PRESTASI POMPA HYDRAULIC RAM DENGAN VARIASI TINGGI ANGKAT KATUP LIMBAH

Gratis

0
0
84
4 months ago
Preview
Full text

PRESTASI POMPA HYDRAULIC RAM DENGAN

  

VARIASI TINGGI ANGKAT KATUP LIMBAH

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  

Jurusan Teknik Mesin

  Disusun oleh:

  ANDREAS WILLIAM MANDAGI NIM : 035214009

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

  

THE HYDRAULIC RAM PUMP PERFORMANCE

WITH WASTE VALVE STROKE HEIGHT

  

VARIATION

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of The Requrement as

to Obatain The Sarjana Teknik Degree

in Mechanical Engineering

  By:

  

ANDREAS WILLIAM MANDAGI

Student Number : 035214009

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

Karya ini kupersembahkan untuk

Tuhan-ku Yesus kristus

Opa-Oma,Papa-Mama,Prill, Toni,Yosi,

Dosen TM FST Sadhar,

  

Temen2 TM’2003, Farmasi ’02,

Psi ’03, Cew2 P.mat ‘02,Temen2 Sunrise,

jl.Pepaya, jl.Sukun, Asmi, Atma,Unika,

GKKD , Suzana Joke, Kondilati, DMKC,

  

P.O.W, Cybernet, CAM’s, Anak Adam

Team Football FST, Temen2 UPPC,

Burjo Komeng, Kost Kumpow, KMTM,

Don Khambali, Kontrakan ’04

  

Almamater

Jadilah Garam dan Terang Dunia…

  

INTISARI

  Masyarakat yang hidup jauh dari sumber air memiliki masalah untuk mendapatkan air. Biasanya masyarakat menggunakan pompa sentrifugal untuk memompakan air ke rumah mereka. Menggunakan pompa sentrifugal memerlukan tenaga listrik, tetapi pada kondisi tertentu di lingkungan masyarakat tersebut tidak tersedia tenaga listrik. Pompa hidrolik adalah solusinya karena pompa ini tidak memerlukan tenaga listrik ataupun BBM. Pompa hidram dapat bekerja secara kontinu 24 jam sehari. Pompa hidram mempunyai keunggulan murah dan mudah cara pembuatannya.

  Eksperimen ini dibuat untuk mengetahui prestasi pompa hidram menggunakan variasi tinggi angkat katup dan variasi tinggi output. Pompa hidram yang dipergunakan pada eksperimen ini mempunyai pipa masukan dengan diameter 1,5 inci dan pipa keluaran dengan diameter 0,5 inci. Variasi dari tinggi angkat katup adalah 1,1 cm; 1,2 cm; 1,3 cm; 1,4 cm; 1,5 cm.

  Eksperimen ini menunjukan debit maksimum, dan efisiensi maksimum dicapai pada tinggi angkat katup sebesar 1,1 cm, Efisiensi pompa maksimum sebesar 27,91 % dan debit maksimum pompa hidram sebesar 6,425 liter/menit. Tinggi pemompaan maksimum yang dihasilkan pompa hidram adalah 6,839 meter, saat bukaan kran 30

  ˚ dan tinggi angkat katup 1,2 cm ; 1,4cm ; dan 1,5cm.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan bagi Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kasih karuniaNya yang besar, yang senantiasa selalu menuntun langkah demi langkah hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, yang merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh gelar sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih atas segala bantuan yang berupa moril maupun materiil dari semua pihak terutama kepada: 1.

  Ir. Greg. Heliarko SJ.,S.S.,B.S.T.,M.A.,M.Sc., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  2. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., Dosen Pembimbing yang telah membimbing dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

  3. Laboran Laboratorium Teknologi Mekanik dan Laboratorium Konversi Energi Universitas Sanata Dharma yang telah membantu penelitian penulis.

  4. Segenap dosen dan karyawan Jurusan Teknik Mesin FST-USD yang telah membantu dan selalu membimbing dalam masa-masa kuliah.

  5. Segenap Keluarga atas segala doa dan dukungan moral dan materi yang diberikan secara tulus ikhlas. Tiada kata yang bisa penulis ucapkan selain terima kasih dan semoga Tuhan selalu memberkati dan membalas segala kebaikan anda semua.

  Demikian usaha yang telah penulis lakukan sudah semaksimal mungkin, namun penulis menyadari bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu dengan terbuka dan senang hati menerima saran dan kritik yang sifatnya membangun demi kemajuan yang akan datang.

  Semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat berguna dan memberikan wawasan lebih tentang ilmu pengetahuan dan teknologi bagi semua pembaca.

  Yogyakarta, 15 Maret 2008 Penulis

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL …………………………………………….... i TITLE PAGE ……………………………...…………………….... ii

HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING ……………….… iii

HALAMAN PENGESAHAN …………………………………….. iv

HALAMAN PERSEMBAHAN ..……………………………….... v

HALAMAN PERNYATAAN ..…………………………………... vi LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI ..……………………… vii

  INTISARI …………………………………………………………. viii KATA PENGANTAR ..…………………………………………… ix

DAFTAR ISI .……………………………………………………... xi

DAFTAR TABEL ………………………………………………… xiv

DAFTAR GAMBAR …………………………………………….... xviii BAB I PENDAHULUAN ………………………………....

  1 1.1. Latar Belakang Masalah ……………………….

  1

  1.2. Rumusan Masalah……………………………… 2

  1.3. Tujuan Penelitian………………………………. 2

  BAB II DASAR TEORI ……………………………………

  3 2.1. Tinjauan Pustaka ……………………………….

  3 2.2. Dasar Teori ……………………………………..

  4 2.2.1. Siklus Pompa Hidram ………………..

  5

  BAB III PELAKSANAAN PENELITIAN ………………...

  19 3.1. Bahan Penelitian ……………………………….

  19 3.2. Alat Penelitian ………………………………….

  21

  3.3. Sarana Penelitian ………………………………. 24 3.4. Penyetelan Pompa Hidram ……………………..

  26

  3.5. Persiapan Penelitian ……………………………

  27

  3.6. Pelaksanaan Penelitian …………………………

  27 3.7. Kesulitan Penelitian di Laboratorium ………….

  28 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ….. 30 4.1. Perhitungan Tinggi Angkat Air ………………..

  31

  4.1.1. Hasil Penelitian ……………………… 31

  4.1.2. Perhitungan ………………………….. 36 4.1.3. Grafik Hasil Perhitungan …………….

  50

  4.2. Pembahasan ……………………………………. 58

  4.1.1. Pengaruh Tinggi Angkat Terhadap Volume Pemompaan ………………………………...

  58

  4.2.2. Pengaruh Tinggi Angkat Terhadap Tinggi Pemompaan ………………..………………..

  59

  4.2.3. Pengaruh Tinggi Angkat Terhadap Efisiensi D’ Aubuisson …………………………….....

  60

  4.2.4 Pengaruh Tinggi Angkat Terhadap Efisiensi Pompa Hidram……………………………….

  61

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN …………………….. 63

5.1. Kesimpulan ……………………………………...

  63 5.2. Saran …………………………………………….

  64 DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………

  65

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Ukuran Panjang Pipa Berdasarkan Variasi Diameter …............... 17Tabel 4.1 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,1 cm Tanpa Kran ……………... 31Tabel 4.2 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,1 cm Dengan Kran Terbuka 90

  ˚ ……………………………………………………………………………... 31

Tabel 4.3 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,1 cm Dengan Kran Terbuka 60

  ˚ ……………………………………………………………………………... 32

Tabel 4.4 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,1 cm Dengan Kran Terbuka 30

  ˚ ……………………………………………………………………………... 32

Tabel 4.5 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,2 cm Tanpa Kran ……………... 32Tabel 4.6 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,2 cm Dengan Kran Terbuka 90

  ˚ ……………………………………………………………………………... 32

Tabel 4.7 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,2 cm Dengan Kran Terbuka 60

  ˚ ……………………………………………………………………………... 33

Tabel 4.8 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,2 cm Dengan Kran Terbuka 30

  ˚ ……………………………………………………………………………... 33

Tabel 4.9 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,3 cm Tanpa Kran ....................... 33Tabel 4.10 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,3 cm Dengan Kran Terbuka 90

  ˚ ……………………………………………………………………………... 33

Tabel 4.11 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,3 cm Dengan Kran Terbuka 60

  ˚ ……………………………………………………………………………... 34

Tabel 4.12 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,3 cm Dengan Kran Terbuka 30

  ˚ ……………………………………………………………………………... 34

Tabel 4.13 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,4 cm Tanpa Kran ……………. 34Tabel 4.14 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,4 cm Dengan Kran Terbuka 90

  ˚ ……………………………………………………………………………... 34

Tabel 4.15 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,4 cm Dengan Kran Terbuka 60

  ˚ ……………………………………………………....................................... 35

Tabel 4.16 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,4 cm Dengan Kran Terbuka 30

  ˚ ……………………………………………………………………………... 35

Tabel 4.17 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,5 cm Tanpa Kran ……………. 35Tabel 4.18 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,5 cm Dengan Kran Terbuka 90

  ˚ …………………………………………………………………………....... 35

Tabel 4.19 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,5 cm Dengan Kran Terbuka 60

  ˚ ……………………………………………………………………………... 36

Tabel 4.20 Tinggi Angkat Katup Limbah 1,5 cm Dengan Kran Terbuka 30

  ˚ ……………………………………………………………………………... 36

Tabel 4.21 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,1 cm Tanpa Kran

  ……………………………………………………………………………... 40

Tabel 4.22 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,1 cm Dengan Kran

  Terbuka 90 ˚ ……………………………………………………………… 40

Tabel 4.23 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,1 cm Dengan Kran

  Terbuka 60 ˚ ……………………………………………………………… 41

Tabel 4.24 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,1 cm Dengan Kran

  Terbuka 30 ˚ ……………………………………………………………… 41

Tabel 4.25 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,2 cm Tanpa Kran

  ……………………………………………………………………………. 42

Tabel 4.26 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,2 cm Dengan Kran

  Terbuka 90 ˚ ………………………………………………………………. 42

Tabel 4.27 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,2 cm Dengan Kran

  Terbuka 60 ˚ ……………………………………………………………… 43

Tabel 4.28 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,2 cm Dengan Kran

  Terbuka 30 ˚ ……………………………………………………………… 43

Tabel 4.29 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,3 cm Tanpa Kran

  ……………………………………………………………………………. 44

Tabel 4.30 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,3 cm Dengan Kran

  Terbuka 90 ˚ ………………………………………………………………. 44

Tabel 4.31 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,3 cm Dengan Kran

  Terbuka 60 ˚ ……………………………………………………………… 45

Tabel 4.32 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,3 cm Dengan Kran

