RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN
POMPA HIDRAM MENGGUNAKAN
‘
ADJUSTABLE SPRING WASTE VALVE’
NASKAH PUBLIKASI
Disusun Oleh:
BAKTI YOGA SAPUTRA D 200 080 090
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN POMPA HIDRAM MENGGUNAKAN ‘ADJUSTABLE SPRING WASTE VALVE’
Bakti Yoga Saputra, Sartono Putro, Pramuko IP
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan Surakarta
E-mail : baktiyogasaputra@gmail.com
ABSTRAKSI
Di Indonesia merupakan negara kepulauan yang besar. Memiliki wilayah perairan besar selain itu banyak juga daerah- daerah yang berdekatan dengan sumber air atau sungai yang mengalirkan air terus menerus. Daerah yang permukaan tanahnya lebih tinggi daripada sumber air akan mengalami kesulitan untuk memenuhi kebutuhan air sehari-hari, biasanya menggunakan pompa listrik atau pompa diesel hal itu menjadikan operasional sehari-hari sangat besar. Hal ini dapat dimaksimalkan oleh pompa hidram sebagai energi alternatif yang efisien karena pompa hidram tidak memerlukan biaya yang tidak mahal dan tanpa energi listrik ataupun motor bakar sebagai penggerak.
Pompa yang digunakan adalah pompa yang dibuat sendiri dengan menggunakan desain penelitian yang sudah ada sebagai referensi. Dengan Pipa inlet masuk ke pompa dengan ketinggian bak penampung 2 m dengan pipa diameter 0.0508 m(2 inchi) dan panjang 6 m. Variasi katup model pembebanan menggunakan pegas dibebani secara berurutan dari 0,4kg - 1kg dengan interval 0,1 kg. Variasi perbandingan luas penampang katup 1:2, 2:3,dan 3:4 terhadap luas penampang pipa saluran inlet.
Dari penelitian didapatkan Efisiensi pompa hidram terbesar pada ketinggian pipa penghantar 4 m yaitu pada katup buang 1:2 pada beban 0.4 kg sebesar 39.53076 %. Pada ketinggian pipa penghantar 6 m yaitu pada katup buang 1:2 pada beban 0.4 kg efisiensi pompa sebesar 23.45 %.. Pada ketinggian pipa penghantar 8 m yaitu pada katup buang 3:4 pada beban 0.4 kg, efisiensi pompa sebesar 17.82345%.
PENDAHULUAN Latar Belakang
Di Indonesia merupakan negara kepulauan yang besar. Memiliki
wilayah perairan besar selain itu banyak juga daerah- daerah yang
berdekatan dengan sumber air atau sungai yang mengalirkan air terus
menerus. Sebagian lokasi berada di bawah mata air, sehingga kebutuhan
air daerah tersebut tidak menjadikan masalah, air dengan sendirinya akan
mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah. Sedangkan
daerah yang permukaan tanahnya lebih tinggi daripada sumber air akan
mengalami kesulitan untuk memenuhi kebutuhan air sehari-hari. Selain itu
permukaan tanah juga tidak selalu rata, ada daerah yang berbukit dan
relatif jauh dari sumber air. Sebagian besar daerah yang relatif tinggi dan
jauh dari sumber air biasanya menggunakan pompa listrik atau pompa
diesel hal itu menjadikan operasional sehari-hari sangat besar karena
harga pompa listrik dan instalasi kelistrikan yang cukup mahal dan
perawatanya mengingat harga listrik yang terus menerus mahal. Begitu
pula pompa diesel yang harganya mahal dan bahan bakar juga mahal dan
masih memerlukan perawatan khusus dinilai kurang efektif. Hal ini dapat
dimaksimalkan oleh pompa hidram sebagai energi alternatif yang efisien
karena pompa hidram tidak memerlukan biaya yang tidak mahal dan
tanpa energi listrik ataupun motor bakar sebagai penggerak.
.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk Mengetahui bagaimana pengaruh
perubahan pembebanan katup buang menggunakan pegas terhadap debit
dan head pompa hidram. Mengetahui bagaimana Pengaruh luas penampang katup buang terhadap debit dan head pompa. Mengetahui Efisiensi Pompa hidram terhadap perubahan pembebanan katup buang
TINJAUAN PUSTAKA
Purnomo(2010), pengaruh ukuran berat katup buang dan panjang
kolom buang terhadap debit pompa hidram teknik sipil Universitas
Muhamamdiyah Surakarta.
