SKRIPSI
PHILLIPS G. TAKA LOGO NIM : 1506020043
PENGUJIAN PERFORMA POMPA AIR
DAB TIPE DB-125B SEBAGAI TURBIN
BAB I
PENDAHULUAN
‘
Bagaimana pengaruh daya air terhadap putaran pompa regeneratif atau peripheral pump, yaitu pompa air DAB tipe DB-125B?
Bagaimana kinerja sistem PAT atau pompa regeneratif atau peripheral pump yaitu pompa, DAB tipe DB-125B sebagai pembangkit daya tenaga air skala kecil?
satu energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan adalah tenaga Tenaga dari air ini dimodifikasi sedemikian rupa hingga dapat menghasilkan energi listrik. Banyak pembangkit-pembangkit listrik air yang sudah dibangun dalam pemenuhan kebutuhan energi manusia.
mengetahui kinerja sistem PAT sebagai pembangkit daya air skala kecil.
Untuk mengetahui pengaruh daya air terhadap putaran pompa sentrifugal dengan variasi bak penampung.
BAB II
HALAMAN 5-16
TINJAUAN PUSTAKA
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan setelah tahap proposal disetujui, dan dilaksanakan selama dua bulan. Lokasi dilakukannya penelitian ini bertempat di Laboratorium Program Studi Teknik Mesin, Universitas Nusa Cendana.
Alat dan Bahan Penelitian
Alat
1. Digital Tachometer 2. Digital flow meter 3.Timbangan digital
Pompa Air DAB TYPE DB-125B Bahan
Model pengujian pompa sebagai turbin.
‘
Teknik Analisis Data
Analisis data yang telah diperoleh berdasarkan pada literatur yang tersedia untuk mendapatkan sebuah kesimpulan dari permasalahan yang ada.
Analisis data dilakukan untuk menentukan efisiensi turbin, besaran-besaran yang terpenting dalam dapat diketahui.
Model pengujian seperti Gambar
Model pengujian pompa sebagai turbin.
• BAB IV
• HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian ini dilakukan dengan pengujian pompa regeneratif atau peripheral pump, yaitu pompa air DAB tipe DB-125B sebagai turbin dan mengetahui kinerja sistem PAT sebagai pembangkit daya tenaga air skala kecil. Tabel 4.1 merupakan data hasil pengukuran putaran pompa dengan spesifikasi: head isap 9 m, head dorong 24 m, keliling puli 17 mm = 0,017 m, daya input 250 W.
HASIL PENGUJIAN
Beban (gr) Load cell (gr) Putaran (rpm) Debit (ltr/mnt)
0 1664,500 35,000
105 0 1501,800 35,000
210 155 1318,400 34,000
315 470 1097,700 31,000
420 610 927,600 29,000
525 750 844,600 28,000
630 850 714,700 27,000
735 1020 651,000 25,000
840 1170 566,300 24,000
945 1120 64,700 20,000
1050 1250 15,300 18,000
Beban (gr) Load cell (gr) Putaran (rpm) Debit (ltr/mnt)
0 1898 40
105 30 1760 38
210 170 1632,8 37
315 320 1500,7 35
420 470 1389,1 34
525 630 1213,6 33
630 930 1102,5 32
735 1075 985,1 29
840 1230 850,3 28
945 1365 632,9 27
1050 1505 561,8 26
1155 1310 77,9 21
Data pembebanan, putaran rotor, dan debit aliran saat pengujian dengan debit awal, saat tanpa beban sebesar 35 ltr/mnt.
Data pembebanan, putaran rotor, dan debit aliran saat
pengujian dengan debit awal, saat tanpa beban sebesar 40 ltr/mnt.