  Terbuka 30 ˚ ……………………………………………………………… 45

Tabel 4.33 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,4 cm Tanpa Kran

  …………………………………………………………………………… 46

Tabel 4.34 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,4 cm Dengan Kran

  Terbuka 90 ˚ ………………………………………………………………. 46

Tabel 4.35 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,4 cm Dengan Kran

  Terbuka 60 ˚ ………………………………………………………………. 47

Tabel 4.36 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,4 cm Dengan Kran

  Terbuka 30 ˚ ……………………………………………………………… 47

Tabel 4.37 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,5 cm Tanpa Kran

  …………………………………………………………………………… 48

Tabel 4.38 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,5 cm Dengan Kran

  Terbuka 90 ˚ ……………………………………………………………… 48

Tabel 4.39 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,5 cm Dengan Kran

  Terbuka 60 ˚ ……………………………………………………………… 49

Tabel 4.40 Hasil Perhitungan Tinggi Angkat Katup Limbah 1,5 cm Dengan Kan

  Terbuka 30 ˚ ……………………………………………………………… 49

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Periode 1 – 2 ………………………………………………… 8Gambar 2.2. Periode 3 – 4 ………………………………………………… 9Gambar 2.3. Periode 5 …………………………………………………….. 10Gambar 2.4. Diagram Satu Siklus Kerja Pompa Hidram (Watt 1974) ……. 11Gambar 2.5. Lubang Udara ………………………………………………... 16Gambar 3.1. Skema Pompa Hidram ………………………………………. 20Gambar 3.2. Rumah Pompa ……………………………………………….. 21Gambar 3.3. Batang Katup Limbah ……………………………………….. 22Gambar 3.4. Rumah Katup Limbah ……………………………………….. 22Gambar 3.5. Tabung Udara ………………………………………………... 23Gambar 3.6. Katup Hantar ………………………………………………… 24Gambar 4.1. Grafik Volume Pemompaan (Qd) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran)

  …………………………………………………………………………...… 50

Gambar 4.2. Grafik Volume Pemompaan (Qd) Vs Tinggi Angkat (Kran 90

  ˚) ……………………………………………………………………………... 50

Gambar 4.3. Grafik Volume Pemompaan (Qd) Vs Tinggi Angkat (Kran 60

  ˚) ……………………………………………………………………………... 51

Gambar 4.4. Grafik Volume Pemompaan (Qd) Vs Tinggi Angkat (Kran 30

  ˚) ……………………………………………………………………………... 51

Gambar 4.5. Grafik Tinggi Pemompaan (Hd) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran)Gambar 4.6. Grafik Tinggi Pemompaan (Hd) Vs Tinggi Angkat (Kran 90

  ˚) ……………………………………………………………………………... 52

Gambar 4.7. Grafik Tinggi Pemompaan (Hd) Vs Tinggi Angkat (Kran 60

  ˚) ……………………………………………………………………………... 53

Gambar 4.8. Grafik Tinggi Pemompaan (Hd) Vs Tinggi Angkat (Kran 30

  ˚) ……………………………………………………………………………... 53

Gambar 4.9. Grafik Efisiensi D’Aubuisson (çD) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran)

  ……………………………………………………………………………... 54

Gambar 4.10. Grafik Efisiensi D’Aubuisson (çD) Vs Tinggi Angkat (Kran 90

  ˚) ……………………………………………………………………………... 54

Gambar 4.11. Grafik Efisiensi D’Aubuisson (çD) Vs Tinggi Angkat (Kran 60

  ˚) ……………………………………………………………………………... 55

Gambar 4.12. Grafik Efisiensi D’Aubuisson (çD) Vs Tinggi Angkat (Kran 30

  ˚) ……………………………………………………………………………... 55

Gambar 4.13 Grafik Volume Pemompaan (Qd) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran,

  Kran Terbuka 90 ˚, 60˚, 30˚) ……………………………………………….. 56

Gambar 4.14 Grafik Tinggi Pemompaan (Hd) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran,

  Kran Terbuka 90 ˚, 60˚, 30˚) ……………………………………………….. 56

Gambar 4.15 Grafik D’Aubuisson (çD) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran, Kran

  Terbuka 90 ˚, 60˚, 30˚) ……………………………………………………... 57

Gambar 4.16 Grafik Efisiensi Pompa Hidram (

  η) Vs Tinggi Angkat (Tanpa (TanpanKran, Kran Terbuka 90

  ˚,60˚,30˚) …………………………………. 57

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang masalah

  Air penting perannya dalam memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari manusia. Air digunakan oleh sektor pertanian, perikanan dan peternakan. Dalam perkembangan teknologi air juga digunakan sebagai pembangkit tenaga listrik, dan juga bentuk teknologi yang lain. Khusus untuk daerah-daerah yang berdekatan dengan sumber air atau lokasinya berada dibawah mata air, kebutuhan air tidak terlalu menjadi masalah. Sesuai dengan hukum fisika, air dengan sendirinya akan mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. Namun, kenyataannya permukaan tanah tidak selalu rata, ada daerah berbukit – bukit atau bergelombang, daerah yang mempunyai lokasi diatas akan menemui kesulitan mendapatkan pasokan air secara kontinu.

  Salah satu upaya untuk memenuhi kebutuhan air, terutama di lokasi yang posisinya lebih tinggi dari mata air adalah menggunakan pompa air. Jenis pompa yang lazim digunakan saat ini adalah pompa air bertenaga motor yang menggunakan listrik atau bahan bakar minyak (solar atau bensin). Untuk daerah pedesaan dan daerah terpencil sering terdapat kesulitan memenuhi ketersediaan listrik dan bahan bakar minyak, bila ada terkadang karena faktor ekonomi, masyarakat pedesaan tidak sanggup membelinya.

  Untuk mengatasi masalah ini diciptakan pompa air tanpa memerlukan listrik dan BBM. Hal ini dipenuhi oleh Pompa Hidram sebagai pilihan yang tepat.

  Pompa Hidram digunakan untuk memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat yang lebih tinggi.

  Pompa Hidram digunakan karena pembuatan dan perawatannya mudah, tidak memerlukan pelumasan, tidak memerlukan keterampilan teknik tinggi untuk perawataannya, serta pemeliharaan dan perawataannya relatif murah. Pembuatan pompa hidram dapat dilakukan dengan alat – alat bengkel sederhana.

  1.2 Rumusan Masalah

  Unjuk kerja pompa hidram dipengaruhi oleh berbagai parameter yaitu beban katup limbah, tinggi angkat katup, volume tabung udara, debit masukan pompa hidram, diameter input air, tinggi pemompaan, besar pompa hidram. Untuk membatasi arah penelitian ini, penulis memilih pengaruh tinggi angkat katup limbah terhadap unjuk kerja Pompa Hidram. Oleh karena masih kurangnya penelitian terhadap pengaruh tinggi angkat katup limbah terhadap unjuk kerja Pompa Hidram, dengan demikian diperlukan penelitian mengenai hal ini untuk menambah literatur yang ada, dan demi menambah wawasan dan ilmu pengetahuan.

  1.3 Tujuan Penelitian

  Penelitian yang dilakukan bertujuan meneliti pengaruh tinggi angkat katup

BAB II DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

  Artikel, jurnal, maupun pada buku-buku yang penulis temukan banyak yang membahas mengenai pengaruh volume tabung udara dan beban katup limbah terhadap unjuk kerja pompa hidram. Penelitian Pompa Hidram di Indonesia yang penulis temukan adalah Jahja Hanafie (1974) Mempelajari pengaruh tinggi terjun air dan tinggi permukaan air dalam tangki pemasukan terhadap tinggi pemompaan dari efisiensi pada hidrolik ram automatik.

  Pompa Hidram pada tahun 1772 digagas John Whitehurst. Tetapi belum diterapkan menjadi sebuah mesin. Pada akhirnya penemu Perancis Joseph Montgolfier, sukses membuat Pompa Hidram. Kemudian pada awal abad 19 disempurnakan lagi oleh Green dan Carter sehingga menjadi semakin efisien.

  Pemakaian Pompa Hidram di Indonesia sudah lumayan banyak ditemukan di Indonesia. Terdapat Pompa Hidram yang telah bekerja sebelum perang dunia kedua dan sampai sekarang masih beroprasi, yaitu terdapat di dekat Pelabuhan Ratu, Jawa Barat.

  Pompa Hidram merupakan gabungan dari kata hidro = air (cairan), ram = hantaman, pukulan atau tekanan, sehingga diterjemahkan menjadi pompa tenaga hantaman air atau cairan. Pompa Hidram adalah pompa yang tenaga pompa melalui pipa. Masuknya air atau cairan ke dalam pompa harus berjalan secara terus menerus. Karena pompa ini bekerja tanpa memerlukan BBM (Bahan Bakar Minyak) atau tanpa motor listrik maka disebut juga “Pompa Air Tanpa Motor” (Motorless Water Pump). Pompa Hidram mempunyai kemampuan memindahkan air dari sumber air, sungai, danau, ataupun kolam ketempat yang lebih tinggi dari pada sumber air semula.

  Pompa Hidram bekerja berdasarkan proses perubahan momentum (impuls) dan sifat air yang inkompresibel. Pompa Hidram dibagi menjadi 2 Tipe yaitu : Sistem Pegas

  • Sistem Beban -

  Pompa Hidram yang digunakan dalam penelitian penulis menggunakan sistem beban.

2.2. Dasar Teori

  Air secara alamiah mengalir dari suatu tempat, menuju ke tempat yang lebih rendah. Apabila air terjun tersebut dilewatkan melalui saluran pipa, dapat kita ketahui adanya kecepatan alir air. Jika ujung pipa tersebut ditutup secara mendadak, berarti kita memberikan perubahan kecepatan aliran air.

  • 2

  2 F (t -t ) = mv – mv ...................... (2)

  Mekanisme kerja Pompa Hidram adalah melipatgandakan kekuatan

  Perubahan kecepatan alir air ditunjukan pada saat terbuka dan tertutupnya katup limbah.

  2

  1 F (t -t ) : Perubahan Momentum

  2

  1

  2

  2

  Besarnya kecepatan aliran air (v) dapat ditunjukan dari hukum kekekalan energi : Energi Potensial = Energi Kinetik mgh = ½ mv

  1

  1

  Hasil kali kecepatan dengan massa (air) merupakan momentum. Jika kecepatan pada saat t = t adalah v dan saat t = t adalah v maka perubahan momentum dapat dituliskan sebagai :

  h = Ketinggian air (m) v = Kecepatan aliran air (m/s) Secara fisis terlihat bahwa besarnya kecepatan tergantung dari besarnya beda tinggi air jatuh (h).

  2

  dengan : m = Massa air (kg) g = Percepatan grafitasi (9,82m/s )

  v = (2gh) ................................ (1)

  2

1 Perubahan momentum lazim disebut sebagai impuls. Dengan demikian pompa hidram bekerja menurut azas perubaan momentum (impuls).

