Thermal Expansion and Contraction

Pada dasarnya, benda jika mengalami perubahan suhu yang tinggi, dia akan mengalami salah satu dari dua hal berikut: ekspansi atau kontraksi. Dengan kata lain, volumenya bisa bertambah atau bisa berkurang.

Berikut adalah contoh sederhana yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari

Fluida dalam Termometer Berekspansi

Fluida dalam termometer, bisa mengalami kenaikan jika ia diberikan panas yang cukup. Sekarang, pertanyaannya: jika suatu benda volumenya bertambah, apakah otomatis ia juga mengalami pertambahan massa? 

Jawabannya adalah tidak

Perhatikan lagi gambar termometer di bawah yang dibuat dalam skala molekuler.

Fluida dalam Termometer dalam skala molekuler

 Fluida dalam bejana sebelah kiri, meskipun volumenya kecil, tetapi ia memiliki kerapatan molekul yang lebih tinggi daripada fluida yang berada di sebelah kanan. Inilah yang disebut dengan densitas atau massa jenis. Seiring perubahan volume yang terjadi pada suatu benda, densitasnya juga berubah, oleh karena itu massanya selalu tetap.

Di dalam industri, kita juga harus mempertimbangkan hal ini, ekspansi dan kontraksi material yang kita gunakan. Jika tidak bisa berakhir seperti gambar berikut :

Pipa yang pecah akibat ekspansi

 Salah satu cara yang digunakan untuk mengatasi masalah ekspansi ini dalam dunia industri adalah dengan menggunakan pipa fleksibel dan expansion loop.

Ilustrasi dari respon benda ketika memuai di dalam expansion loop bisa digambarkan lewat gambar dibawah:

Expansion Loop

Bisa dilihat di dalam gambar di atas, dua batang yang ditempelkan di ujung huruf U tersebut saling mendekat ketika suhu ditingkatkan,

Jika digambarkan ulang bagaimana benda memuai dalam expansion loop, seperti di bawah ini

Ilustrasi Expansion Loop

Aplikasi nyata di dalam bidang industri, bisa dilihat di bawah ini

=== Sekian ===

Pompa dan Cara Startingnya

Secara umum, pompa dibagi menjadi dua jenis :

1. Positive displacement pump, pompa jenis ini bekerja dengan cara menjebak fluida yang masuk, kemudian mendorong fluida terjebak dalam ruang dengan volume tetap tersebut menuju ke bagian discharge. Oleh karena kekhasan inilah, pompa ini memiliki flow rate yang tetap. Positive displacement pump, dibagi lagi menjadi dua bagian: Pompa reciprocating (gerakan bolak-balik) dan juga rotary (gerakan berputar)
2. Centrifugal Pump, pompa jenis ini memanfaatkan gaya sentrifugal untuk memberikan gaya dorong terhadap fluida,

Berbeda dalam hal mekanisme kerja tentu saja akan memberikan perbedaan dalam hal kapan dan untuk aplikasi apa pompa ini digunakan. Positive displacement ("PD") pump dalam dunia industri biasanya dipakai untuk menangani fluida yang bukan air. Misalkan, bahan kimia dan juga minyak.

Macam-macam pompa PD

Injeksi kimia biasanya memakai pompa PD dikarenakan pompa jenis ini bisa disetting untuk memiliki kapasitas yang kecil. Bahan kimia, misalkan NaOH biasanya digunakan dalam industri dalam dosis yang kecil, misalkan untuk mengganti ion resin yang sudah jenuh. Selain itu, keuntungan dari mneggunakan pompa PD untuk injeksi bahan kimia adalah flowrate nya yang tetap dan bisa diubah sesuai dengan settingan stroke yang kita inginkan. Begitupun aplikasinya untuk memompa minyak. Pompa PD biasa digunakan untuk memompa minyak yang memiliki viscositas yang tinggi. Bayangkan betapa beratnya kerja impeller pada pompa sentrifugal bila ia digunakan untuk memompa fluida yang bersifat kental.

Lain daripada pompa PD, pompa sentrifugal biasanya digunakan untuk menangani fluida air. 

Bagian-Bagian Pompa Sentrifugal

Prinsip daripada pompa sentrifugal ini adalah fluida masuk melalui mata impeller. Di sini, air akan mendapatkan tambahan energi kinetik ketika ia diputar oleh impeller karena gaya sentrifugal. Setelah keluar dari impeller, air akan memasuki ruang yang memiliki kecenderungan untuk melebar yang disebut volute. Di volute, energi kinetik akan diubah menjadi head yang dinyatakan dalam satuan meter.

Dalam pompa sentrifugal, lebih sering kita menggunakan kata head daripada pressure karena pressure discharge pompa akan selalu berubah-ubah tergantung dari specific gravity (s.g) dari fluida. Misalkan, air yang memiliki s.g =1 akan memiliki pressure discharge lebih tinggi daripada methanol yang memiliki s.g =0.6

Preparation before Starting the Pump

Pola perlakuan yang berbeda juga harus dilakukan antara pompa PD dan juga pompa sentrifugal ketika ia akan dijalankan.

Persiapan yang harus dilakukan sebelum menjalankan pompa PD adalah memastikan bahwa bagian inlet pompa dan juga discharge harus dalam keadaan terbuka. Biasanya, pompa PD juga dilengkapi pressure safety valve (PSV) pada bagian discharge. Hal ini sebaga pengaman jika kita lupa membuka valve discharge. Ingat, meskipun valve discharge ditutup, pompa PD akan terus memompa.Akibatnya, terjadi build-up pressure yang bisa sangat berbahaya dan merusak peralatan.

Untuk pompa sentrifugal, persiapan yang harus dilakukan sebelum men-start pompa adalah:

1. Pastikan bagian dalam pompa telah terisi penuh dengan fluida, jangan sampai ada udara yang terjebak. Hal ini dengan cara membuka valve drain yang terhubung langsung dengan bagian dalam pompa. Istilah teknisnya disebut dengan "priming"
2. Usahakan jangan buka valve discharge pompa langsung 100% terbuka. Hal ini untuk menghindari kavitasi. Sesaat setelah pompa di-start akan ada proses akselerasi dari fluida yang menyebabkan turunnya pressure di bagian inlet pompa. Hal ini menyebabkan vakum, jika NPSH pompa kurang, maka dapat mengakibatkan kavitasi. Demi menghindari hal tersebut, maka kapasitas pompa harus diturunkan untuk mengurangi jumlah pressure drop dengan cara tidak membuka 100% open valve discharge ketika pertama kali pompa dijalankan.