap dan penjelasannya

Head total = head tekanan + head kecepatan + head statik - head loss

Head total adalah total head yang akan dihasilkan oleh pompa

Head tekanan itu head dari perbedaan tekanan discharge dan suction

Head kecepatan itu dari perbedaan kecepatan discharge dan suction

Head statik itu dari perbedaan ketinggian permukaan air dari sisi tempat suction dan tempat discharge

Head loss itu head yang hilang disebabkan adanya gaya gesek antara fluida dengan pipa (Head loss mayor), kalau head loss minor bisa disebabkan oleh : perbedaan diameter pipa tiba-tiba, adanya elbow pada pipa, dan sebagainya.

Head tekanan = 

Head kecepatan =   

*Disini saya memakai satuan SI

Head = meter

g = percepatan gravitasi (9,81 m/s²)

ρ = massa jenis fluida (kg / m³) *massa jenis air = 1000 kg / m³

P discharge = Tekanan saat fluida keluar dari pompa 

P suction = Tekanan saat fluida masuk ke pompa (1 bar = 1.0197 kg/cm²) 1 bar = 10 pascal (pascal = N/m²)

Keduanya dapat dicari menggunakan pressure gauge yang terpasang pada sisi suction dan discharge pada pompa.

*Jika pressure gauge masih dalam satuan bar, rubah dulu ke satuan pascal.

Vd = kecepatan fluida pada bagian discharge pompa (m/s)

Vs = kecepatan fluida pada bagian suction pompa. (m/s)

Jika tidak ada data yang menampilkan keduanya, maka dapat dicari menggunakan Debit (Q) dan diameter dari pompa bagian discharge dan suction (D discharge dan D suction)

dengan hubungannya :

Q (m³/s) = V discharge (m/s) x A discharge (m²) = V suction x A suction

A = luas lingkaran bagian discharge / suction

Head loss mayor =

f = friction factor
l = panjang pipa / panjang jarak yang ditempuh fluida dari sisi suction sampai discharge
v = kecepatan rata-rata dari fluida
d = diameter dari pompa
g = percepatan gravitasi
*jangan lupa menggunakan satuan SI

Untuk mencari head loss mayor, pertama-tama kita harus tau jenis aliran (laminar/turbulance) dan besarnya bilangan Reynolds untuk mendapatkan friction factornya (f)

untuk dynamic viskositas atau kinematic viskositas suatu fluida dapat dicari dari tabel atau di 

http://www.engineeringtoolbox.com/

Jika Re nya kurang dari 2000, maka alirannya laminer, dan friction factor dapat dicari dengan rumus

Friction factor = 64 / Re

Namun jika Re nya lebih dari 4000, maka alirannya turbulance, dan friction factor dicari dengan menggunakan Moody Diagram

Dalam menggunakan moody diagram ini, kita harus mengetahui besarnya Re dan Relative Pipe roughness.

Relative pipe roughness = Material absolute roughness (ε) / diameter pipa

Material absolute roughness ditentukan berdasarkan material dari pompa.yang ingin dihitung headnya.

Setelah itu barulah kita mencari friction factor dengan melihat titik sambung antara Re dan Relative pipe roughness, atau dapat dicari menggunakan 

http://www.advdelphisys.com/michael_maley/Moody_chart/

Untuk lebih jelasnya tentang Head loss mayor ini, dapat mengunjungi situs berikut

https://en.wikipedia.org/wiki/Friction_loss

Setelah mendapatkan semua head, dari head tekanan, head kecepatan, head statik, dan head loss, maka kita dapat mencari total head dari pompa.

Selain itu, ada juga cara cepat untuk memperkirakan head pompa, dengan cara sebagai berikut :

sumber : http://www.engineeringtoolbox.com/pump-head-pressure-d_663.html 

Converting pressure in psi to head in feet

h = 2.31 p / SG         

where

h = head (ft)

p = pressure (psi)

SG = specific gravity of the fluid

Converting pressure in bar to head in meter

h = p 10.197 / SG      

where

h = head (m)

p = pressure (bar)

Jika kita tidak mudah menyerah dan selalu mencari penyelesaian dari setiap persoalan yang ada, dengan sendirinya persoalan tersebut akan menjadi mudah :)