2.2.1 Siklus Pompa Hidram

  turun dari reservoir yang memiliki ketinggian. Air melalui pipa dengan cepat masuk ke rumah pompa. Karena katup limbah yang berada dalam pompa awalnya terbuka, maka gerakan air dari reservoir tadi akan terpancing dan terbuang melalui katup limbah. Kecepatan aliran air pipa masukan semakin bertambah secara bertahap. Dengan air dari reservoir yang mengalir terus menerus, maka tekanan dalam rumah pompa akan meningkat. Ketika air yang mengalir tersebut mencapai kecepatan yang memiliki gaya tekan yang sanggup mengangkat beban katup limbah, maka membuat katup limbah segera tertutup, kecepatan aliran air pipa masukan mencapai maksimal. Setelah katup pembuangan tertutup, maka akan terjadi palu air dan air akan mulai mengalir menuju ketabung udara melalui klep hantar, kecepatan aliran air pipa masukan berkurang dengan cepat.

  Air yang bertekanan ini akan menekan udara dalam tabung udara. Karena udara bersifat kompresibel maka volume udara akan mengecil akibat tekanan air.

  Klep hantar dari tabung udara akan menutup ketika udara yang ada di dalam mulai menekan akibat tekanan yang mulai naik. Maka udara akan menekan air ke pipa keluaran menuju bak penampungan, tekanan udara pada tabung udara yang semakin besar juga membuat klep hantar tertutup. Pada saat klep hantar menutup tekanan dalam rumah pompa menjadi lebih kecil dari sebelumnya. Kerena berat katup limbah, dan juga hisapan dari tekanan rumah pompa tersebut, maka katup limbah akan turun dan membuka celah untuk keluarnnya air sehingga air akan mengalir melalui katup limbah. Tekanan dari rumah pompa yang mengecil tersebut juga memacu air yang mengalir dari reservoir, dengan kecepatan yang dalam rumah pompa, hantaman tersebut yang akan kembali mengangkat klep limbah dan mengalirkan air ke katup hantar. Demikian siklus berlangsung secara terus menerus, asalkan reservoir tidak kekurangan suplai air. Pompa Hidram tidak menggunakan sumber energi dari luar untuk bekerja. Pompa Hidram menggunakan pukulan atau hantaman air itu sendiri sebagai tenaga penggeraknya. Karena itu, masuknnya air kedalam ruang pompa harus secara kontinu.

  Keseluruhan siklus berulang sekitar 40-120 siklus per menit, tergantung penyetelan katup.

  Siklus Pompa Hidram dibagi dalam 5 periode yaitu : A. Periode 1.

  Kecepatan air melalui ram mulai bertambah, air melalui katup limbah yang sedang terbuka, timbul sedikit hisapan pada rumah pompa untuk menghisap air dari reservoir.

  B. Periode 2.

  Aliran bertambah sampai maksimum melalui katup limbah yang terbuka dan tekanan dalam pipa pemasukan juga bertambah secara bertahap.

Gambar 2.1. Periode 1 – 2 C. Periode 3.

  Katup limbah mulai menutup akibat dorongan air, Air semakin sulit untuk keluar melalui katup limbah dengan demikian menyebabkan naiknya tekanan dalam Pompa Hidram. Kecepatan aliran dalam pipa pemasukan telah mencapai maksimum.

  D. Periode 4.

  Katup limbah tertutup, menyebabkan terjadinya palu air (water hammer) yang mendorong air melalui katup penghantar. Kecepatan aliran pipa pemasukan berkurang dengan cepat.

Gambar 2.2. Periode 3 – 4

  E. Periode 5 Denyut tekanan terpukul kedalam pipa pemasukan pada periode 4 menyebabkan timbulnya hisapan kecil yang diakibatkan berkurangnya tekanan pada rumah pompa. Pada waktu yang sama katup penghantar menutup dan katup limbah mulai terbuka karena hisapan tersebut dan juga karena beratnya sendiri.

  Air mulai mengalir lagi melalui katup limbah dan siklus Pompa Hidram terulang kembali.

Gambar 2.3. Periode 5Gambar 2.4. Diagram satu siklus kerja Pompa Hidram (Watt 1974)

  Dalam proses pemompaan oleh Pompa Hidram terbagi dua jenis aliran yaitu aliran yang berguna dan aliran yang tidak terpompa. Aliran yang berguna adalah aliran air yang dipompa oleh pompa hidram menuju tempat yang lebih tinggi dari reservoir dan sumber air. Air tersebut kemudian ditampung dalam sebuah bak untuk diukur debitnya. Sedangkan katup limbah dan lubang udara, air tersebut terbuang melalui katup limbah. Air tersebut juga kemudian ditampung untuk diukur debitnya.

  Untuk menentukan unjuk kerja pompa hidram digunakan rumus D’Aubuisson

  Q xH d d ÇD = x 100 % …………………………………… (3)

  • Q Q H

  ( ) d b s

  Dengan :

  ÇD = Efisiensi D’ Aubuisson dari pompa (%) Q = Kapasitas pompa yang dihasilkan tiap siklus (liter/menit) d

  

Q b = Kapasitas yang terbuang tiap siklus (liter/menit)

= Volume katup limbah + Volume lubang udara (liter/menit) H d = Head pemompaan (m) H s = Head suplai (m)

  Perhitungan dalam menghitung tekanan pemompaan oleh pompa hidram digunakan rumus : p = x g x H …………………………………………… (4)

  ρ air d

  Dengan : p = Tekanan pemompaan (kPa)

  3 air = 1000 (kg /m )

  ρ

  2

  g = ”gravitasi bumi” 9,8 (m/s ) H = Tinggi pemompaan (m)

  d

  = Head angkat + Head tambahan (m) Head angkat = Air yang terpompa, diukur mulai dari lubang manometer pada pipa pemompaan Head tambahan = Jarak katup hantar dan manometer

  Untuk menghitung berapa daya pemompaan menggunakan rumus : P = air x g x Q x H ………………..………………………… (5)

  ρ Dengan : P = Daya Pemompaan (Joule)

  3 air = 1000 (kg /m )

  ρ

  2

  g = gravitasi bumi (10 m/s )

  

3

Q = Debit (m /s)

  H = Head (meter) Untuk menghitung efisiensi yang didapat dari daya Pompa Hidram menggunakan rumus :

  P out x 100 % ………………..…………… (6) η Pompa Hidram = P in

2.2.2 Rancangan Pompa Hidram

1. Katup Limbah

  Merupakan tempat keluarnya air yang berfungsi memancing gerakan air yang berasal dari reservoir, sehingga dapat menimbulkan aliran air yang bekerja sebagai sumber tenaga pompa. Katup ini merupakan pengatur terjadinya perubahan kecepatan alir air sehingga timbul impuls. Pada posisi terbuka, air mengalir keluar dari kecepatan nol hingga mencapai kecepatan maksimum yang bisa ditimbulkan oleh sumber air. Pada posisi tertutup air tidak dapat mengalir, ini sama artinya dengan

  Katup limbah merupakan satu bagian penting dari Pompa Hidram dan harus dirancang dengan baik sehingga berat dan langkahnya dapat disesuaikan.

  Katup limbah dengan tegangan yang berat dan jarak antara lubang katup dengan karet katup cukup jauh, memungkinkan kecepatan aliran air dalam pipa pemasukan lebih besar, sehingga pada saat katup limbah menutup, terjadi energi tekanan yang besar dan menimbulkan efek palu air.

  Katup limbah yang ringan dan gerakannya pendek akan memberikan pukulan atau denyutan lebih cepat dan menyebabkan hasil pemompaan lebih besar pada head yang rendah. Penelitian mengenai bentuk terbaik dari katup limbah masih belum mendapat perhatian.

  Beberapa model hidraulik ram komersil telah menggunakan jenis katup limbah yang telah dilengkapi dengan per tetapi belum diketahui apakah hal tersebut meningkatkan efisiensi Pompa Hidram.

  Pengaturan impuls yang ditimbulkan akibat terbuka-tertutupnya katup ditentukan oleh besarnya : a. gaya berat bandul pemberat,

  b. jarak bukaan katup (langkah katup) Besarnya berat beban pemberat dapat diatur dengan memperhatikan :

  a. Besarnya gaya dorong dinamik, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh b. Gaya dorong statik, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh berat air pada saat air tidak mengalir di dalam pipa.

  Dengan demikan beban pemberat harus dapat memenuhi pertidaksamaan : F < F < F …………………………… (6) s b d

  Dimana : F = gaya dorong statik s F = berat beban pemberat b F = gaya dorong dinamik d

  Besarnya berat beban pemberat adalah lebih kecil dibanding besar gaya dorong dinamiknya dan lebih besar dibanding besar gaya dorong statiknya.

2. Tabung udara

  Tabung ini berfungsi untuk memperkuat tekanan dinamik, sehingga mampu mengangkat air ke pipa keluaran. Tabung ini berfungsi sebagai pengumpul energi potensial yang telah diubah menjadi tekanan udara.

  Kebocoran dinding tabung dapat mengakibatkan tidak berfungsi atau bekerja Pompa Hidram.

  Ruang udara dibuat untuk memampatkan udara yang dipakai untuk mendorong air naik ke bak penampung. Udara yang terkompresi memungkinkan aliran air secara tetap melalui pipa penghantar. Jika ruang udara penuh air, Pompa Hidram akan bergetar keras dan dapat mengakibatkan tabung udara pecah. Jika hal ini terjadi Pompa Hidram dilakukan mengenai volume tabung menyarankan bahwa volume ruang udara harus sama dengan volume air dalam pipa penghantar atau lebih besar.

  3. Katup Hantar

  Katup yang mengahantarkan air dari rumah pompa ke tabung udara, serta menahan air yang telah masuk agar tidak kembali masuk ke rumah pompa. Bagian ini bekerja karena perbedaan tekanan antara tabung udara dan rumah pompa. Katup hantar dikatakan sempurna jika dapat menutup dengan baik tanpa adanya kemungkinan untuk bocor. Katup penghantar harus mempunyai lubang yang besar sehingga memungkinkan air yang dipompa memasuki ruang udara tanpa hambatan pada aliran. Katup ini dapat dibuat dengan bentuk yang sederhana yang dinamakan katup searah (non return). Katup ini dibuat dari karet kaku.

  4. Lubang Udara

Gambar 2.5. Lubang Udara

  Udara yang tersimpan dalam ruang udara dihisap perlahan-lahan oleh turbulensi air yang masuk melalui katup penghantar dan hilang ke dalam pipa penghantar. Udara ini harus diganti dengan udara baru melalui lubang udara. Lubang udara harus disesuaikan sehingga mengeluarkan semprotan air yang kecil setiap terjadi denyutan kompresi. Jika lubang udara terbuka terlalu besar maka ruang udara terisi dengan udara dan Pompa Hidram akan memompa udara. Jika katup kurang terbuka sehingga tidak memungkinkan masuknya udara yang cukup banyak, maka ram akan bergetar. Keadaan ini harus diperbaiki dengan memperbesar lubang udara.

