Pada penelitian ini, hasil pengambilan data ditampilkan pada Tabel 4.1 dan 4.2. Untuk menghasilkan data yang akurat, dilakukan pengambilan 10 kali kemudian diambil rata-ratanya pada nosel pipa 1,25 inci dan reducer socket 2 × 1,25 inci dan rasio terendam. Penelitian dimulai dari rasio terendam yang paling yaitu 86,9%, dan diakhiri pada rasio terendam yang paling tinggi dengan persen paling rendah yaitu 57,1%. Pada rasio terendam yang lebih tinggi lagi maka air tidak akan keluar sehingga dicuk upkan penelitian hanya sampai di rasio terendam 57,1%. Debit terukur merupakan jumlah volume air yang keluar saat pengambilan data.
Data ke- Waktu (menit)
Letak Nosel Pada Pipa lurus 1,25 inci Rasio Terendam (%)
Tabel 4. 1 Hasil penelitian letak nosel pada pipa 1,25 inci.
Data ke- Waktu (menit)
Nosel Pada Pipa Reducer socket 2 × 1,25 inci Rasio Terendam (%)
86.9 76.9 68.9 62.5 57.1
Debit Terukur (liter/menit)
1 1 19.30 16.00 9.40 5.00 0.45
2 1 19.20 16.10 9.70 4.80 0.40
3 1 19.00 16.50 9.60 4.60 0.45
4 1 19.50 16.90 9.90 4.70 0.35
5 1 19.30 16.20 9.80 4.70 0.45
6 1 19.20 15.50 10.20 4.60 0.35
7 1 19.30 16.00 9.80 4.70 0.40
8 1 19.40 16.30 9.60 5.00 0.35
9 1 19.20 15.90 10.00 4.80 0.40
10 1 19.00 16.70 9.80 4.70 0.45
Rata-rata 1 19.24 16.21 9.78 4.76 0.41
Selain itu dilakukan pengambilan data gambar pola aliran yang terbentuk pada syistem airlift pump yang bekerja berdasarkan variasi ketingian rasio terendam dan letak nosel. Dapat dilihat gambar 4.1 sampai 4.5 berikut ini:
Pipa 1,25 inci Pipa reducer socket 2 × 1,25 inci slug
slug
churn
Gambar 4. 1 Pola Aliran Pada Rasio Terendam 86.9%.
Pipa 1,25 inci Pipa reducer socket 2 × 1,25 inci
Pipa 1,25 inci Pipa reducer socket 2 × 1,25 inci slug
churn churn
slug
slug slug
churn churn
Gambar 4. 2 Pola Aliran Pada Rasio Terendam 76,9%
Gambar 4. 3 Pola Aliran Pada Rasio Terendam 68,9%
Pipa 1,25 inci Pipa reducer socket 2 × 1,25 inci
Pipa 1,25 inci Pipa reducer socket 2 × 1,25 inci slug
slug
churn churn
churn
Gambar 4. 4 Pola Aliran Pada Rasio Terendam 62,5%
Gambar 4. 5 Pola Aliran Pada Rasio Terendam 57,1%
pada rasio terendam tertingi 86,9% hingga rasio terendam 57,1%. Pada Tabel 4.3 ditampilkan pola aliran yang terbentuk dari letak nosel pada pipa 1,25 inci, dan pipa reducer socket 2 × 1,25 inci. Pengambilan data yang dilakukan dengan mengukur variasi 1 sampai 5 pada nosel pipa 1,25 inci, dan pipa reducer socket 2×1,25 inci. Kemudian pada Tabel 4.3 yaitu hasil pengamatan pola-pola aliran yang terbentuk untuk setiap variasi ketinggian pipa riser berdasarkan gambar tersebut. Pola aliran slug merupakan pola aliran terbaik yang menghasilkan debit air dan nilai efisiensi yang tinggi, sedangkan pola alian bentuk setengah hancur yaitu churn, dan slug-churn yang kurang baik.
Tabel 4. 3 Data penelitian hasil pengamatan pola aliran yang terbentuk.