Massa gaya gesek (kg)
𝑚𝑓 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑘 = 𝐿𝑜𝑎𝑑 𝑐𝑒𝑙𝑙(𝑘𝑔)
1000 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛(𝑘𝑔)
𝑚𝑓 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑘 = 0 𝑘𝑔
1000 0,105𝑘𝑔 𝑚𝑓 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑘 = 0,105
‘ Perhitungan
pada penelitian ini meliputi massa (kg), gaya (N), torsi (Nm),
sudut (rad/s), Daya poros (W),
/s), Daya air (W), dan efisiensi.
Load cell (gr) Putaran (rpm) Debit (ltr/mnt)
2304,000 45,000
1998,700 44,000
1862,200 42,000
1746,800 39,000
1555,500 38,000
1440,700 36,000
972,700 28,000
891,300 27,500
633,100 26,000
248,300 23,000
37,100 22,000
penampung 45 liter 1. Massa gaya gesek (kg)
𝑚𝑓 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑘 = 𝐿𝑜𝑎𝑑 𝑐𝑒𝑙𝑙(𝑘𝑔)
1000 𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛(𝑘𝑔)
𝑚𝑓 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑘 = 0 𝑘𝑔
1000 0,105𝑘𝑔 𝑚𝑓 𝑔𝑒𝑠𝑒𝑘 = 0,105
2. Gaya (N)
𝐹 = 𝑚. 𝑔
𝐹 = −0,105𝑘𝑔𝑥9,81𝑚/𝑠2 𝐹 = −1,030𝑁
3. Torsi (Nm)
Nm T
m Nx
T
Fxrp T
018 ,
0
017 ,
0 1030
−
=
−
=
=
4. Kecepatan sudut (rad/s)rad s t
s x t x
s x t x
268 , 157 )
(
60
1501,8Rpm 14
, 3 ) 2
(
60 14 , 3 ) 2
(
=
=
=
5. Daya poros (W)
𝑝𝑜𝑢𝑡 = 𝑇𝑥𝜔 𝑡
𝑃𝑜𝑢𝑡 = −0,018𝑁𝑚𝑥157,268𝑟𝑎𝑑/𝑠 𝑃𝑜𝑢𝑡 = −2,7654𝑁𝑚𝑟𝑎𝑑/𝑠
6. Daya air (W)
Jika debit air yang masuk (m3/s) = debit air di bak/ 1000x60s
Maka debit air yang masuk
m s x
liter
3000583 ,
) 0 60 1000 (
35 =
=
𝑃𝑖𝑛 = 𝜌𝑔𝐻𝑄
𝑃𝑖𝑛 = 1000𝑚3/𝑠𝑥9,81𝑚/𝑠2𝑥8𝑚𝑥0,000583 𝑚3/𝑠 𝑃𝑖𝑛 = 45,78
7. Efisiensi pompa 𝐸𝑓𝑓 = 𝑃𝑜𝑢𝑡
𝑃𝑖𝑛 𝐸𝑓𝑓 = 𝑊𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠
𝑊𝑎𝑖𝑟 𝐸𝑓𝑓 = −2,7654
45,78 𝐸𝑓𝑓 = −6,02%
‘
Pembahasan
Pengujian performa pompa regeneratif atau peripheral pump, yaitu pompa air DAB tipe DB-125B yang difungsikan sebagai turbin dengan mempelajari pinsip kerjanya setelah pompa dipasang pada posisi dan ketinggian tinggi angkat konstan, sebesar 8 m. Variasi debit aliran saat pengujian dengan debit awal, saat tanpa beban 35 ltr/mnt, 40 ltr/mnt, dan 45 ltr/mnt dengan tinggi angkat konstan, yaitu 8 m. Diameter pipa aliran yang ke pompa divariasikann dengan maksud untuk menaikan kecepatan aliran air, dimana diameter dari sambungan pipa 3 inch - 2,5 inch – 2 inch – 1,5 inch 1, inch yang langsung terhubung ke pompa dan aliran kecepatan air ini yang akan memutar impeller mengakhibatkan poros berputar. Berputarnya poros ini akan diberi dari beban rendah kemudian ditambah secara bertahap hingga putaran dari pompa tersebut berhenti dengan
untuk mengetahui nilai torsi, daya dan efisiensi PAT.