Mohammad Sulthoni (2011), pengaruh diameter pipa inlet terhadap
pemompaan pompa hidram teknik sipil fakultas teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Rofit waroni (2009) perancangan dan pembuatan pompa hydram
(pengujian terhadap variasi volume tabung) Pompa hydram yang dibuat
dalam tugas akhir ini menghasilkan kapasitas 4,667 liter/menit.. Dari
pengujian dan analisis yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa
variasi volume tabung sangat berpengaruh terhadap kinerja pompa
hydram. Effisiensi maksimal yang dapat dicapai pada pompa hydram ini
adalah 22,65 % dengan volume tabung 3.927 ml.
`METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan dsember 2013 yang
berlokasi di sungai Maduan yang terletak di dukuh Getasari desa
Gladagsari kecamatan Ampel kabupaten Boyolali. Penelitian dilakukan
dengan cara pembuatan desain alat yaitu dimana proses mendesain
pompa dan menentukan perencanaan tinggi jatuh air dari reservoir
terhadap katup buang yaitu elevasi 2m. Badan pompa dibuat dengan
diameter 2 inchi (0.0508 m) berdasarkan penelitian terdahulu. Pipa suplai
ke pompa dengan diameter 2 inchi dengan panjang 6m. Beban pada
katup buang menggunakan pegas yang dapat di atur dari beban 0,4kg –
1kg. Tabung tekan di rencanakan dengan volume tabung tekan yaitu
3.326 liter. Diameter pipa penghantar sebesar 0.5 inchi. Kemudian
dilakukan analisa gaya angkat pada katup, analisa data debit pompa
dengan formula khusus untuk mengetahui efisiensi dari pompa. Kemudian
hasil dari perhitungan yang berupa angka dalam bentuk tabel di
simulasikan kedalam grafik ,
Diagram alir penelitian
Gambar 1 Diagram alir penelitian
Mulai
Perencanaan desain alat
Pembuatan alat
Selesai Analisis data
Hasil dan kesimpulan Pengujian
Pembebanan katup buang menggunakan pegas sebesar 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8 , 0.9, dan 1kg
terhadap Luas penampang
terhadap Luas penampang
HASIL DAN PEMBAHASAAN Debit Dengan Pipa Penghantar
Gambar 2 Hubungan antara head pada pipa penghantar dengan debit pompa hidram untuk diameter katup 1:2 dan variasi beban.
Gambar 3 Hubungan antara head pada pipa penghantar dengan debit pompa hidram uuntuk diameter katup 2:3 dan variasi beban.
Gambar 4 Hubungan antara head pada pipa penghantar dengan debit pompa hidram uuntuk diameter katup 3:4 dan variasi beban.
Grafik hubungan antara head pada pipa penghantar dengan debit
pompa hidram untuk diameter katup 1:2, 2:3, 3:4 dan variasi beban secara
trend menunjukan bahwa bentuk grafik bersifat eksponensial dan gradien debit semakin besar jika luasan katup buang semakin besar. Karena
tekanan dinamis air yang digunakan untuk membentuk water hammer
semakin besar sehingga debit pompa semakin besar. Debit terbesar
dihasilkan pompa hidram yaitu pada katup buang 3:4 pada beban 1kg
pada ketinggian 4m yaitu sebesar 0.2381 liter/detik. Dari Grafik
menunjukan semakin tinggi pipa penghantar maka semakin kecil nilai
debit pompa hidram. Selain itu beban pada katup buang semakin besar
maka debit yang dihasilkan juga semakin besar.
Head Dengan Efisiensi Pompa
Gambar 5 Hubungan antara efisiensi pompa dengan beban katup buang pada ketinggian head pipa penghantar 4 meter
Dari grafik diatas pada katup buang 1:2 semaki besar beban katup
buang semakin kecil efisiensi pompa. Pada katup buang 2:3 dari beban
0.4kg efisiensi pompa meningkat sampai efisiensi pompa terbesar pada
beban katup buang 0.6 kg. kemudian efisiensi pompa menurun sampai
beban 1kg. Pada katup buang 3:4 dari beban 0.4kg efisiensi pompa
meningkat sampai efisiensi pompa terbesar pada beban katup buang
0.7kg. kemudian efisiensi pompa menurun sampai beban 1kg. Efisiensi
pompa hidram terbesar yaitu pada katup buang 1:2 pada beban 0.4 kg sebesar 39.53076 %.