5. Pipa Air Masuk

  Pipa air masuk lebih baik tidak menggunakan pipa fleksibel untuk memaksimalkan efisiensi. Untuk mengurangi head loss akibat gesekan dalam pipa maka panjang pipa mempunyai batas minimamum dan maksimum.

Tabel 2.1. Ukuran panjang pipa berdasarkan variasi diameter

  Diameter Pipa Masuk (mm) Panjang (meter) Minimum Maksimum 13 2

  13 20 3 20 25 4 25 30 4,5 30 40 6 40 50 7,5 50 80 12 80 100 15 100

  Design and Analysis of Experiments 4

  th

  Edition (Montgomery, D.C., 1997 : 5) Panjang pipa masukan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :

  a. Tidak lebih dari 1000 kali diameternya , dan b. Tidak kurang dari 150 kali diameternya.

  6. Jalur Sumber Air

  Jalur sumber air harus dirancang agar terbebas dari lumpur, pasir, dan pengotor lain. Bila sumber air kotor maka di depan pipa masuk dibuat kolam pengendapan dan diujung pipa dipasang penyaring. Sumber air yang akan dipompakan harus mampu menyediakan minimal 7 kali lebih banyak dari jumlah air yang akan dipompa. Air tersebut harus bebas dari pengotor seperti lumpur dan pasir agar tidak mengganggu kinerja dari Pompa Hidram. Perubahan musim harus ikut dipertimbangkan karena aliran sumber mata air atau sungai sangat berubah dalam musim-musim yang berbeda.

  7. Bak Penampung Bak penampung berfungsi untuk menampung hasil pemompaan.

  Kapasitas tampung dapat direncanakan dan diperhitungkan sesuai dengan kapasitas pompa hidram dan kebutuhan konsumen setiap hari. Kapasitas tampung maksimal bak penampung untuk 24 jam adalah 50% dari kebutuhan konsumsi. Jika air yang dipompa oleh hidram dipergunakan untuk kebutuhan seharih-hari terutama untuk minum, air tersebut harus diproses terlebih dahulu, agar sesuai dengan standar air sehat dan siap minum.

BAB III PELAKSANAAN PENELITIAN

3.1. Bahan Penelitian

  Pompa Hidram yang dipakai dalam penelitian ini terdiri dari bahan dan material berupa : a. Elbow 1.5 inci ,dan 0.5 inci,

  b. Tee 1,5 inci dan ¾ inci,

  c. Double Niple 1,5 inci,

  d. Knee 1,5 inci,

  e. Pipa air (besi) 3 inci, 40 cm,

  f. Sok 0,5 inci,

  g. Besi Beton,

  h. Besi Siku, i. Besi Plat, j. Ring, Mur, Baut 12 mm dan 6 mm, k. Verlop ring ¾ inci x ½ inci, l. Pen seker diameter 12 mm, m. Untuk bagian klep menggunakan karet ban kendaraan bermotor.

  Air biasa yang digunakan sebagai fluida kerja berasal dari sistem saluran lokal yang ada di Laboratorium Konversi Energi Fakultas Teknik Mesin

Gambar 3.1 Skema Pompa Hidram

  Bagian-bagian pompa hidram :

  1. Kran

  2. Bak Pemompaan

  3. Reservoir

  4. Pipa Penghantar

  5. Pipa Masukan

  6. Manometer

  7. Tabung Udara

  8. Beban

  9. Katup Limbah

  10. Lubang Udara

3.2 Alat Penelitian

  Pompa Hidram yang digunakan untuk penelitian dibuat secara bersama- sama dalam kelompok Tugas Akhir Rekayasa Tenaga Air. Peralatan penelitian yang berupa Pompa Hidram ini dapat dikelompokkan menjadi beberapa bagian sebagai berikut :

1. Rumah Pompa.

Gambar 3.2. Rumah Pompa

  Merupakan ruang utama tempat terjadinya proses pemompaan dan merupakan titik temu dari komponen-komponen lainnya.

  Rumah pompa terdiri dari elbow ; tee ; double nepel ; knee berukuran 1,5 inci ; dan 2 buah besi siku berukuran 5 cm x 5,9 cm.

2. Katup Limbah (Waste Valve).

Gambar 3.3. Batang katup limbahGambar 3.4 Rumah katup limbah

  Katup limbah terdiri dari dua komponen yaitu : 1. Batang katup limbah.

  Batang katup limbah terdiri dari besi beton, berdiameter 12 mm ; baut berdiameter 12 mm ; karet ban yang dibentuk menjadi lingkaran.

  2. Rumah katup limbah.

  Rumah katup limbah terdiri dari double neple 1,5 inci, 2 buah plat ukuran 5 mm ukuran 10 cm x 10 cm dan ukuran 3 cm x 3 cm 1 buah, tee 1,5 inci, verlop ring 0,75 x 0,5 , pen seker berlubang diameter 12mm, baut berdiameter 12mm, panjang 30 cm dengan 4 buah mur dan

  3. Tabung Udara (air chamber)

Gambar 3.5. Tabung Udara

  Tabung udara berupa pipa air 3 inci dengan panjang 40 cm, yang salah satu sisinya ditutup rapat dengan plat besi 5 mm berukuran 10 cm x 10 cm menggunakan las. Pada jarak 10 cm dari ujung yang lain dipasang sok 1 inci. Sok yang terpasang kemudian disambung dengan elbow 0,5 inci.

  4. Katup Hantar (delivery valve)

Gambar 3.6. Katup Hantar Katup Hantar terdiri dari dobel nepel, karet kaku, plat 5mm berukuran 10cm x 10 cm, sebanyak 3 buah, baut berukuran 10 (6 mm) lengkap dengan ring dan mur.

5. Pipa Penghantar Pompa Hidram dapat memompa air pada ketinggian yang cukup tinggi.

  Dengan menggunakan pipa penghantar yang cukup panjang akan menyebabkan ram harus mengatasi gesekan antara air dengan dinding pipa. Pipa penghantar dapat dibuat dari bahan apapun, termasuk pipa plastik tetapi dengan syarat bahan tersebut dapat menahan tekanan air.

3.3 Sarana Penelitian

  Sarana yang diperlukan dalam penelitian ini adalah sarana yang digunakan pada langkah perhitungan dan penulisan yang kedua adalah sarana penelitian yang digunakan di laboratorium.

  Untuk langkah perhitungan dan penulisan sarana yang digunakan adalah :

  1. Perangkat keras Perangkat keras yang dipergunakan adalah satu set komputer Pentium 4, 2.6 GHz dengan Ram 512 MB dan printer untuk mencetak.

  2. Perangkat lunak.

  Perangkat lunak terdiri :

  a. Program AutoCad 2005,Corel Draw, Adobe Photoshop CS untuk b. Adobe Acrobat 6.0.

  c. Microsoft Office Word 2003 dan Microsoft Office Excel 03 yang digunakan untuk membuat grafik dan program perhitungan.

  Untuk sarana yang digunakan pada waktu penelitian di laboratorium adalah sebagai berikut :

  1. Alat Kalibrasi

  a. Manometer Manometer digunakan untuk mengukur tekanan yang terjadi di pipa pemompaan. Alat ukur tekanan yang digunakan adalah manometer dengan skala kecil karena Pompa Hidram hanya memanfaatkan energi jatuh tidak menggunakan tenaga dari luar.

  Pada waktu Pompa Hidram bekerja tidak dapat diketahui kecepatan aliran air di dalam rumah pompa, sehingga tidak dapat diketahui bilangan Reynold-nya.

  b. Gelas Ukur Gelas ukur digunakan untuk menghitung volume pemompaan, volume katup limbah ,dan volume lubang udara.

  c. Kaliper Kaliper digunakan untuk mengukur ketinggian dari angkat katup limbah, yang kemudian disesuaikan untuk dicari perbandingan unjuk kerja yang dihasilkan. d. Kran Kran digunakan untuk melihat unjuk kerja Pompa Hidram berdasarkan luas permukaan dari saluran pemompaan dengan cara membuka kran dengan berbagai variasi. Bukaan kran disesuaikan dengan derajat 30 , 60 , 90 walaupun demikian pengukuran juga dilakukan tanpa menggunakan kran.

  e. Ember Ember digunakan untuk menampung air untuk mengukur volume pemompaan, volume tabung udara, volume pemompaan untuk kemudian diukur menggunakan gelas ukur.

  f. Timbangan Timbangan digunakan untuk mengukur massa beban katup limbah.

  2. Alat Perkakas Kunci Pas ukuran 10 dan 12, tang dan kawat besi.

3.4. Penyetelan Pompa Hidram (Tuning)

  Pompa Hidram harus dipersiapkan terlebih dahulu sehingga memberikan gerakan katup limbah yang konstan dan hasil keluaran yang maksimal. Persiapan yang dilakukan dapat dengan mengubah tinggi angkat katup limbah. Penyesuaian juga dapat dilakukan dengan mengurangi atau menambah beban pada katup limbah. Memperpanjang tinggi angkat dan menambah beban mengurangi jumlah denyutan per menit namun menambah pemakaian air, menambah tekanan saat Tinggi jatuh air vertikal yang lebih tinggi sering memerlukan tinggi angkat katup limbah yang lebih panjang, yang memperbesar efek tekanan “palu air” (water hammer) pada saat katup limbah menutup.

  3.5. Persiapan Penelitian

  1. Massa pemberat ditimbang kemudian dipasang pada katup limbah, untuk percobaan ini selalu digunakan beban sebesar 210 gram.

  2. Beban tersebut dipasang pada batang katup limbah dengan angkat katup yang divariasikan, dalam percobaan ini digunakan variasi angkat katup sebesar 1,1 cm, 1,2 cm, 1,3 cm, 1,4cm dan 1,5cm.

  3. Manometer dipasang untuk mengukur tekanan air pemompaan, yang dipasang pada pipa saluran pemompaan.

  4. Kran air dipasang pada ujung pipa saluran pemompaan jika diperlukan.

  5. Bak suplai diisi dengan air sampai penuh untuk masukan air ke Pompa Hidram.

  6. Setelah air mengalir lubang udara diperiksa apakah tersumbat atau tidak.

  Jika tersumbat harus ditusuk menggunakan lidi.