‘
output, dan efisiensi PAT terhadap putaran poros
0%
4%
8%
12%
16%
20%
1,200 1,600 2,000
Efisiensi
putaran (rpm)
p_poros Efisiensi
daya output, dan efisiensi PAT terhadap awal, saat tanpa beban sebesar 35 ltr/mnt.
Hubungan daya poros dan putaran pada pada kurva menunjukkan bahwa pada putaran turbin 844,6 rpm menghasilkan daya maksimum sebesar 3,319 W kemudian mengalami penurunan terhadap peningkatan putaran poros. Selanjutnya hubungan antara putaran dan efisiensi dari PAT pada kurva menunjukkan hal yang serupa dengan daya poros yakni pada putaran turbin 566,3 rpm menampilkan nilai efisiensi maksimum sebesar 10,4 %, namun pada putaran lebih tinggi efisiensi dari PAT kembali menurun.
‘
daya air, daya output, dan efisiensi PAT poros dengan debit awal, saat tanpa beban
sebesar 40 ltr/mnt.
0%
4%
8%
12%
16%
20%
800 1,200 1,600 2,000
Efisiensi
putaran (rpm)
P_air p_poros Efisiensi
Hubungan daya poros dan putaran pada pada kurva menunjukkan bahwa pada putaran turbin 985,1 rpm menghasilkan daya maksimum sebesar 5,849 W kemudian mengalami penurunan terhadap peningkatan putaran poros. Selanjutnya hubungan antara putaran dan efisiensi dari PAT pada kurva menunjukkan hal yang serupa dengan daya poros yakni pada putaran turbin 850,3 rpm menampilkan nilai efisiensi maksimum sebesar 15,81 %, namun pada putaran lebih tinggi efisiensi dari PAT kembali menurun.
0%
4%
8%
12%
16%
20%
0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
0 400 800 1,200 1,600 2,000
Efisiensi
Daya (W)
putaran (rpm)
P_air p_poros Efisiensi
Gambar 4.3. Hubungan daya air, daya output, dan efisiensi PAT terhadap putaran poros dengan debit awal, saat tanpa beban
sebesar 45 ltr/mnt.
Hubungan daya poros dan putaran pada pada kurva menunjukkan bahwa pada putaran turbin 1440,7 rpm menghasilkan daya maksimum sebesar 3,522 W kemudian mengalami penurunan terhadap peningkatan putaran poros.
Selanjutnya hubungan antara putaran dan efisiensi dari PAT pada kurva menunjukkan hal yang serupa dengan daya poros yakni pada putaran turbin 1440,7 rpm menampilkan nilai efisiensi maksimum sebesar 7,48 %, namun pada putaran lebih tinggi efisiensi dari PAT kembali menurun.
Performa PAT terhadap variasi debit aliran
20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
0 400 800 1,200 1,600 2,000
Daya (W)
putaran (rpm)
P_air 35 liter P_air 40 liter P_ Air 45
Gambar Hubungan antara daya air terhadap putaran poros dengan variasi debit aliran saat pengujian dengan debit awal, saat tanpa beban sebesar 35 ltr/mnt, 40 ltr/mnt, dan 45 ltr/mnt.
Gambar menampilkan performa pompa regeneratif atau peripheral pump, yaitu pompa air DAB tipe DB-125B yang difungsikan sebagai turbin. Grafik ini menunjukkan hubungan antara daya air terhadap putaran poros dengan variasi debit aliran saat pengujian dengan debit awal, saat tanpa beban sebesar 35 ltr/mnt, 40 ltr/mnt, dan 45 ltr/mnt dengan tinggi angkat konstan, yaitu 8 m.
