Analisis Pengaruh Trimming Closed Impeller Terhadap Kinerja Pompa Sentrifugal Menggunakan Simulasi Computational Fluid Dynamics
Febryan Rhasuna Atmaja, Ir. Felixtianus Eko Wismo Winarto, M.Sc., Ph.D.
2025 | Tugas Akhir | D4 TEKNOLOGI REKAYASA MESIN
Pompa merupakan alat untuk memindahkan fluida dari satu tempat ke tempat yang lain dengan cara menaikkan tekanan fluida tersebut. Diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu pompa sentrifugal, rotary, dan reciprocating. pompa sentrifugal merupakan salah satu jenis pompa yang paling banyak digunakan dalam aplikasi teknik, mulai dari rumah tangga, gedung perkantoran, hingga berbagai sector industri. Khususnya, di sektor industri pertambangan, salah satu permasalahan dalam penggunaan pompa sentrifugal untuk kebutuhan dewatering adalah tuntutan efisiensi tinggi diatas 90%, sehingga dibutuhkan optimasi penyesuaian kinerja pompa, salah satu metode optimasi adalah dengan melakukan trimming pada impeller pompa. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh trimming impeller terhadap unjuk kerja pompa sentrifugal, seperti head, daya output, dan efisiensi, menggunakan metode simulasi CFD dengan software ANSYS Fluent. Simulasi dilakukan pada pompa sentrifugal jenis closed impeller dengan empat variasi diameter impeller yaitu 204 mm, 199 mm, 194 mm, 189 mm dan empat variasi semi-circular trimming pada trailing edge impeller yaitu 2 mm, 4 mm, 6 mm, dan 8 mm. Setiap model disimulasikan pada tujuh titik laju aliran massa yaitu 1,387 kg/s, 2,774 kg/s, 5,548 kg/s, 8,322 kg/s, 11,096 kg/s, 13,87 kg/s, dan 16,644 kg/s. Hasil simulasi menunjukkan bahwa diameter impeller 204 mm menghasilkan efisiensi tertinggi sebesar 90,95% pada debit 0,016674 m3/s dengan head 49,612 m. Sementara itu, seluruh konfigurasi semi-circular trimming memiliki efisiensi diatas 90%, dengan semi-circular diameter 8 mm menunjukkan efisiensi tertinggi yaitu 91,24% pada debit yang sama dengan head 48,575 m. Seluruh variasi menunjukkan tren penurunan head seiring peningkatan debit, dan efisiensi meningkat hingga mencapai Best Efficiency Point pada laju aliran 60 m3/h dengan kecepatan putar 2900 RPM. Dapat disimpulkan, trimming diameter maupun modifikasi trailing edge, berpengaruh signifikan terhadap performa pompa dengan semi-circular trimm diameter 8 mm memberikan efisiensi tertinggi secara keseluruhan.
A pump is a device used to transfer fluid from one location to another by increasing the fluid pressure. Pumps are classified into three main types: centrifugal, rotary, and reciprocating. Among them, centrifugal pumps are the most widely used in engineering applications, ranging from household systems and office buildings to various industrial sectors. In the mining industry, one of the key challenges in using centrifugal pumps for dewatering is the demand for high efficiency above 90%. To meet this requirement, performance optimization of the pump is necessary, and one method is impeller trimming. This study aims to investigate the effects of impeller trimming on the performance of a centrifugal pump, including head, output power, and efficiency, using Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation with ANSYS Fluent software. The simulation was conducted on a centrifugal pump with a closed impeller type, utilizing four impeller diameter variations 204 mm, 199 mm, 194 mm, and 189 mm, and four semi-circular trimming variations on the impeller trailing edge of 2 mm, 4 mm, 6 mm, and 8 mm. Each model was simulated at seven mass flow rate points of 1.387 kg/s, 2.774 kg/s, 5.548 kg/s, 8.322 kg/s, 11.096 kg/s, 13.87 kg/s, and 16.644 kg/s. The simulation results show that the 204 mm impeller diameter achieved the highest efficiency of 90.95% at a flow rate of 0.016674 m³/s with a head of 49.612 m. Furthermore, all semi-circular trimming configurations resulted in efficiencies above 90%, with the 8 mm trimming yielding the highest efficiency of 91.24% at the same flow rate and a head of 48.575 m. All variations showed a decreasing trend in head with increasing flow rate, while efficiency increased up to the Best Efficiency Point at a flow rate of 60 m³/h and a rotational speed of 2900 RPM. It can be concluded that both impeller diameter trimming and trailing edge modification significantly affect pump performance, with the 8 mm semi-circular trimming providing the highest overall efficiency.
Kata Kunci : trimming impeller, simulasi numerik, pompa sentrifugal
