Friction Loss adalah Indikasi Negatif Sistem Pompa

Tanpa solusi yang tepat, friction loss akan menyebabkan ketidakstabilan sistem pemompaan yang berdampak buruk terhadap seluruh performa industrial pumps. Friction Loss adalah berkurangnya energi fluida (head) dalam sistem pemompaan yang disebabkan baik oleh friksi fluida itu sendiri maupun oleh sistem pompa dan perpipaan. 

Friction loss disebut juga Kerugian Head Friksi. Resistansi yang terjadi dalam friction loss akan menurunkan performa pemompaan, mengurangi kecepatan aliran fluida dan menurunkan volume fluida yang sampai di ujung pipa. 

Pemahaman sederhana tentang friction loss adalah menurunnya kecepatan aliran fluida di dalam saluran/pipa yang disebabkan oleh berbagai faktor. Ketika dipompa, fluida mengalir melalui saluran pipa kemudian berinteraksi dengan berbagai komponen dalam sistem perpipaan. Interaksi tersebut berupa gesekan, hambatan, penyempitan dan penurunan tekanan. 

Kerugian Head Friksi selalu ada dalam proses transfer fluida khususnya fluida viskositas tinggi. Gaya gesek antara fluida viskositas tinggi dengan dinding pipa berbanding terbalik dengan tekanan, kecepatan dan volume akhir. Ketika nilai gesekan tinggi, tekanan, kecepatan dan volume (dapat) menurun menuju ujung pipa. 

Faktor Penyebab Terjadinya Friction Loss

Resistansi yang terjadi pada pompa dan pipa yang menyebabkan timbulnya friction loss adalah bagian yang tidak terpisahkan dalam sistem pemompaan dan instalasi perpipaan. Dengan demikian, friction loss tidak dapat dihilangkan seluruhnya melainkan dikurangi semaksimal mungkin. Alasan yang mendasarinya adalah:

1. Pengaruh Viskositas Fluida

Viskositas fluida adalah ukuran kekentalan fluida terhadap media yang dilewatinya atau wadah yang menampungnya. Viskositas juga menjadi ukuran ketahanan fluida terhadap gesekan (gaya gesek) yang terjadi di sekitarnya.

• Viskositas Tinggi. Fluida dengan viskositas tinggi diukur dari kekentalan tebal. Contohnya lumpur dan minyak. 
• Viskositas Rendah. Fluida dengan viskositas rendah adalah fluida dengan kekentalan tipis. Contohnya air. 

Kekentalan fluida sangat menentukan besar-kecilnya friksi yang terjadi di dalam pompa dan pipa. Fluida dengan viskositas tinggi menghasilkan friction loss yang lebih besar daripada fluida viskositas rendah. 

2. Pengaruh Sistem Pemompaan

Friction loss adalah masalah yang umum terjadi dalam segala pekerjaan yang membutuhkan pompa. Masalah ini menjadi perhatian setiap teknisi pompa khusus dalam mempertahankan tekanan yang diberikan pada fluida. Salah satu upaya yang dilakukan berupa penggunaan pompa dengan kapasitas maksimum.  

Kapasitas pompa yang tepat memastikan daya yang diberikan saat transfer fluida stabil tanpa penurunan tekanan akibat resistansi sistem. Pompa dengan head yang stabil menghasilkan volume akhir fluida yang konstan. 

Performa pompa juga ditentukan oleh motor penggerak. Power motor yang diperlukan tidak hanya dilihat dari standar motor pompa melainkan juga kompatibilitas dengan jenis fluida yang dialirkan. Fluida dengan kekentalan tebal memerlukan motor dengan power lebih besar daripada fluida kekentalan tipis. 

3. Pengaruh Sistem Perpipaan

Friction loss pada dasarnya mengacu pada resistensi yang dialami fluida yang mengalir melalui pompa, pipa, dan fitting. Resistansi tersebut mengakibatkan penurunan tekanan dan kecepatan fluida. Ini berlaku pada perpipaan terbuka dan tertutup. 

Kehilangan tekanan dan kecepatan aliran sebagian besar terjadi dalam pipa pengalir. Instalasi sistem perpipaan yang kompleks cenderung memiliki masalah friction loss yang lebih sering terjadi. Selain itu, jenis pipa, ukuran, katup dan ketebalan pipa ikut berpengaruh terhadap masalah ini. Efek yang ditimbulkan semakin besar pada lengkungan pipa dan fitting. 

Faktor-faktor sistem perpipaan yang wajib jadi perhatian untuk menurunkan nilai friction loss adalah:

1. Diameter pipa

Disebut juga lubang atau rongga dalam pipa tempat fluida mengalir. Pipa dengan diameter besar diperlukan untuk mengalirkan fluida yang memiliki viskositas tinggi. Pipa berdiameter sedang dan kecil dapat bekerja dengan baik untuk fluida viskositas rendah. 

2. Lapisan permukaan pipa

Air bukanlah masalah terbesar ketika dialirkan dalam berbagai jenis pipa. Namun ketika fluida yang dialirkan dari jenis viskositas tinggi seperti minyak atau lumpur maka permukaan pipa yang kasar memberi penambahan friction loss. Semakin kasar permukaan, semakin besar gaya gesek antara fluida dengan dinding pipa sehingga friction loss bertambah. 