0.0 2.0 4.0 6.0
0 400 800 1,200 1,600 2,000
Daya (W)
putaran (rpm)
p_poros 35 liter p_poros 40 liter p_poros 45 liter
Gambar 4.5. Hubungan antara daya output PAT terhadap putaran poros dengan variasi debit aliran saat pengujian dengan
debit awal, saat tanpa beban sebesar 35 ltr/mnt, 40 ltr/mnt, dan 45 ltr/mnt.
. Kurva tersebut menunjukkan daya output PAT tertinggi terjadi pada saat pengujian dengan debit awal, saat tanpa beban sebesar 40 ltr/mnt. Daya output PAT pada variasi debit aliran ini mencapai nilai maksimum pada putaran turbin 985,1 rpm sebesar 5,849 W, kemudian diikuti oleh variasi debit aliran 45 ltr/mnt dan 35 ltr/mnt, masing-masing sebesar 3,522 W pada putaran 1440,7 rpm dan 3,319 W pada putaran 844,6 rpm.
0.00%
3.00%
6.00%
9.00%
12.00%
15.00%
18.00%
0 400 800 1,200 1,600 2,000
Efisiensi
Putaran poros, rpm
35 ltr/mnt 40 ltr/mnt 45 ltr/mnt
Gambar Hubungan antara efisiensi terhadap putaran poros dengan variasi debit aliran saat pengujian dengan debit awal, saat tanpa beban sebesar 35 ltr/mnt, 40 ltr/mnt, dan 45 ltr/mnt.
Kurva tersebut menunjukkan efisiensi PAT tertinggi terjadi pada saat pengujian dengan debit awal, saat tanpa beban sebesar 40 ltr/mnt. Efisiensi PAT pada variasi debit aliran ini mencapai nilai maksimum pada putaran turbin 850,3 rpm sebesar 15,81 %, kemudian diikuti oleh variasi debit aliran 45 ltr/mnt dan 35 ltr/mnt, masing-masing sebesar 10,4 % pada putaran 566,3 rpm dan 7,48 % pada putaran 1440,7 rpm.
KESIMPULAN DAN SARAN
BAB V
Dari hasil pengujian performa pompa mini sentrifugal sebagai turbin dengan variasi debit tangki reservoir tersebut, maka kesimpulan yang dapat diambil pada pengujian ini adalah :
Kesimpulan
1. Kinerja atau performa sistem PAT pompa regeneratif atau peripheral pump, yaitu pompa air DAB tipe DB-125B sebagai pembangkit daya tenaga air skala kecil dari hasil eksperimen dengan variasi debit aliran 35 ltr/mnt, 40 ltr/mnt, dan 45 ltr/mnt pada head konstan (8 m), terbaik adalah dengan efisiensi maksimum 15,81 % pada debit aliran 40 ltr/mnt dan putaran poros 850,3 rpm. Daya output PAT maksimum juga terjadi pada debit aliran 40 ltr/mnt dengan putaran turbin 985,1 rpm sebesar 5,849 W
2. Penambahan daya air secara langsung dapat meningkatkan putaran poros PAT, begitu juga dengan penambahan debit aliran pada head konstan (8 m), putaran rotor turbin juga meningkat. Sedangkan penambahan debit aliran dengan head konstan, maka daya output dan efisiensi PAT maksimum cenderung terjadi pada putaran tinggi.
Saran
Berdasarkan kesimpulan diatas maka dapat disarankan sebagai berikut :
1. Perhatikan alat – alat ukur khususnya alat yang digunakan dalam pengujian sistem PAT. Proses kalibrasi alat ukur dan analisis eror atau kesalahan ukur sangat penting dilakukan untuk dapat meningkatkan akurasi hasil eksperimen.
2. Perlu diteliti lebih lanjut mengenai parameter lain seperti bentuk geometri sudu atau impeler dan pola aliran dari sisi masuk hingga keluar turbin, sehingga performa sistem PAT pompa regeneratif atau peripheral pump dapat dikembangkan sebagai pembangkit daya
