Head Pompa dan Faktor-Faktor di Baliknya

Head pompa menunjukkan ukuran daya sebuah pompa. Semakin besar head pompa, semakin besar daya yang dapat dihasilkan oleh pompa tersebut. Secara sederhana, head pompa adalah ketinggian maksimum fluida yang dapat dipompa oleh sebuah unit pompa. Dalam konteks ini, head pump dapat disebut juga total head.

Apa itu Head Pompa?

Head pump atau head pompa berkaitan dengan daya dorong dan tekanan yang dihasilkan oleh pompa. Dalam hal ini maka head dapat dilihat sebagai kemampuan pompa untuk mengatasi gravitasi dan tekanan dalam distribusi fluida menuju ke ketinggian tertentu. Semakin tinggi head pompa, semakin besar kemampuan pompa untuk memindahkan air ke tempat yang lebih tinggi.  

Perbedaan Head dan Tekanan Pompa

Sekilas, head pompa atau total head terdengar sama dengan tekanan pompa atau pressure. Keduanya memang digunakan untuk mengatasi perpindahan fluida khususnya dari tekanan yang lebih rendah ke tekanan yang lebih tinggi. 

Head merupakan titik tertinggi tinggi yang diberikan oleh pompa pada fluida dan diukur dalam meter kolom cairan (m.l.c.). Head adalah ukuran yang tidak tergantung pada jenis fluida sehingga berbagai fluida dengan berat jenis berbeda akan diangkat pada ketinggian yang sama. Sedangkan tekanan, sebaliknya, bergantung pada jenis fluida dan dipengaruhi oleh kerapatan cairan. 

Maka, jika head pump mengukur energi total yang diberikan oleh pompa pada cairan maka tekanan pompa mengukur kekuatan tekanan yang diberikan oleh pompa. Namun, keduanya saling terkait karena tinggi dari total head akan berdampak pada tekanan yang dihasilkan oleh pompa. 

Cara Hitung Head Pump (Total Head)

Head pompa dihitung berdasarkan ketinggian yang dapat dicapai oleh pompa dalam memompa cairan melawan gravitasi. Variabel yang mempengaruhi dalam mendapatkan hasil perhitungan total head adalah:

1. Suction Lift (HS)

Suction Lift (HS) atau Tinggi Penghisap, yakni perbedaan ketinggian antara sumber air dengan ketinggian pompa. Biasanya diukur dari permukaan air di sumber ke inlet pompa. Jika permukaan air berada lebih tinggi daripada pompa, maka tinggi penghisap memiliki nilai negatif sehingga mempengaruhi head pompa yang sebenarnya. Tinggi penghisap menjadi indikator penting karena mempengaruhi kinerja dan kemampuan pompa dalam menghisap cairan.

2. Discharge Head (HD)

Discharge Head (HD) atau Tinggi Dorong, yakni energi total dari cairan pada titik keluaran pompa. Discharge Head diukur sebagai ketinggian vertikal dari sumbu pusat pompa ke titik keluaran atau outlet pompa.

3. Friction Loss (HF)

Friction Loss (HF), yakni penurunan tekanan karena gesekan fluida yang mengalir melalui pipa dan saluran. Friction loss terjadi karena adanya gesekan antara fluida dalam pipa dengan dinding pipa. Kehilangan gesekan ini menyebabkan tekanan cairan menurun seiring dengan meningkatnya panjang pipa serta diameter pipa yang digunakan.

Dengan variabel di atas, maka untuk menentukan nilai total dari head pompa adalah: H = HS + HD + HF.

Perhitungan head pompa ini masih dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor di bawah ini:

a. Efisiensi Pompa

Efisiensi pompa adalah rasio antara daya keluaran yang dihasilkan oleh pompa dengan daya masukan yang diberikan ke pompa. Efisiensi pompa mempengaruhi head pompa yang dihasilkan untuk sejumlah daya masukan. Semakin tinggi level efisiensi pompa, semakin efisien pompa dalam mencapai head yang diinginkan dengan menggunakan daya yang lebih sedikit.

b. Tinggi Permukaan Air

Tinggi permukaan air dari sumber air atau tangki penghisap menjadi salah satu faktor penting dalam perhitungan head pompa. Jika tinggi permukaan air berubah, maka nilai suction head akan berubah, dan ini akan mempengaruhi total head pompa.

c. Kecepatan Aliran (Flow Rate)

Kecepatan aliran cairan dalam sistem pompa juga mempengaruhi head pompa. Semakin besar aliran yang harus dipompa, semakin besar head yang diperlukan untuk mencapainya.

Baca juga: Ini Bedanya Impeller Pompa Air Terbuka dan Tertutup!

Hubungan Antara Head Pump dengan Faktor Pengaruhnya

Seperti contoh yang dilihat pada rumus sebelumnya, terdapat beberapa faktor atau variabel yang mempengaruhi besarnya head pump. Hubungan dari masing-masing akan diulas singkat berikut ini.