No. Rasio
Terendam LetakNosel Pola Aliran
1 86,9 % Pada Pipa 1.25 inci Slug
2 86,9% Pada Pipa Reducer soket 2 × 1.25 inci Slug-Churn
3 76,9% Pada Pipa 1.25 inci Slug-Churn
4 76,9% Pada Pipa Reducer soket 2 × 1.25 inci Slug-Churn
5 68,9% Pada Pipa 1.25 inci Slug-Churn
6 68,9% Pada Pipa Reducer soket 2 × 1.25 inci Slug-Churn
7 62,5% Pada Pipa 1.25 inci churn
8 62,5% Pada Pipa Reducer soket 2 × 1.25 inci Slug-Churn
9 57,1% Pada Pipa 1.25 inci Churn
10 57.1% Pada Pipa Reducer soket 2 × 1.25 inci Slug
Berdasarkan data pada tabel 4.1 dan 4.2, dilakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan 1, 2, dan 3. Perhitungan dilakukan sebagai berikut:
a. Rasio terendam
Persentase rasio terendam dapat diketahui dengan membandingkan tinggi bagian pipa yang terendam dengan panjang total dibagi keseluruhan pipa dari titik injeksi ke titik dimana air dikeluarkan dikali 100%. Contoh perhitungan rasio terendam untuk rasio terendam 1 m: 1,75 m adalah
b. Debit air yang dihasilkan (Qw)
Debit air yang dihasilkan dihitung berdasarkan jumlah volume air yang dihasilkan dibagi dengan waktu. Contoh perhitungan debit air yang dihasilkan pada rasio terendam 57,1% pada diameter nosel pada pipa 1,25 inci adalah sebagai berikut:
𝑄𝑊 = 𝑉 𝑡
=
0,405 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟 60 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘= 6,75 𝑥10−3 liter/detik
Untuk memudahkan pembacaan pada grafik pengaruh letak nosel injeksi terhadap debit air yang dihasilkan dengan satuan (liter/detik).
Kemudian debit air dikonversi satuannya menjadi m3/s yang dimasukkan untuk menghitung efisiensi. Debit air setelah dikonversikan sebesar 0,00000675 m3/ s = 0,00675 ×10-3 m3/s
c. Tinggi Pengangkatan (𝐿𝐿)
Tinggi pengangkatan merupakan selisih dari panjang total (LT) panjang keseluruhan pipa dikurangi dengan tinggi bagian pipa yang terendam dalam
berikut:
𝐿𝐿 = 𝐿𝑇− 𝐿𝑆
= 1.75 𝑚 − 1 𝑚
= 0,75 𝑚 d. Percepatan gravitasi (g)
Pada penelitian ini menggunakan percepatan grafitasi bumi sebesar 9,806 m/s2.
e. Debit udara yang diinjeksikan (Qg)
Pada penelitian debit udara aerator adalah 60 liter/menit. Debit ini bisa diketahui dari spesifikasi alat yang tercantum dalam kemasan produk aerator. Kemudian debit udara ini dikonversi satuannya ke dalam satuan m3/s supaya bisa dimasukkan ke dalam rumus efisiensi. Maka setelah dikonversi didapat debit udara yang diinjeksikan sebesar 1×10-3 m/s.
f. Tekanan atmosfer (Pa)
Pada penelitian ini digunakan tekanan atmosfer sebesar 101325 Pascal.
g. Massa jenis air
Pada penelitian ini menggunakan masa jenis air sebesar 1000 kg/m3. h. Tekanan yang diinjeksikan (Pin)
Besar dari tekanan yang diinjeksikan bisa diketahui dari penjumlahan antara tekanan atmosfer dengan tekanan terukur atau tekanan gauge yang dihasilkan oleh aerator. Tekanan dapat diketahui dari spesifikasi alat yang tercantum dalam kemasan produk aerator. Besar dari tekanan injeksi dapat dihitung sebagai berikut:
𝑃𝑖𝑛 = 𝑃𝑔 + 𝑃𝑎𝑡𝑚
= (0,02 𝑀𝑃𝑎 ×1𝑥10−6𝑃𝑎
1 𝑀𝑃𝑎 ) + 101325 𝑃𝑎
= 121325𝑃𝑎
Perhitungan efisiensi dapat dilakukan sebagai berikut adalah contoh perhitungan efisiensi pada rasio terendam 57,1% dengan letak nosel injeksi pada pipa inci:
Perhitungan dilakukan dengan cara yang sama untuk setiap variasi. Setelah selesai melakukan seluruh perhitungan maka data – data hasil perhitungan disajikan pada Tabel 4.4
Tabel 4. 4 data hasil perhitungan debit air dan efisiensi.