  3.6. Pelaksanaan Penelitian 1. Mempersiapkan Pompa Hidram.

  Setelah air di dalam bak suplai penuh perlu ditunggu sekitar 1 menit agar tak ada udara lagi dalam pipa pemasukan. Katup limbah harus dipancing

  2. Pompa Hidram yang sudah bekerja secara konstan diukur volume pemompaan, volume katup limbah dan volume lubang udara yang nantinya akan dijumlahkan dan dapat diketahui jumlah air yang dipakai oleh Pompa Hidram tersebut. Untuk menampung volume-volume tersebut digunakan ember penampung. Untuk percobaan ini digunakan waktu 30 detik.

  3. Tekanan yang terjadi pada saluran pipa pemompaan diukur menggunakan manometer.

  4. Kran dipasang atau diganti besar bukaannya dan kembali dihitung volume- volume air yang dihasilkan. Pengambilan data dilakukan 4 kali untuk setiap variasi, baik variasi bukaan kran dan juga variasi angkat katup beban untuk mendapakan hasil yang paling mendekati.

  5. Tinggi angkat katup limbah diganti dengan variasi selanjutnya.

  6. Mengulang semua prosedur diatas sampai semua data percobaan diperoleh dengan benar.

3.7. Kesulitan Penelitian di Laboratorium

  Ada beberapa kesulitan yang muncul di dalam penelitian yaitu :

  1. Pen seker yang berfungsi sebagai pengarah pada batang beban katup limbah tidak tegak lurus terhadap bidang tumpuannya, sehingga batang beban katup limbah tersebut mengalami kelancaran dalam pengoprasian.

  2. Penampungan air pada katup limbah mengalami kesulitan karena menggunakan ember kecil, sehingga diperlukan 2 ember untuk

  3. Ada air yang terbuang karena katup limbah kurang rapat karet katupnya sehingga masih ada sedikit air yang lolos melalui katup limbah.

  4. Manometer non digital yang digunakan untuk pengukuran tekanan yang terjadi pada pipa saluran pemompaan memiliki ketelitian pengukuran yang buruk, sehingga pada beberapa variasi yang memiliki tekanan yang hampir sama terjadi kesulitan dalam pengukuran.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Efisiensi pompa hidram ini dapat dilihat berdasarkan hasil pengukuran di

  laboratorium dan hasil perhitungan menggunakan perhitungan efisiensi D’Aubuisson. Pengukuran yang dilakukan menggunakan 5 variasi dari angkat katup limbah yaitu 1,1cm ; 1,2cm ; 1,3cm ; 1,4cm ; 1,5cm. Pada setiap variasi angkat katup tersebut menggunakan 3 variasi bukaan kran yaitu 30 , 60 ,90 , dan juga tanpa menggunakan kran, dengan kondisi beban katup limbah konstan. Data hasil pengukuran ini akan digunakan untuk mencari tinggi angkat air yang didapatkan dari perhitungan tekanan. Tinggi angkat air yang dihasilkan kemudian digunakan untuk mencari efisiensi Pompa Hidram.

  Pompa Hidram hanya bisa dijalankan pada bukaan 1,1cm sampai 1,5cm. Pada tinggi angkat katup kurang dari 1,1 cm atau lebih dari 1,5 cm pompa hidram tidak dapat bekerja secara kontinu. Terbuka dan tertutupnya katup limbah rata-rata adalah 116 - 146 ketukan per menit.

  Pompa Hidram dioprasikan dengan beban 450 gram, yaitu beban konstruksi katup 210 gram dan beban massa katup sebesar 240 gram. Volume Tabung yang dimiliki oleh pompa hidram adalah sebesar 1,824 liter.

4.1 Penghitungan Tinggi Angkat Air

  Perhitungan ini menggunakan rumus untuk menghitung tekanan yaitu: P =

  ρ

  air × g × h

  Tekanan yang dihasilkan diambil menggunakan manometer yang dipasang pada pipa pemompaan pada posisi 51 cm diatas katup hantar yang menuju ke tabung udara.

4.1.1 Hasil Penelitian

Tabel 4.1 Tinggi angkat katup limbah 1,1 cm tanpa kran.

  No: Debit pemompaan

  (Q d ) (liter/menit)

  a. Tabel dari tinggi angkat katup limbah 1,1 cm.

  Debit lubang udara (liter/menit)

  Tekanan (Psi) 1 6,4 27,7 2,0 4,0 2 6,4 27,6 2,0 4,0 3 6,4 27,7 2,0 4,0 4 6,5 27,3 2,0 4,0 rerata 6,4 27,6 2,0 4,0

Tabel 4.2 Tinggi angkat katup limbah 1,1 cm dengan kran terbuka 90 ˚.

  No: Debit pemompaan (Q d )

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  Debit lubang udara (liter/menit)

  Tekanan (Psi) 1 6,3 28,4 2,2 4,5 2 6,1 27,7 2,1 4,5 3 6,0 27,7 2,2 4,5 4 6,4 28,0 2,0 4,5 rerata 6,2 28,0 2,1 4,5

  Hasil penelitian di laboratorium memunculkan nilai dari tekanan dan debit air per menit (liter/menit).

  Debit katup limbah (liter/menit)

Tabel 4.3 Tinggi angkat katup limbah 1,1 cm dengan kran terbuka 60 ˚.

  No: Debit pemompaan (Q d )

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  No: Debit pemompaan (Q d )

Tabel 4.6 Tinggi angkat katup limbah 1,2 cm dengan kran terbuka 90 ˚.

  Tekanan (Psi) 1 5,8 30,9 2,2 4,5 2 5,8 30,4 2,3 4,5 3 5,8 29,9 2,2 4,5 4 6,0 30,8 2,3 4,5 rerata 5,9 30,5 2,3 4,5

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

Tabel 4.5 Tinggi angkat katup limbah 1,2 cm tanpa kran.

  No: Debit pemompaan (Q d )

  Tekanan (Psi) 1 3,0 35,1 2,1 8,5 2 3,0 34,2 2,0 8,5 3 3,0 35,7 2,0 8,5 4 3,1 35,0 2,2 8,5 rerata 3,0 35,0 2,1 8,5 b. Tabel dari tinggi angkat katup limbah 1,2 cm.

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  No: Debit pemompaan (Q d )

Tabel 4.4 Tinggi angkat katup limbah 1,1 cm dengan kran terbuka 30 ˚.

  Tekanan (Psi) 1 5,4 28,9 2,0 5,0 2 6,0 29,4 2,1 5,0 3 5,6 29,3 2,0 5,0 4 5,7 30,4 2,2 5,0 rerata 5,7 29,5 2,1 5,0

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  Tekanan (Psi) 1 5,9 31,0 2,3 5,0 2 5,8 30,4 2,2 5,0 3 5,8 31,2 2,2 5,0 4 5,8 30,9 2,2 5,0 rerata 5,8 30,9 2,2 5,0

Tabel 4.7 Tinggi angkat katup limbah 1,2 cm dengan kran terbuka 60 ˚.

  No: Debit pemompaan (Q d )

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  No: Debit pemompaan (Q d )

Tabel 4.10 Tinggi angkat katup limbah 1,3 cm dengan kran terbuka 90 ˚.

  Tekanan (Psi) 1 5,8 32,7 2,2 4,5 2 5,8 33,2 2,4 4,5 3 5,7 33,7 2,2 4,5 4 5,7 33,5 2,4 4,5 rerata 5,8 33,3 2,3 4,5

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

Tabel 4.9 Tinggi angkat katup limbah 1,3 cm tanpa kran.

  No: Debit pemompaan (Q d )

  Tekanan (Psi) 1 2,6 38,7 2,4 9,0 2 2,5 38,9 2,5 9,0 3 2,8 38,2 2,4 9,0 4 2,6 38,6 2,3 9,0 rerata 2,6 38,6 2,4 9,0 c. Tabel dari tinggi angkat katup limbah 1,3 cm.

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  No: Debit pemompaan (Q d )

Tabel 4.8 Tinggi angkat katup limbah 1,2 cm dengan kran terbuka 30 ˚.

  Tekanan (Psi) 1 5,0 32,0 2,4 5,5 2 4,9 32,9 2,0 5,5 3 4,9 32,8 2,2 5,5 4 4,8 33,6 2,2 5,5 rerata 4,9 32,8 2,2 5,5

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  Tekanan (Psi) 1 5,6 33,6 2,2 5,0 2 5,6 34,0 2,2 5,0 3 5,4 34,0 2,4 5,0 4 5,4 33,3 2,2 5,0 rerata 5,5 33,7 2,3 5,0

Tabel 4.11 Tinggi angkat katup limbah 1,3 cm dengan kran terbuka 60 ˚.

  No: Debit pemompaan (Q d )

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  No: Debit pemompaan (Q d )

Tabel 4.14 Tinggi angkat katup limbah 1,4 cm dengan kran terbuka 90 ˚.

  Tekanan (Psi) 1 4,8 39,8 2,5 4,5 2 5,1 38,5 2,4 4,5 3 5,1 39,1 2,4 4,5 4 5,2 38,0 2,4 4,5 rerata 5,1 38,9 2,4 4,5

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

Tabel 4.13 Tinggi angkat katup limbah 1,4 cm tanpa kran.

  No: Debit pemompaan (Q d )

  Tekanan (Psi) 1 2,6 37,6 2,2 8,5 2 2,8 38,0 2,2 8,5 3 2,8 38,0 2,2 8,5 4 2,8 39,0 2,2 8,5 rerata 2,8 38,2 2,2 8,5 d. Tabel dari tinggi angkat katup limbah 1,4 cm.

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  No: Debit pemompaan (Q d )

Tabel 4.12 Tinggi angkat katup limbah 1,3 cm dengan kran terbuka 30 ˚.

  Tekanan (Psi) 1 4,4 36,0 2,4 5,5 2 4,4 36,0 2,3 5,5 3 4,3 36,0 2,3 5,5 4 4,5 35,9 2,2 5,5 rerata 4,4 36,0 2,3 5,5

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  Tekanan (Psi) 1 4,9 38,8 2,3 5,0 2 5,0 39,4 2,3 5,0 3 4,8 39,6 2,3 5,0 4 5,2 39,2 2,5 5,0 rerata 5,0 39,3 2,4 5,0

Tabel 4.15 Tinggi angkat katup limbah 1,4 cm dengan kran terbuka 60 ˚.

  No: Debit pemompaan (Q d )

  Tekanan (Psi) 1 4,9 36,9 2,4 5 2 5,1 37,5 2,5 5 3 5,0 38,0 2,4 5 4 5,4 37,5 2,4 5 rerata 5,1 37,5 2,4

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  No: Debit pemompaan (Q d )

Tabel 4.18 Tinggi angkat katup limbah 1,5 cm dengan kran terbuka 90 ˚.

  Tekanan (Psi) 1 5,2 37,8 2,4 4,5 2 5,1 37,5 2,3 4,5 3 5,0 38,2 2,5 4,5 4 5,2 37,5 2,5 4,5 rerata 5,1 37,8 2,4 4,5

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

Tabel 4.17 Tinggi angkat katup limbah 1,5 cm tanpa kran.