Head Pump Vs Suction Head

Head pompa dan suction head adalah dua ukuran yang seimbang namun berlawanan yang mempengaruhi aliran pompa air. Suction head adalah ukuran kedalaman maksimum dari mana sebuah pompa dapat menghisap cairan. Secara sederhana, suction head mengukur jarak vertikal antara permukaan cairan di sumber atau tangki penghisap dengan inlet pompa. 

Jika pompa ditempatkan di bawah permukaan air atau cairan yang akan dipompa, maka suction head adalah nilai positif. Namun, jika permukaan air lebih tinggi daripada pompa, maka suction head memiliki nilai negatif.

Ketika permukaan air lebih tinggi daripada pompa, maka pompa harus mengatasi tekanan tambahan dari gravitasi sehingga nilai suction head menjadi negatif. Hal ini mengurangi head total yang sebenarnya yang dapat dicapai oleh pompa. 

Dalam beberapa kasus khusus, jika suction head terlalu tinggi atau nilai negatif yang besar, pompa mungkin tidak mampu menghisap cairan dengan baik atau bahkan gagal mengalirkan cairan sama sekali.

Head Pump Vs Flow Rate

Pada saat head pompa mencapai nilai maksimum, laju aliran (flow rate) pada sistem pompa air bernilai nol. Hal ini terjadi karena pompa tidak dapat menghasilkan tekanan untuk menggerakkan air setelah seluruh energi digunakan saat mengangkat air yang sudah ada dalam sistem.

Ketika head pompa bernilai nol, flow rate mencapai nilai maksimum. Hasil dari head pompa nol adalah bahwa seluruh energi pompa dapat sepenuhnya digunakan untuk mengalirkan air, bukan untuk mengangkatnya, sehingga laju aliran menjadi lebih cepat.

Head Pump Vs Friction Loss

Head pompa sangat dipengaruhi oleh kehilangan energi akibat gesekan di dalam sistem perpipaan. Besarnya friction loss menyebabkan tekanan atau daya cairan yang mengalir di dalam pipa menurun.

Untuk mengurangi friction loss dalam sistem pompa, beberapa langkah dapat diambil antara lain menggunakan pipa dengan diameter yang sesuai, mengurangi panjang pipa dan menghindari tikungan tajam pada pipa. 

Beberapa faktor yang mempengaruhi friction loss mencakup:

• Panjang pipa. Semakin panjang pipa yang digunakan dalam sistem, semakin besar kehilangan gesekan yang terjadi karena cairan harus melewati jarak yang lebih jauh.
• Diameter pipa. Pipa dengan diameter yang lebih kecil akan menyebabkan gesekan yang lebih tinggi daripada pipa dengan diameter yang lebih besar karena permukaan kontak antara cairan dan dinding pipa lebih besar pada pipa yang lebih kecil.
• Laju aliran cairan. Semakin tinggi laju aliran cairan, semakin besar gesekan antar partikel cairan yang menyebabkan peningkatan kehilangan gesekan.
• Sifat permukaan pipa. Kekasaran permukaan dalam pipa akan menyebabkan gesekan yang lebih tinggi daripada permukaan pipa yang lebih halus.

Manfaat Mengetahui Head Pump Pada Pompa

Besarnya head seringkali tidak diberitahu oleh penjual pompa kepada pengguna. Kecuali jika anda memilih untuk berkonsultasi ke distributor pompa resmi seperti Osmo Marina. Padahal, dengan mengetahui nilai head pompa pengguna dapat memanfaatkannya untuk:

• Merancang sistem pompa yang sesuai dengan kebutuhan spesifik aplikasi.
• Memastikan pompa berfungsi pada tingkat kinerja yang optimal. Anda dapat mengatur kecepatan dan daya pompa agar sesuai dengan kebutuhan aliran cairan yang berubah-ubah, sehingga meminimalkan energi yang terbuang sia-sia dan memaksimalkan efisiensi.
• Memprediksi kerusakan. Jika terjadi penurunan tiba-tiba pada nilai Head Pump, hal ini dapat menjadi indikasi adanya masalah pada pompa atau sistem perpipaan, seperti adanya kebocoran atau penyumbatan. Dengan memantau nilai head pompa secara berkala, pengguna dapat mengidentifikasi masalah potensial sebelum berkembang menjadi kerusakan yang lebih serius.
• Memudahkan dalam perawatan dan pemeliharaan pompa. Pengguna dapat mengatur jadwal perawatan berdasarkan kinerja pompa yang sebenarnya, seperti kebutuhan penggantian suku cadang dan pemeriksaan komponen kunci. 

Mengetahui nilai head pompa pada akhirnya memberikan pemahaman terhadap pengguna untuk efisiensi dan perawatan kinerja pompa.