No .
Rasio Terendam
(%)
LetakNosel Debit Air ×10-3 (m3/s)
10 57.1 Pada Pipa Reducer shocket
2 × 1.25 inci 0.012 0.48
Pembahasan ini, data-data diperoleh dari penelitian airlift pump akan dianalisis pada hubungan rasio terendam dan letak nosel terhadap debit air dan efisiensinya. Pada gambar grafik 4.6 hubungan rasio terendam terhadap debit air, dan gambar 4.7 hubungan rasio terendam terhadap efisiensi yang dihasilkan airlift pump. Sedangkan pada gambar 4.8 hubungan rasio terendam dengan penambahan reducer shocket terhadap debit air, dan gambar 4.9 hubungan rasio terendam dengan penambahan reducer shocket terhadap efisiensi yang dihasilkan airlift pump.
4.3.1 Hubungan rasio terendam terhadap debit air dan efisiensi yang dihasilkan airlift pump.
Gambar 4. 6 Grafik Pengaruh Rasio Terendam Terhadap Debit Air.
Pada gambar 4.6 dapat diketahui grafik pengaruh rasio terendam terhadap debit air dari airlift pump. Dari grafik yang dihasilkan rasio terendam akan berbanding lurus dengan debit air dari setiap variasi. Semakin besar rasio terendam akan lebih banyak debit air yang dihasilkan. Dari gambar diatas dapat dilihat bahwa debit air terbesar pada rasio terendam dengan ketinggian pipa 86,90% yaitu 19,24 liter/menit dan 21,09 liter/menit. Sedangkan rasio terendam terkecil terjadi pada rasio terendam 57,10% yaitu 0,41 liter/menit, dan 0,72
Nosel pipa 1.25 nosel pipa reducer socket 2 x 1.25
reducer shoket 2 × 1,25 inci. Penelitian ini diketahui bahwa memperbesar rasio terendam akan memperbesar debit air yang dihasilkan.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa memperbesar rasio terendam akan meningkatkan debit air yang dihasilkan. Hasil dari penelitian ini selaras dengan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya oleh Khalil Dkk (1999).
Gambar 4. 7 Grafik Pengaruh Rasio Terendam Terhadap Efisiensi.
Pada gambar grafik 4.7 dapat diketahui grafik bahwa rasio terendam berpengaruh juga untuk peningkatan efisiensi dari airlift pump. Berdasarkan gambar grafik diatas semakin besar rasio terendam maka akan memperbesar efisiensi maksimal dengan satuan persen. Grafik diatas menjelaskan bahwa nilai efisinsi terbesar pada rasio terendam dengan nilai optimal pada rasio terendam 76,9% sebesar 4,35%, dan 4,67%. Sedangkan, untuk variasi rasio terendam yang lebih tinggi dari 76,9% seperti rasio terendam pada 86,9% akan mengalami penurunan 25,8%, dan 2,83%. Rasio terendam terkecil terjadi pada pipa 57,1%
sebesar 0,27%, dan 0,48%. Hal tersebut diperoleh pada nosel injeksi pipa 1,25 inci dan pipa reducer shoket 2 x 1,25 inci.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa memperbesar rasio terendam akan memperbesar juga efisiensi hingga ke nilai optimal yang dihasilkan oleh airlift
0
nosel pipa reducer socket 2 x 1.25 Nosel pipa 1.25
efisiensi yang dihasilkan airlift pump. Hasil tersebut selaras dengan hasil penelitian sebelumya yang dilakukan oleh Khalil Dkk (1999), Awari Dkk (2007), dan Kassab Dkk (2009) bahwa memperbesar rasio terendam akan memperbesar efisiensi pemompaan hingga mencapai nilai optimum.
