Cavitation

Sudah sering banget kita mendengar kata2 ini di bangku kuliah. Cuman untuk menjelaskan dan mendeskripsikannya dengan agak gamblang kadang agak2 susah karena saat itu kita belum pernah bisa melihat langsung fenomena ini dilapangan.

Ketika liquid mengalir melalui sebuah pipa maka tekanan yg dimiliki liquid ini akan perlahan akan berkurang seiring dengan route pipa yg dilewatinya. hilangnya atau berkurangnya tekanan ini karena ada gesekan atau friction  antara liquid dengan pipa dan fitting2 yg dilaluinya inilah yg dinamakan friction loss atau hilangnya tekanan karena friksi dg perpipaan dan fitting.

Nah jika turunnya tekanan liquid ini sampai dibawah tekanan uapnya maka terbentuklah gelembung2 uap, dan inilah yg dinamakan kavitasi.

Air akan menguap meski dibawah 100 C? ya bisa saja hal ini tergantung dengan tekanannya.  Sebagaimana kita tahu bahwa pada tekanan 1 atm/1.013 bar a /14.7 Psia air akan mendidih pada suhu 100C, namun jika tekanan atmosfer lebih rendah dari itu maka air akan mendidih lebih kecil dari 100. Bahkan pada suhu kamarpun air bisa menguap jika tekanan uapnya tercukupi (data menunjukkan bahwa pada suhu 20C, air akan menguap jika tekanan uapnya 0,023 bar absolute, atau sekitar -0.977 barg) mengenai hubugnan PT dapat kita lihat pada diagram fase PT berikut.

Dalam industry water treatment, fenomena ini diaplikasikn pada flash vaporation seperti peralatan Desalination, proses pemurniaan air laut dengan cara penguapan pada tekanan vakum.

Kembali mengenai kavitasi, bagaimana cara mencegah terjadinya kavitasi?

Kavitasi tidak terjadi jika net positive suction head available lebih besar dari positive suction head required. NPSHa>NPSHr,

Artiya untuk bisa beroperasi dengan normal maka NPSH yang tersedia di actual field lebih besar dari yg dibutuhkan oleh pompa. Dalam bahasa lain

• NPSHa kadang bisa juga disebut dengan NIPA (net inlet pressure available)
• NPSHr kadang bisa juga disebut dengan NIPR (net inlet pressure required)

Data NPSHr selalu diberikan oleh vendor pompa beserta pump performance curvenya.

Dari data inilah akan dijadikan reference untuk mendesain pipe route dan elevasi suction vessel/drum/tank dengan hydraulic calculation (pake software Pipephase ato pipesim ato yg lain).

Kembali mengenai Kavitasi, jadi cara untuk mencegah terjadinya kavitasi adalah dengan memperbesar nilai NPSHa.

Bagaimana caranya? Kita lihat factor dalam Formula NPSHa adalah sebagai berikut:

NPSHa: (Pressure absolute diatas level fluida + static suction head) – (pressure drop+tekanan uap)

Jadi dari formula diatas, untuk mencegah terjadinya kavitasi adalah dengan cara:

1. Menaikkan static head dengan cara menaikkan elevasi suction liquid (meninggikan posisi vessel isap)
2. Menurunkan friction loss berarti mengurangi pressure drop, bisa dengan  mendesain pipe route yg efektif . pompa dibuat sependek atau sedekat mungkin dengan tangki atao vessel yg akan dipompakan
3. Menurunkan temperature liquid yg dipompakan sehingga tekanan uapnya akan turun.