  No: Debit pemompaan (Q d )

  Tekanan (Psi) 1 2,5 43,8 2,4 9,0 2 2,5 44,0 2,4 9,0 3 2,4 43,7 2,3 9,0 4 2,5 43,7 2,3 9,0 rerata 2,5 43,8 2,4 9,0 e. Tabel dari tinggi angkat katup limbah 1,5 cm.

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  No: Debit pemompaan (Q d )

Tabel 4.16 Tinggi angkat katup limbah 1,4 cm dengan kran terbuka 30 ˚.

  Tekanan (Psi) 1 4,8 39,3 2,4 5,5 2 5,0 40,2 2,5 5,5 3 4,9 40,5 2,3 5,5 4 4,9 41,1 2,4 5,5 rerata 4,9 40,3 2,4 5,5

  Debit lubang udara (liter/menit)

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  5

Tabel 4.19 Tinggi angkat katup limbah 1,5 cm dengan kran terbuka 60 ˚.

  No: Debit pemompaan (Q d )

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  Debit lubang udara (liter/menit)

  Tekanan (Psi) 1 4,7 40,2 2,3 5,5 2 4,7 40,0 2,4 5,5 3 4,4 40,0 2,3 5,5 4 4,7 39,2 2,4 5,5 rerata 4,6 39,9 2,4 5,5

Tabel 4.20 Tinggi angkat katup limbah 1,5 cm dengan kran terbuka 30 ˚.

  No: Debit pemompaan (Q d )

  (liter/menit) Debit katup limbah (liter/menit)

  Debit lubang udara (liter/menit)

  Tekanan (Psi) 1 2,5 43,4 2,4 9,0 2 2,4 42,7 2,3 9,0 3 2,5 44,5 2,4 9,0 4 2,3 45,0 2,4 9,0 rerata 2,4 43,9 2,4 9,0

4.1.2 Perhitungan

  Contoh perhitungan dipilih dari hasil Efisiensi D’Aubuisson yang terbaik yaitu tinggi angkat 1,1 cm dengan kran terbuka penuh 90 ˚. Variabel yang didapat atau diketahui dalam penelitian adalah :

  1. Tekanan pemompaan (P) = 4,5 Psi

  3

  2. air = 1000 kg /m ρ

  2

  3. g (grafitasi bumi) = 9.8 (m/s )

  4. Head angkat = 3,674 m

  5. Head tambahan = 0,51 m

  6. Volume katup limbah = 27,95 liter

  7. Volume lubang udara = 2,125 liter

  8. Q d (Volume Pemompaan) = 6,2 liter / menit

  9. H (Head Suplai) = 2,25 m

  s

  Langkah – langkah perhitungan :

  1. Mengubah satuan tekanan (Psi) yang didapat dari manometer menjadi (kPa). tekanan 1atm = 14,7 Psi = 101,3 kPa

  1Psi = 101,3/14,7 kPa 101 , 3 × 4 ,

  5 4 ,

  5 Psi = kPa 14 , 7 4 ,

  5 Psi 31 , 01 kPa = 4 ,

  5 Psi 31 ,

  01 Pa =

  2. Dari persamaan 4, digunakan untuk menghitung Head angkat.

  2 × × p = air g H d (Head angkat) (N/m ) ρ p

  Head angkat = ρ g air ×

  31 ,

  01 = 1000 ×

  9 ,

  8 Head angkat = 3,164 m

  3. H = Head angkat + Head tambahan

  d

  = 3,164 m + 0,51 m = 3,674 m

  4. Q b = Vol katup limbah + Volume lubang udara = 27,95 liter + 2,125 liter = 30,075 liter / menit

  5. Q in = Q b + Q d = 30,075 + 6,2 = 36,275 liter / menit

  6. H out = H d – H s = 3,674 – 2,25 = 1,424 meter

  • × s b d d d
  • ×

  • 3
  • 3

  

× 100%

  86

  799 86 , 52 ,

  P P =

  % 100 × in out

  η Pompa Hidram =

  9. Dari persamaan 6 digunakan untuk menghitung efisiensi Pompa Hidram

  2,25 = 799.86 Watt

  

×

   36,275.10

   9,8 ×

  = 1000 ×

  P in = ρ air × g × Q in × H s (Watt)

  x 1,424 = 86,52 Watt

  = 1000 x 9,8 x 6,2 . 10

   (Watt)

  × H out

   = ρ air × g × Q d

  P out

  8. Dari persamaan 5, digunakan untuk menghitung Daya masuk (P in ) dan Daya keluar (P out ).

  = 27,911 %

  6 ×

  3 2 ,

  30 2 , 6 ( 674 ,

  = % 100 25 , , 075 2 )

  H Q Q H Q

  % 100 ×

  ÇD = ( )

  7. Dari persamaan 3, digunakan untuk menghitung Efisiensi D’Aubuisson.

  = 10,82 % a. Tabel hasil perhitungan dari tinggi angkat katup limbah 1,1 cm.

Tabel 4.21 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,1 cm tanpa kran .

  Q Head angkat Head b H (m) H (m) çD (%) d s

  (liter/menit) (m) tambahan (m) 29,7 2,8 0,51 3,32 2,25 26,18 29,6 2,8 0,51 3,32 2,25 26,25 29,7 2,8 0,51 3,32 2,25 26,18 29,3 2,8 0,51 3,32 2,25 26,81 29,6 2,8 0,51 3,32 2,25 26,37

  H P P out in out η Pompa (m) (Watt) (Watt) (%)

  1,07 797,63 67,41 8,45 1,07 795,42 67,41 8,47 1,07 797,63 67,41 8,45 1,07 791,00 68,47 8,66 1,07 795,42 67,68 8,51

Tabel 4.22 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,1 cm dengan kran terbuka 90

  ˚.

  Q Head angkat Head b H (m) H (m) çD (%) d s

  (liter/menit) (m) tambahan (m) 30,6 3,2 0,51 3,67 2,25 27,88 29,8 3,2 0,51 3,67 2,25 27,75 29,9 3,2 0,51 3,67 2,25 27,29 30,0 3,2 0,51 3,67 2,25 28,71 30,1 3,2 0,51 3,67 2,25 27,91

  H P P out in out η Pompa

  (m) (Watt) (Watt) (%) 1,42 815,31 88,11 10,81 1,42 793,21 85,32 10,76 1,42 793,21 83,92 10,58 1,42 804,26 89,51 11,13 1,42 801,50 86,71 10,82

Tabel 4.23 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,1 cm dengan kran terbuka 60

  ˚.

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  37,2 5,9 0,51 6,49 2,25 21,52 36,2 5,9 0,51 6,49 2,25 22,06 37,7 5,9 0,51 6,49 2,25 21,25 37,2 5,9 0,51 6,49 2,25 22,18 37,1 5,9 0,51 6,49 2,25 21,75

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

Tabel 4.24 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,1 cm dengan kran terbuka 30

  ˚.

  1,78 802,05 94,17 11,74 1,78 828,56 104,63 12,63 1,78 815,31 97,66 11,98 1,78 846,24 99,40 11,75 1,78 823,04 98,96 12,02

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  30,9 3,5 0,51 4,03 2,25 26,62 31,5 3,5 0,51 4,03 2,25 27,63 31,3 3,5 0,51 4,03 2,25 27,15 32,6 3,5 0,51 4,03 2,25 26,63 31,6 3,5 0,51 4,03 2,25 27,26

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

  4,24 888,22 124,82 14,05 4,24 866,13 124,82 14,41 4,24 899,27 124,82 13,88 4,24 890,43 128,98 14,49 4,24 886,01 125,86 14,21 b. Tabel hasil perhitungan dari tinggi angkat katup limbah 1,2 cm.

Tabel 4.25 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,2 cm tanpa kran.

  ˚.

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  33,3 3,5 0,51 4,03 2,25 26,93 32,6 3,5 0,51 4,03 2,25 27,03 33,4 3,5 0,51 4,03 2,25 26,47 33,1 3,5 0,51 4,03 2,25 26,68 33,1 3,5 0,51 4,03 2,25 26,78

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

Tabel 4.26 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,2 cm dengan kran terbuka 90

  Q b (liter/menit)

  1,42 859,50 81,12 9,44 1,42 850,66 81,12 9,54 1,42 837,40 81,12 9,69 1,42 863,92 83,92 9,72 1,42 852,87 81,82 9,60

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  33,1 3,1 0,51 3,67 2,25 24,38 32,7 3,1 0,51 3,67 2,25 24,61 32,1 3,1 0,51 3,67 2,25 24,99 33,1 3,1 0,51 3,67 2,25 25,06 32,8 3,1 0,51 3,67 2,25 24,75

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  1,78 866,12 102,89 11,88 1,78 848,45 101,14 11,92 1,78 866,12 101,14 11,68 1,78 859,50 101,14 11,77 1,78 860,05 101,58 11,81

Tabel 4.27 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,2 cm dengan kran terbuka 60

  ˚.

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  41,1 6,3 0,51 6,84 2,25 18,08 41,4 6,3 0,51 6,84 2,25 17,31 40,6 6,3 0,51 6,84 2,25 19,61 40,9 6,3 0,51 6,84 2,25 18,17 41,0 6,3 0,51 6,84 2,25 18,29

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

Tabel 4.28 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,2 cm dengan kran terbuka 30

  ˚.

  2,13 870,54 104,46 12,00 2,13 879,38 102,37 11,64 2,13 881,59 102,37 11,61 2,13 897,06 100,28 11,18 2,13 882,14 102,37 11,60

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  34,4 3,9 0,51 4,38 2,25 24,69 34,9 3,9 0,51 4,38 2,25 23,95 35,0 3,9 0,51 4,38 2,25 23,89 35,8 3,9 0,51 4,38 2,25 23,00 35,0 3,9 0,51 4,38 2,25 23,88

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

  4,59 965,55 117,15 12,13 4,59 969,97 112,65 11,61 4,59 958,92 126,16 13,16 4,59 961,13 117,15 12,19 4,59 963,89 118,28 12,27 c. Tabel hasil perhitungan dari tinggi angkat katup limbah 1,3 cm.

Tabel 4.29 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,3 cm tanpa kran.

  ˚.