3. Panjang pipa

Panjang pipa (L) adalah salah satu variabel yang diperhitungkan dalam melihat gaya gesekan fluida. Semakin panjang pipa, semakin besar gaya gesek kumulatif yang terjadi. Panjang pipa juga berpengaruh terhadap power motor yang diperlukan untuk menghasilkan gaya dorong fluida. Bahkan pipa yang terlalu panjang menyebabkan gaya dorong hilang sebagian yang membuat volume akhir fluida menurun. 

Selain itu, jenis pipa yang dilewati fluida turut menyumbang friksi. Kedua jenis pipa yang digunakan adalah pipa lurus dan pipa lengkung. 

• Pipa lurus dengan diameter tetap dapat menyebabkan hilangnya sebagian tekanan fluida jika power motor tidak maksimal. Solusi yang sering dipakai adalah menggunakan beberapa jenis pipa dengan diameter berbeda (semakin ke ujung, semakin kecil) untuk mempertahankan tekanan fluida. 
• Pipa lengkung digunakan untuk menyesuaikan jalur aliran dengan kondisi lingkungan. Friksi pada pipa lengkung lebih besar daripada pipa lurus. Solusinya adalah mengurangi derajat lengkungan dan meminimalisir komponen pipa seperti valve, elbow dan fitting. 

Dampak Friction Loss

Dampak terbesar yang disebabkan oleh hilangnya energi akibat fluida atau friction loss adalah menurunnya volume atau debit fluida. Jika ini terjadi maka performa seluruh sistem pemompaan dan perpipaan akan dipertanyakan lalu dicari solusinya. 

Penurunan volume fluida merupakan kerugian dalam sistem yang dipicu oleh:

• Gesekan yang terlalu besar antara fluida dengan dinding pipa
• Hambatan fluida akibat dari friksi fluida seperti viskositas yang terlalu tinggi
• Menurunnya kecepatan fluida karena interaksi negatif antara fluida dengan komponen pipa dan pompa
• Hilangnya tekanan fluida sebagai dampak dari panjang pipa, lengkungan pipa dan turbulensi di dalam sistem. 

Dengan berkurangnya volume fluida, maka friction loss dapat berakibat pada pengambilan keputusan berupa:

1. Perombakan instalasi pipa. Perombakan sebagai solusi terhadap major head loss dimana sistem sebelumnya tidak dapat dipertahankan karena volume fluida yang keluar sangat sedikit. Major head loss menunjukan diameter pipa tidak sesuai dan kekasaran permukaan berlebihan sehingga gaya gesekan yang terjadi sangat besar.
2. Penggantian/peningkatan spesifikasi dan kapasitas pompa. Jika terjadi major head loss selalu ada kemungkinan power pompa tidak bekerja maksimal untuk mendorong fluida. 
3. Pengurangan penggunaan elemen/komponen perpipaan jika yang terjadi adalah minor head loss. Penyebab minor head loss bermacam-macam, paling sering adalah turbulensi pada fitting serta berkurangnya tekanan pada elbow dan valve. 

Solusi Friction Loss

Friction Loss merupakan masalah yang terus menjadi perhatian dalam sistem pemompaan dan perpipaan sehingga solusi untuk mengatasinya sudah tercetus lama. Solusi yang selama ini dilakukan bertujuan untuk mengurangi kehilangan energi fluida, bukan untuk menghilangkan Friction Loss sepenuhnya. 

• Meringkas panjang pipa (L). Mengurangi panjang pipa berarti mengurangi total luas permukaan pipa secara keseluruhan. Dengan demikian, mengurangi terjadinya gesekan fluida dengan dinding pipa saat dialirkan. 
• Memperbesar diameter pipa atau menggunakan pipa dengan diameter yang lebih besar untuk mengurangi resistensi. 
• Gunakan pipa dengan lapisan dalam yang halus.  Pipa dengan permukaan halus mengurangi hambatan terhadap laju fluida saat mengalir. 
• Menyederhanakan alur perpipaan. Semakin kompleks sistem instalasi pipa, semakin besar interaksi antara fluida dengan dinding pipa yang menyebabkan berkurangnya tekanan dan kecepatan aliran. 
• Meminimalisir penggunaan valve, elbow, fitting dan beberapa komponen untuk mengurangi hambatan.
• Mengurangi lengkungan khususnya lengkungan 90 derajat.
• Menggunakan menara air. Pada kasus tertentu dengan kendala resistansi yang berlebih, solusi friction loss adalah menggunakan menara air. Dengan posisi tangki air yang lebih tinggi dari pipa penyalur diharapkan tekanan fluida dapat dipertahankan. 

Rekomendasi Pompa Industrial Solusi Friction Loss

Memilih jenis pompa dengan sistem perpipaan yang unggul efektif menangani masalah friction loss. Alih-alih menggunakan pompa konvensional, pengguna dapat beralih pada jenis pompa modern rendah friksi dari perusahaan pompa kelas atas seperti pompa Grundfos, Ebara dan Sanso. 

Pemilihan pompa rendah friksi menjamin kinerja aliran fluida dengan kecepatan yang lebih stabil. Dampak positif dari pompa berkualitas dalam mengontrol friction loss adalah volume fluida yang diharapkan keluar di ujung pipa setara dengan volume yang diperlukan dalam penerapan. 

Salah satu contoh rekomendasi pompa terbaik dengan resiko minimal friction loss adalah pompa kapasitas besar dari produsen Ebara untuk mengatasi banjir yang efektif menangani lonjakan debit air dengan pengaliran berjumlah besar yang stabil. Kunjungi website Osmo Marina untuk mitra pompa terpercaya Anda.