Gambar 6 Hubungan antara efisiensi pompa dengan beban katup buang pada ketinggian head pipa penghantar 6 meter
Dari grafik diatas pada katup buang 1:2 dan 2:3 semaki besar
beban katup buang semakin kecil efisiensi pompa.. Pada katup buang 3:4
dari beban 0.4kg efisiensi pompa meningkat sampai efisiensi pompa
terbesar pada beban katup buang 0.7kg. kemudian efisiensi pompa
menurun sampai beban 1kg. Efisiensi pompa hidram terbesar yaitu pada katup buang 1:2 pada beban 0.4 kg sebesar 23.45 %.
Gambar 7 Hubungan antara efisiensi pompa dengan beban katup buang pada ketinggian head pipa penghantar 8 meter
Dari grafik diatas pada katup buang 1:2 dan 2:3 semaki besar
beban katup buang semakin kecil efisiensi pompa.. Pada katup buang 3:4
dari beban 0.4kg efisiensi pompa terbesar menurun sampai pada beban
katup buang 0.6kg. kemudian efisiensi pompa meningkat sampai beban
1kg. Efisiensi pompa hidram terbesar yaitu pada katup buang 3:4 pada beban 0.4 kg sebesar 17.82345 %.
0
beban katup buang (kg)
0
Head dengan efisiensi D’abuission
Gambar 8 Hubungan antara efisiensi D’abuission dengan beban katup buang pada ketinggian head pipa penghantar 4 meter
Gambar 11 Hubungan antara efisiensi D’abuission dengan beban katup buang pada ketinggian head pipa penghantar 6 meter
0
Gambar 9 Hubungan antara efisiensi D’abuission dengan beban katup buang pada ketinggian head pipa penghantar 8 meter
Efisiensi D’abuission adalah merupakan efisiensi daya air yang
dihasilkan pompadibandingkan dengan daya sumber dari aliran pipa
suplai. Efisiensi D’abuission menunjukan semakin tinggi head pipa
penghantar maka efisiensi D’abuission semakin kecil dan dari percobaan
menunjukan semakin berat katup buang efisiensi pompa semakin kecil
karena waktu yang dibutuhkan untuk mengangkat beban lebih besar.
Sehingga siklus dari pompa lebih lama dibandingkan pada beban yang
lebih kecil waktu yang digunakan untuk mengangkat katup buang lebih
kecil.
0 5 10 15 20 25
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Katup 1 Katup 2 Katup 3
KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN
Dari hasil pengujian dan analisa pada pompa hidram dengan
variasi katup buang ‘adjustable spring waste valve’ dengan 3 variasi luas penampang katup dan variasi beban katup buang maka dapat
disimpulkan sebagai berikut :
1. Beban pada katup buang berbanding lurus terhadap debit yang
dihasilkan pompa hidram
2. Luas penampang katup buang berbanding lurus terhadap debit
yang dihasilkan pompa hidram.
3. Efisiensi pompa hidram berbanding terbalik dengan head
ketinggian pipa penghantar dan luas penampang katup buang.
B. SARAN
Berdasarkan hasil penelitian penulis untuk penelitian lanjut dari
pompa hidram adalah sebagai berikut :
1. Penelitian tentang pengaruh bentuk katup searah pada tabung
pompa hidram terhadap debit pompa.
2. Penelitian tentang pengaruh langkah kalub buang terhadap
DAFTAR PUSTAKA
Bambang Triatmodjo,1993, Hidraulika I, Beta Ofset, Yogyakarja. Bambang Triatmodjo,1993, Hidraulika II, Beta Ofset, Yogyakarja.
Bruce R Munson, Donald F Young dan Theodore H Okiishi, 2003,
Fundamentals Of Fluid Mechanics Fouth edition, Erlangga, Jakarta. Herawati, Kuswartomo, dan Gurawan, 2012, Penelitian Panjang Pipa Inlet
Terhadap Efisiensi Pompa Hidram, Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas muhammadiyah Surakarta, Surakarta.
Kiyokatsu, Suga, 2004, Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin,Pt. Pradnya Paramita, Jakarta.
MF Spots ,Design Of Machine Element, A Parmont Comuunication Company, Englewood Ehills, New Jersey.
Sulthoni, Mohammad, 2011, Pengaruh Diameter Pipa Inlet Terhadap Pemompaan Pompa Hidram, Teknik Sipil, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta