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  36,0 3,5 0,51 4,03 2,25 23,73

  35,5 3,5 0,51 4,03 2,25 23,62

  36,4 3,5 0,51 4,03 2,25 23,12

  36,2 3,5 0,51 4,03 2,25 23,97

  35,8 3,5 0,51 4,03 2,25 24,20

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

Tabel 4.30 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,3 cm dengan kran terbuka 90

  Q b (liter/menit)

  1,42 899,27 81,12 9,02 1,42 914,73 81,12 8,87 1,42 919,15 79,72 8,67 1,42 919,15 79,72 8,67 1,42 913,08 80,42 8,88

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  35,575 3,2 0,51 3,67 2,25 22,72

  35,9 3,2 0,51 3,67 2,25 22,38

  35,9 3,2 0,51 3,67 2,25 22,38

  35,6 3,2 0,51 3,67 2,25 22,88

  34,9 3,2 0,51 3,67 2,25 23,27

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  1,78 914,73 97,66 10,68 1,78 923,57 97,66 10,57 1,78 923,57 94,17 10,20 1,78 903,67 94,17 10,42 1,78 916,39 95,91 10,47

Tabel 4.31 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,3 cm dengan kran terbuka 60

  ˚.

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  40,35 5,9 0,51 6,49 2,25 18,40

  41,2 5,9 0,51 6,49 2,25 18,35

  40,2 5,9 0,51 6,49 2,25 18,77

  40,2 5,9 0,51 6,49 2,25 18,77

  39,8 5,9 0,51 6,49 2,25 17,68

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

Tabel 4.32 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,3 cm dengan kran terbuka 30

  ˚.

  2,13 945,67 91,92 9,72 2,13 943,46 91,92 9,74 2,13 941,25 89,83 9,54 2,13 941,23 94,01 9,99 2,13 942,90 91,92 9,75

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  38,3 3,9 0,51 4,38 2,25 20,06

  38,1 3,9 0,51 4,38 2,25 20,55

  38,3 3,9 0,51 4,38 2,25 19,64

  38,3 3,9 0,51 4,38 2,25 20,05

  38,4 3,9 0,51 4,38 2,25 20,00

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

  4,24 936,83 108,18 11,55 4,24 950,09 116,50 12,26 4,24 950,09 116,50 12,26 4,24 972,18 116,50 11,98 4,24 952,30 114,42 12,02 d. Tabel hasil perhitungan dari tinggi angkat katup limbah 1,4 cm.

Tabel 4.33 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,4 cm tanpa kran.

  Q b (liter/menit)

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  41,6 3,5 0,51 4,03 2,25 19,11

  41,7 3,5 0,51 4,03 2,25 19,84

  41,9 3,5 0,51 4,03 2,25 18,39

  41,7 3,5 0,51 4,03 2,25 19,16

  41,1 3,5 0,51 4,03 2,25 19,06

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  ˚.

  Q b (liter/menit)

Tabel 4.34 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,4 cm dengan kran terbuka 90

  (%) 1,42 1040,68 67,13 6,45 1,42 1016,37 71,33 7,02 1,42 1029,63 71,33 6,93 1,42 1007,53 72,73 7,22 1,42 1023,55 70,63 6,90

  (Watt) η Pompa

  (Watt) P out

  (m) P in

  17,80 H out

  18,62 41,3 3,2 0,51 3,67 2,25

  41,5 3,2 0,51 3,67 2,25 17,87 40,4 3,2 0,51 3,67 2,25

  40,9 3,2 0,51 3,67 2,25 18,11

  42,3 3,2 0,51 3,67 2,25 16,64

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  1,78 1016,37 85,45 8,41 1,78 1031,84 87,19 8,45 1,78 1031,84 83,71 8,11 1,78 1036,26 90,68 8,75 1,78 1029,08 86,76 8,43

Tabel 4.35 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,4 cm dengan kran terbuka 60

  ˚.

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  46,2 6,3 0,51 6,84 2,25 15,47

  46,0 6,3 0,51 6,84 2,25 15,67

  46,0 6,3 0,51 6,84 2,25 15,07

  46,4 6,3 0,51 6,84 2,25 15,54

  46,2 6,3 0,51 6,84 2,25 15,60

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

Tabel 4.36 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,4 cm dengan kran terbuka 30

  ˚.

  2,13 1027,42 100,28 9,76 2,13 1053,93 104,46 9,91 2,13 1053,93 102,37 9,71 2,13 1069,40 102,37 9,57 2,13 1051,17 102,37 9,74

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  42,7 3,9 0,51 4,38 2,25 20,04

  43,5 3,9 0,51 4,38 2,25 19,70

  42,8 3,9 0,51 4,38 2,25 19,99

  42,7 3,9 0,51 4,38 2,25 20,39

  41,7 3,9 0,51 4,38 2,25 20,08

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

  4,59 1076,03 112,65 10,47 4,59 1080,45 112,65 10,43 4,59 1069,40 108,14 10,11 4,59 1071,61 112,65 10,51 4,59 1074,37 111,52 10,38 e. Tabel hasil perhitungan dari tinggi angkat katup limbah 1,5 cm.

Tabel 4.37 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,5 cm tanpa kran.

  ˚.

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  39,9 3,5 0,51 4,03 2,25 20,28

  39,9 3,5 0,51 4,03 2,25 21,33

  40,4 3,5 0,51 4,03 2,25 19,71

  40,0 3,5 0,51 4,03 2,25 20,23

  39,3 3,5 0,51 4,03 2,25 19,84

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

Tabel 4.38 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,5 cm dengan kran terbuka 90

  Q b (liter/menit)

  1,42 1003,11 72,73 7,25 1,42 992,07 71,33 7,19 1,42 1009,74 69,93 6,93 1,42 998,69 72,73 7,28 1,42 1000,90 71,68 7,16

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  40,2 3,2 0,51 3,67 2,25 18,48

  40,0 3,2 0,51 3,67 2,25 18,79

  40,7 3,2 0,51 3,67 2,25 17,87

  39,8 3,2 0,51 3,67 2,25 18,59

  40,2 3,2 0,51 3,67 2,25 18,70

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  1,78 976,60 85,45 8,75 1,78 996,49 88,94 8,93 1,78 1003,11 87,19 8,69 1,78 1000,90 94,17 9,41 1,78 994,28 88,94 8,95

Tabel 4.39 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,5 cm dengan kran terbuka 60

  ˚.

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  46,3 6,3 0,51 6,84 2,25 15,14

  47,4 6,3 0,51 6,84 2,25 14,08

  46,9 6,3 0,51 6,84 2,25 15,38

  45,0 6,3 0,51 6,84 2,25 15,39

  45,8 6,3 0,51 6,84 2,25 15,73

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

Tabel 4.40 Hasil perhitungan tinggi angkat katup limbah 1,5 cm dengan kran terbuka 30

  ˚.

  2,13 1042,88 98,19 9,42 2,13 1040,67 98,19 9,44 2,13 1031,84 91,92 8,91 2,13 1023,00 98,19 9,60 2,13 1034,60 96,62 9,34

  η Pompa (%)

  P out (Watt)

  P in (Watt)

  H out (m)

  42,2 3,9 0,51 4,38 2,25 19,22

  41,6 3,9 0,51 4,38 2,25 19,75

  42,3 3,9 0,51 4,38 2,25 18,33

  42,4 3,9 0,51 4,38 2,25 19,41

  42,5 3,9 0,51 4,38 2,25 19,37

  Head tambahan (m) H d (m) H s (m) çD (%)

  Head angkat (m)

  Q b (liter/menit)

  4,59 1067,19 112,65 10,56 4,59 1047,30 108,14 10,33 4,59 1091,49 112,65 10,32 4,59 1097,24 103,64 9,45 4,59 1075,81 109,27 10,16

4.1.3 Grafik Hasil Perhitungan

  Hasil perhitungan dibuat menjadi grafik agar memudahkan dalam analisa data.

  6,4 5,9 5,4

  ) it 4,9 en /m

  4,4 ter li (

  3,9 d Q

  3,4 2,9 2,4 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

  Tinggi Angkat (cm)

Gambar 4.1. Grafik Volume Pemompaan (Qd) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran)

  6,4 5,9 5,4

  ) it 4,9 en /m

  4,4 ter li ( d 3,9 Q

  3,4 2,9 2,4 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

  Tinggi Angkat (cm)

  2,4 2,9 3,4 3,9 4,4 4,9 5,4 5,9 6,4

  1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Tinggi Angkat (cm) Q d ( li ter /m en it )

Gambar 4.3. Grafik Volume Pemompaan (Qd) Vs Tinggi Angkat (Kran 60

  ˚)

  2,4 2,9 3,4 3,9 4,4 4,9 5,4 5,9 6,4

  1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Tinggi Angkat (cm) Qd ( lit e r/m e n it )

Gambar 4.4. Grafik Volume Pemompaan (Qd) Vs Tinggi Angkat (Kran 30

  ˚)

  3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5

  7 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

  Tinggi Angkat (cm) Hd ( m et e r)

Gambar 4.5. Grafik Tinggi Pemompaan (Hd) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran)

  3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5

  7 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

  Tinggi Angkat (cm) Hd ( m et e r)

Gambar 4.6. Grafik Tinggi Pemompaan (Hd) Vs Tinggi Angkat (Kran 90

  ˚)

  15

  17

  19

  21

  23

  25

  27 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

  

Tinggi Angkat (cm)

çD ( % )

Gambar 4.7. Grafik Tinggi Pemompaan (Hd) Vs Tinggi Angkat (Kran 60

  ˚)

  3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5

  7 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

  Tinggi Pemompaan (cm) Hd ( m et e r)

Gambar 4.8. Grafik Tinggi Pemompaan (Hd) Vs Tinggi Angkat (Kran 30

  ˚)

  27

  25

  23 ) %

  21 çD (

  19

  17

  15 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Tinggi Angkat (cm)

Gambar 4.9. Grafik Efisiensi D’Aubuisson (çD) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran)

  27

  25

  23 ) % (

  21 çD

  19

  17

  15 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Tinggi Angkat (cm)

Gambar 4.10. Grafik Efisiensi D’Aubuisson (çD) Vs Tinggi Angkat (Kran 90

  ˚)

  27

  25

  23 ) %

  21 çD (

  19

  17

  15

1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

Tinggi Angkat (cm)

Gambar 4.11. Grafik D’Aubuisson (çD) Vs Tinggi Angkat (Kran 60

  ˚)

  27

  25

  23 ) %

  21 çD (

  19

  17

  15

1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

Tinggi Angkat (cm)

  6,4 5,9 5,4

  it)

  Tanpa Kran

  n e 4,9

  90 Derajat

  r m

  60 Derajat 4,4

  30 derajat

   (lite

  3,9

  Qd

  3,4 2,9 2,4

  1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

  Tinggi Angkat (cm)

Gambar 4.13. Grafik Volume Pemompaan (Qd) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran,

  Kran Terbuka 90 ˚, 60˚, 30˚)

  7 6,5

  6 5,5

  r)

  Tanpa Kran

  te e

  90 Derajat

  5

  m

  60 Derajat

   ( Hd

  30 Derajat 4,5

  4 3,5

  3 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

  Tinggi Angkat (cm)

Gambar 4.14 Grafik Tinggi Pemompaan (Hd) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran,

