Pompa ED 101
Bagaimana Efisiensi Yang Lebih Rendah Dapat Mengurangi Biaya Keseluruhan – Vortex Action
Joe Evans, Ph.D

Ketika kami memulai proses pemilihan pompa untuk aplikasi tertentu, salah satu perhatian utama kami adalah efisiensi. Jika beberapa model yang berbeda, dengan kualitas yang sama, memenuhi kondisi kami, kami biasanya akan memilih yang dengan efisiensi tertinggi. Bagaimanapun, efisiensi yang lebih tinggi mengurangi biaya tenaga listrik. Namun, ada kalanya efisiensi dapat mengambil kursi belakang dengan biaya operasi yang sebenarnya dan keseluruhan.
Pompa penanganan padatan yang digunakan dalam aplikasi kota dan industri adalah contoh yang baik. Pompa pembuangan limbah besar dapat menggunakan aliran campuran atau impeller aliran radial dengan sedikit kekhawatiran mencolokkan atau menyumbat karena ukuran yang melekat pada saluran aliran. Namun, ketika ukuran debit dan baling-baling berkurang, potensi penyumbatan meningkat. Pada awal 1900-an desain impeller baru dikembangkan oleh A.B. Wood dari New Orleans Sewage and Water board. Dikenal sebagai impeller “non clog”, itu terdiri dari dua baling-baling dengan tepi depan tumpul yang memungkinkan bagian dari padatan yang lebih besar dan mengurangi kesempatan untuk bahan berserabut untuk menumpuk di entri baling-baling. Saat ini, sebagian besar pompa penanganan padatan, dengan debit lebih kecil dari 10 “, menggunakan beberapa variasi dari desain ini.

Kita yang akrab dengan pompa ini tahu bahwa tidak ada yang namanya non menyumbat – – “jarang menyumbat” mungkin adalah terminologi yang lebih baik. Tapi, karena ukuran debit berkurang menjadi 4 “atau lebih kecil,” sering menyumbat ” dapat menjadi deskripsi pilihan. Sekarang, beberapa pompa 3 “& 4” dapat melewati padatan bulat 3 “penuh tetapi beberapa aplikasi tidak dapat mengakomodasi aliran yang lebih tinggi yang mereka hasilkan dan konsentrasi tinggi bahan berserabut masih dapat menyebabkan masalah. Jika non penyumbatan kecil berkinerja baik dalam aplikasi, itu mungkin pilihan terbaik tetapi, jika mencolokkan adalah masalah terus-menerus, Anda mungkin ingin mempertimbangkan alternatif.

Pompa vortex, juga dikenal sebagai pompa impeller tersembunyi, biasanya dianggap sebagai anggota keluarga sentrifugal. Ini tidak sepenuhnya akurat tetapi, karena tidak ada yang namanya gaya sentrifugal, itu mungkin tidak masalah. Namun, ini adalah pompa dinamis karena menanamkan energi terus menerus ke cairan yang dipompanya. Berbeda dengan pompa sentrifugal pada umumnya, aksi pemompaannya adalah proses dua tahap. Impeller, yang terletak di luar area aliran volute, menghasilkan pusaran primer atau aksi berputar-putar di dalam air yang berada di dalam dan di sekitar baling-balingnya. Pusaran ini menciptakan pusaran sekunder dalam volute yang menghasilkan aliran. Gambar 1 menggambarkan proses ini. Aksi pemompaan pompa vortex menawarkan beberapa keuntungan signifikan. Karena impeller tersembunyi, ia memiliki sedikit kontak dengan sebagian besar pompa. Bahkan ketika padatan menghubungi impeller, mereka tidak harus melintasi baling-baling sehingga potensi erosi sangat berkurang. Selain mengurangi keausan, posisinya yang tersembunyi juga memungkinkan berlalunya padatan yang lebih besar dan bahan berserabut yang mungkin mencolokkan pompa sentrifugal yang sebenarnya. Hampir semua padatan yang dapat memasuki hisap akan keluar dari volute dan bahan berserabut melewati tanpa keterikatan. Keuntungan lain adalah pengurangan gaya radial yang bertindak atas impeller-nya. Karena pengurangan ini, banyak pompa vortex dapat beroperasi pada aliran yang sangat rendah atau bahkan mati untuk waktu yang lama tanpa kerusakan.
Sayangnya, proses pemompaan dua langkah itu juga memiliki kelemahan – – efisiensi hidrolik yang jauh lebih rendah. Trade off ini cenderung dapat diterima di banyak pasar industri tetapi, sayangnya, itu akan sering menghilangkan pompa pusaran dari pertimbangan oleh beberapa insinyur yang menentukan di arena kota. Keduanya dinilai melewati padatan bulat 3 “dan mencapai efisiensi puncaknya pada titik desain (450 gpm @ 46 ‘). Pada titik ini non penyumbatan membutuhkan sekitar 7,4 hp (eff = 70%) sedangkan pompa vortex membutuhkan sekitar 10,7 hp (eff = 48%). Jelas, peningkatan hp yang hampir 45% ini bisa berdampak agak besar pada biaya listrik jangka panjang tetapi, apakah kenaikan ini akan selalu membuat non menyumbat pilihan yang lebih baik? Mari kita lihat contoh kota yang sebenarnya.

Sebuah kota kecil di AS Barat memasang stasiun lift dupleks, dengan 4 “non menyumbat” secara bergantian, untuk melayani kompleks ritel. Kompleks ini terdiri dari toko-toko ritel, supermarket / department store, dan beberapa restoran. Stasiun ini memiliki rata-rata enam hingga tujuh dimulai per hari dan waktu lari untuk setiap siklus adalah sekitar lima menit. Selain limbah manusia dan makanan normal; popok sekali pakai, produk feminin, dan handuk kertas serat tinggi juga merupakan kejadian sehari-hari. Campuran limbah ini menghasilkan pompa yang dicolokkan sebagian yang harus ditarik untuk dibersihkan setiap tujuh hingga sepuluh hari. Akhir musim panas lalu, non penyumbatan diganti dengan pompa pusaran 4 “yang menghasilkan karakteristik kapasitas kepala yang serupa. Sejak dimulainya pompa baru, tidak ada penyumbatan yang terjadi.
Meskipun pompa vortex mengkonsumsi sekitar 38% lebih banyak tenaga kuda daripada non penyumbatan yang mereka ganti, total daya yang dikonsumsi masih relatif kecil karena pompa berjalan tidak lebih dari 35 menit per hari (213 jam / tahun). Di sisi lain, pembersihan non-penyumbatan asli (di atas dan di atas pemeliharaan normal) membutuhkan rata-rata 12 jam per bulan (144 jam / tahun). Penggantian tersebut menghasilkan penghematan biaya tenaga kerja yang jauh melebihi biaya listrik tambahan dan, yang paling penting, membuat stasiun pompa benar-benar dapat diandalkan.

Ada kalanya kita harus melihat melampaui efisiensi dan pengaruhnya terhadap konsumsi listrik terutama jika jam operasional rendah. Dalam contoh di atas, dan banyak lagi seperti itu, biaya dan keandalan secara keseluruhan dapat menjadi pertimbangan yang jauh lebih penting.