4.3.2 Hubungan penambahan pipa reducer shocket terhadap debit air dan efisiensi yang dihasilkan pada airlift pump.
Gambar 4. 8 Pengaruh Penambahan Pipa Reducer socket Terhadap Debit Air Yang Dihasilkan.
Pada gambar grafik 4.8 merupakan pengaruh penambahan pipa reducer socket perbandingan rasio terendam terhadap debit air pada airlift pump. Dari gambar grafik ini dapat diketahui bahwa debit air mengalami kenaikan pada pipa 1,25 inci dengan nilai optimal ketinggian rasio terendam pada 62,50%, dan 68,90% sebesar 4,76 liter/menit, dan 9,78 liter/menit. Akan tetapi ada perubahan kenaikan debit air pada pipa reducer socket 2 × 1,25 inci dengan nilai optimal ketinggian rasio terendam pada 76,90%, dan 86,90% sebesar 17,39 liter/menit, dan 21,09 liter/menit.
0.41
57.10% 62.50% 68.90% 76.90% 86.90%
Debit ( liter / menit )
Rasio terendam (%)
pipa 1.25 inci pipa reducer socket 2 x 1.25 inci
meningkat kecepatan debit air. Semakin besar rasio terendam maka ketinggian pipa variasi akan semakin pendek. Pada rasio tertinggi perendaman kecepatan debit air bertambah dengan pipa variasi yang pendek. Begitu juga sebaliknya, jika rasio terendam semakin kecil maka ketinggian pipa variasi yang lebih panjang. Pada rasio terendam paling rendah juga akan menurunkan debit air yang dihasikan. Sehingga pada rasio terendam yang tinggi nosel pada pipa reducer socket 2 × 1,25 inci menghasilkan debit air yang lebih banyak.
Gambar 4. 9 Pengaruh Penambahan Pipa Reducer socket Terhadap Efisiensi Pada gambar grafik 4.9 merupakan pengaruh penambahan pipa reducer socket terhadap efisiensi yang dihasilkan pada airlift pump. Pada grafik diatas menunjukan perbandingan rasio terendam terhadap grafik efisiensi dalam satuan persen. Pada penelitian ini ditambahan pipa reducer socket dengan ukuran 2 × 1,25 inci. Nilai efisiensi optimal terjadi pada rasio terendam 76,90% yaitu sebesar 4,67%
pada pipa reducer socket. Selain itu untuk nilai efisiensi rendah terjadi pada rasio terendam 57,10% sebesar 0,27% pada pipa 1,25 inci. Dari penelitian ini dapat diketahui dengan penambahan pipa reducer socket dapat meningkatkan nilai efisisensi sampai nilai optimum.
0.27
57.10% 62.50% 68.90% 76.90% 86.90%
Efisiensi (%)
Rasio terendam (%)
pipa 1.25 inci pipa reducer socket 2 x 1.25 inci
BAB V KESIMPULAN 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan penelitian airlift pump yang sudah dilakukan, rasio terendam pada nosel pipa 1,25 inci, dan nosel pipa reducer socket 2 × 1.25 inci dengan tekanan aerator 60 liter/menit. Dari penelitian yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
1. Memperbesar rasio terendam akan memperbesar debit air yang dihasilkan airlift pump. Debit air terbesar terjadi pada rasio terendam 86,90% sebesar 19,24 liter/menit nosel pada pipa 1,25 inci dan 21,09 liter/menit pada nosel pipa reducer shoket 2 × 1,25 inci.
2. Dengan memperbesar rasio terendam juga akan meningkatkan nilai optimal efisiensi pada rasio terendam pada airlift pump. Nilai efisiensi tertinggi terdapat pada rasio terendam 76,90% sebesar 4,35% pada nosel pipa 1,25 inci, dan 4,67% pada nosel pipa reducer shoket 2 × 1,25 inci.
3. Pola aliran slug merupakan pola aliran terbaik dalam pengangkatan air dan berpengaruh pada debit air yang dihasilkan. Pola aliran yang dihasilkan pada penelitian ini yaitu aliran slug dan slug churn.