  27

  25

23 Tanpa Kran

  ) %

  90 Derajat (

  21

  60 Derajat çD

  30 Derajat

  19

  17

  15 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Tinggi Angkat (cm)

Gambar 4.15. Grafik D’Aubuisson (çD) Vs Tinggi Angkat (Tanpa Kran, Kran terbuka 90

  ˚, 60˚, 30˚)

  15

  14

  13

  ) % (

  12

  m a

  Tanpa Kran

  11

  idr

  90 Derajat

  60 Derajat

  10

  pa H

  30 Derajat

  9 Pom

  η

  8

  7

  6 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5

  Tinggi Angkat (cm)

Gambar 4.16. Grafik Efisiensi Pompa Hidram (

  ηD) Vs Tinggi Angkat (Tanpa

4.2 Pembahasan

4.2.1 Pengaruh Tinggi Angkat Terhadap Volume Pemompaan

  1. Dari data yang dihasilkan saat pipa penghantar dioperasikan tanpa kran dan dengan kran terbuka penuh 90 ˚, terbukti semakin panjang jarak tinggi angkat dari katup limbah maka volume pemompaan semakin berkurang. Akan tetapi pada jarak angkat katup 1,5 cm (5,125 liter/menit dan 5,1 liter/menit) terjadi sedikit kenaikan terhadap volume pemompaan pada jarak angkat katup 1,4 cm (5,05 liter/menit dan 4,975 liter/menit). Jumlah kenaikannya tidak dapat mencapai jumlah volume pemompaan pada jarak angkat katup 1,3 cm (5,75 liter/menit dan 5,5 liter/menit).

  2. Dari data yang dihasilkan saat pipa penghantar dioperasikan dengan kran terbuka 60 ˚, terbukti semakin panjang jarak tinggi angkat dari katup limbah maka volume pemompaan semakin berkurang. Akan tetapi pada saat tinggi angkat 1,4 cm (4,9 liter) terjadi kenaikan terhadap volume pemompaan pada jarak angkat katup 1,3 cm (4,4 liter). Volume pemompaan kembali turun pada tinggi angkat 1,5 cm (4,625 liter).

  3. Dari data yang dihasilkan saat pipa penghantar dioperasikan dengan kran terbuka 30 ˚, terbukti semakin panjang jarak tinggi angkat dari katup limbah maka volume pemompaan semakin berkurang. Akan tetapi pada saat tinggi angkat 1,3 cm (2,75 liter) terjadi kenaikan

  (2,625 liter). Volume pemompaan yang naik tidak dapat mencapai jumlah volume pemompaan pada jarak angkat katup 1,1 cm (3,025 liter). Volume pemompaan kembali turun pada tinggi angkat 1,4 (2,475 liter).

  4. Semakin kecil luas permukaan output (bukaan kran) maka volume pemompaan semakin kecil.

  5. Volume pemompaan terbesar terjadi pada tinggi angkat 1,1 cm, tanpa menggunakan kran, dengan volume pemompaan sebesar 6,425 liter. Volume pemompaan terkecil terjadi pada tinggi angkat 1,5 cm, dan kran terbuka 30

  ˚, dengan volume pemompaan sebesar 2,425 liter.

4.2.2 Pengaruh Tinggi Angkat Terhadap Tinggi Pemompaan

  1. Dari data yang dihasilkan saat pipa penghantar dioperasikan tanpa kran dan dengan kran terbuka 90 ˚, 60˚, terbukti pada tinggi angkat katup 1,1 cm (3,323 m ; 3,675 m ; 4,026 m) – 1,2 cm (3,674 m ;

  4,026 m ; 4,377 m), semakin panjang jarak tinggi pemompaan akan bertambah tetapi tinggi pemompaan konstan setelah tinggi angkat diatas 1,3 cm (3,674 m ; 4,026 m ; 4,377 m) tinggi pemompaan konstan.

  2. Dari data yang dihasilkan saat pipa penghantar dioperasikan dengan kran terbuka 30 ˚. Terjadi penurunan tinggi pemompaan pada tinggi angkat katup limbah sebesar 1,3 cm (6,487 m). Sedangkan pada konstan (6,389 m) sama dengan tinggi pemompaan pada tinggi angkat katup 1,2 cm (6,389 m).

  3. Semakin kecil luas permukaan output (bukaan kran) maka tinggi pemompaan semakin tinggi.

  4. Tinggi pemompaan terbesar terjadi pada tinggi angkat 1,2 cm ; 1,4 cm ; 1,5 cm dan kran terbuka 30 ˚, dengan tinggi pemompaan sebesar 6,839 meter. . Tinggi pemompaan terkecil terjadi pada tinggi angkat 1,1 cm, tanpa menggunakan kran, dan tinggi pemompaan sebesar 3,323 meter.

4.2.3 Pengaruh Tinggi Angkat Terhadap Efisiensi D’Aubuisson

  1. Dari data yang dihasilkan saat pipa penghantar dioperasikan tanpa kran dan dengan kran terbuka penuh 90 ˚. Terbukti setiap kenaikan tinggi angkat katup limbah pada tinggi angkat katup limbah 1,1 cm

  (26,355 % ; 27,911 %) – 1,4 cm (17,802 % ; 19,122 %) terjadi penurunan efisiensi, tetapi pada tinggi angkat katup 1,5 cm (18,475 % ; 20,278 %) terjadi kenaikan efisiensi tetapi tidak besar dan tidak mencapai angka efisiensi dari tinggi angkat katup limbah 1,3 cm (22,722 % ; 23,727 %).

  2. Dari data yang dihasilkan saat pipa penghantar dioperasikan dengan kran terbuka 60 ˚, terbukti kenaikan tinggi angkat katup limbah selalu terjadi penurunan efisiensi D’Aubuisson.

  3. Dari data yang dihasilkan saat pipa penghantar dioperasikan dengan limbah selalu terjadi penurunan efisiensi akan tetapi pada tinggi angkat katup 1,3 cm (18,395 %) terjadi kenaikan efisiensi terhadap tinggi angkat 1,2 cm (18,288 %). Kenaikan efisiensi tidak mencapai angka efisiensi dari tinggi angkat katup limbah 1,1 cm (21,749 %).

  4. Semakin kecil luas permukaan output (bukaan kran) maka efisiensi D’Aubuisson semakin rendah.

  5. Efisiensi D’Aubuisson terbaik terjadi pada tinggi angkat 1,1 cm, dan kran terbuka penuh 90 ˚, dengan efisiensi D’Aubuisson sebesar

  27,911%. Efisiensi D’Aubuisson terburuk terjadi pada tinggi angkat 1,5, cm dan kran terbuka 30 ˚, dengan efisiensi D’Aubuisson sebesar 15,137%.

  4.2.4 Pengaruh Tinggi Angkat Terhadap Efisiensi Pompa Hidram

  1. Dari data yang dihasilkan saat pipa penghantar dioperasikan tanpa kran dan dengan kran terbuka penuh 90 ˚. Terbukti setiap kenaikan tinggi angkat katup limbah terjadi pola yang sama dalam grafik, yaitu efisiensi pompa hidram terbaik terjadi pada tinggi angkat 1,2 cm. Variasi tanpa kran menghasilkan efisiensi Pompa Hidram sebesar 9,593% dan dengan kran terbuka penuh 90

  ˚ menghasilkan efisiensi Pompa Hidram sebesar 11,811%

  2. Dari data yang dihasilkan saat pipa penghantar dioperasikan dengan kran terbuka 30 ˚ dan 60˚, terbukti kenaikan tinggi angkat katup

  3. Dari data yang dihasilkan saat pipa penghantar dioperasikan dengan kran terbuka 30 ˚ memiliki Efisiensi Pompa Hidram yang terbaik dari semua variasi bukaan kran.

  4. Semakin kecil luas permukaan output (bukaan kran) maka efisiensi Pompa Hidram semakin tinggi.

  5. Efisiensi Pompa Hidram terbaik terjadi pada tinggi angkat 1,1 cm, dan kran terbuka 30 ˚, dengan efisiensi Pompa Hidram sebesar

  14,205%. Efisiensi Pompa Hidram terburuk terjadi pada tinggi angkat 1,4 cm dan tanpa kran, dengan efisiensi Pompa Hidram sebesar 6,9%.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

  Dari pembuatan dan penelitian terhadap Pompa Hidram dapat disimpulkan :

  1. Pengaturan yang menghasilkan efisiensi D’Aubuisson terbaik untuk pompa hidram adalah saat beban katup limbah 450 gram, tinggi angkat katup 1,1 cm dengan efisiensi pompa hidram sebesar 27,91 % dengan debit pompa hidram sebesar 6,425 liter/menit.

  2. Pengaturan yang menghasilkan efisiensi pompa hidram terbaik terjadi pada tinggi angkat 1,1 cm, dan kran terbuka 30˚, dengan efisiensi pompa hidram sebesar 14,205% dan debit pompa hidram sebesar 3,025 liter/menit

  3. Tinggi pemompaan maksimum yang dihasilkan pompa hidram 6,839 meter dengan bukaan kran 30˚ dan tinggi angkat katup 1,2 cm ; 1,4cm ; dan 1,5cm.

  4. Terbukti semakin panjang jarak tinggi angkat dari katup limbah maka volume pemompaan dan efisiensi semakin berkurang.

5.2 SARAN

  Beberapa saran yang penting untuk peneliti yang ingin melanjutkan penelitian pada bidang sejenis dengan penelitian ini atau yang ingin mengembangkan penelitian ini :

  1. Pada pompa hidram yang digunakan dalam penelitian memiliki katup limbah yang kurang presisi menyebabkan terjadinya kebocoran pada katup dan gesekan pada batang katup limbah. Akan lebih baik jika pembuatan katup limbah lebih diperhatikan ketepatan posisi, karena sangat berpengaruh terhadap kelancaran Pompa Hidram.

  2. Melakukan penelitian dengan ukuran Pompa Hidram yang lebih besar sehingga akan didapatkan volume pemompaan yang lebih besar.

DAFTAR PUSTAKA

  Agusto, W. Ms., 1984, “Instalasi Pompa Hidram. Lembaga Fisika Nasional LIPI, Bandung.

  Hanafie, J., 1977, “Mempelajari Pengaruh Tinggi Pemasukan Terhadap Tinggi

  Pemompaan dari Efisiensi pada Hidraulik Ram Automatik” . Fakultas Mekanisasi Teknologi Hasil Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Bogor.

  Hanafie, S. dan de Longh, H., 1974, “Teknologi Pompa Hidraulik Ram., Pusat Teknologi Pembangunan ITB, Bandung.

  Widarto, L. dan Sudarto C. Fx., 1997, “Membuat Pompa Hidram., Penerbit Kanisius, Yogyakarta.

Dokumen baru