POMPA SENTRIFUGAL KECEPATAN RENDAH DENGAN HEAD 2,75 METER

(1)

POMPA SENTRIFUGAL KECEPATAN RENDAH

DENGAN

_HEAD

2,75 METER

TUGAS AKHIR

Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat sarjana S-1

Program Studi Teknik Mesin Jurusan Teknik Mesin

Diajukan oleh :

IMMANUEL DWI PRASETYO NIM : 075214016

Kepada

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

(2)

LOW-SPEED CENTRIFUGAL PUMP WITH THE

HEAD 2,75 METERS

FINAL PROJECT

A Partial Fulfillment of the requirements to obtain the sarjana teknik degree

Mechanical Engineering Study Program Mechanical Engineering Department

by :

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA

(3)

POMPA SENTRIFUGAL KECEPATAN RENDAH

DENGAN

_HEAD

2,75 METER

Disusun Oleh:

Disetujui oleh Tanggal: Maret 2012 Dosen Pembimbing

(4)

POMPA SENTRIFUGAL KECEPATAN RENDAH

DENGAN

_HEAD

2,75 METER

Yang dipersiapkan dan disusun oleh :

NAMA : IMMANUEL DWI PRASETYO NIM : 075214016

Telah dipertahankan didepan Dewan Penguji pada tanggal 02 Maret 2012

Susunan Dewan Penguji

Pembimbing Anggota Dewan Penguji

Budi Sugiharto, S.T.,M.T. Ir. F.A. Rusdi Sambada, M.T.

Ir. PK. Purwadi, M.T.

Tugas akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

Yogyakarta, Maret 2012 Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

Dekan

(5)

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya

yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan

Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, Maret 2012

(6)

ABSTRAK

Ada berbagai macam variasi yang telah dilakukan para peneliti untuk

mengetahui karakter dari pompa sentrifugal kecepatan rendah. Variasi yang telah

dilakukan diantaranya adalahhead, jumlah sudu keluaran air, dan diameter sudu dari

pipa keluaran air. Sejauh sepengetahuan penulis, penelitian pompa sentrifugal

kecepatan rendah dengan head 2,75 meter dengan variasi sudut keluaran air belum

pernah dilakukan.

Pompa sentrifugal kecepatan rendah denganhead2,75 meter yang digunakan

dalam penelitian ini menggunakan model T, yang terdiri atas pipa masukan air yang

terbuat dari pipa galvanis diameter 1 inchi dan pipa keluaran yang terbuat dari pipa

PVC dengan diameter 0,5 inchi, serta peralatan pendukung lainya. Variabel yang

divariasikan dalam penelitian ini adalah sudut sudu pada pipa keluaran dan frekwensi

putaran motor. Variabel yang diukur adalah gaya yang dihasilkan pompa serta

jumlah putaran motor yang dihasilkan setiap kali pengambilan data. Data yang

didapat digunakan untuk menghitung torsi, daya masukan , daya keluaran, serta

efisiensi dari pompa sentrifugal.

Dari hasil percobaan pompa sentrifugal kecepatan rendah dengan variasi

sudut keluaran air ini mampu menghasilkan putaran yang kecil untuk memompa air.

Putaran terkecil yang dapat dicapai pompa yaitu dengan memakai variasi sudu

keluaran 75°, pada kecepatan 161,2 rpm dengan debit 1,32 liter/menit. Effisiensi

terbaik yang dapat dicapai ketika menggunakan variasi sudu keluaran 90°. Dengan

kecepatan putar 194,5 rpm efisiensinya mencapai 22,56 %. Semakin besar sudut

(7)

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Immanuel Dwi Prasetyo

Nomor Mahasiswa : 075214016

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

POMPA SENTRIFUGAL KECEPATAN RENDAH DENGAN _HEAD 2,75

METER

Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma

hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam

bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya

di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari

saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama

saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal :

Yang menyatakan

(8)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena penyertaan, perlindungan,

dan berkat-Nya dalam penyusunan Tugas Akhir ini, sehingga pada akhirnya Tugas

Akhir ini dapat kami selesaikan dengan baik.

Tugas Akhir merupakan sebagian persyaratan yang wajib ditempuh oleh

setiap mahasiswa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta. Tugas Akhir ini juga dapat dikatakan sebagai wujud

pemahaman dari hasil belajar mahasiswa setelah mengikuti kegiatan perkuliahan

selama di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Dalam Tugas Akhir ini akan dibahas mengenai pompa sentrifugal

kecepatan rendah dengan head 2,75 meter. Dalam Tugas Akhir ini, penulis

berencana untuk meneliti unjuk kerja dari pompa sentrifugal kecepatan rendah

dangan variasi sudut keluaran.

Selama pembuatan tugas akhir ini tentu penulis mengalami berbagai macam

hambatan dan cobaan, namun pada akhirnya dapat diselesaikan dengan bantuan

saran, nasihat, ide, maupun bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini,

dengan segenap kerendahan hati kami mengucapkan terima kasih kepada:

1. Paulina Heruningsih Prima Rosa S. Si., M. Sc. Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ir. PK. Purwadi, M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

(9)

4. Keluarga penulis, khususnya orangtua yang telah membiayai dan memotivasi

penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

5. Rekan sekelompok penulis yaitu Yohanes Waras Nugrahardi dan C. Eka

Saputra, yang telah membantu dalam perancangan, pembuatan, perbaikan alat

dan pengambilan data.

Penulis telah berusaha semaksimal mungkin untuk menyelesaikan Tugas

Akhir ini, namun sebagai manusia tentunya penulis juga menyadari bahwa yang

penulis kerjakan masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mohon maaf

atas segala kekurangan dan kesalahan yang terdapat dalam penyusunan Tugas Akhir

ini. Saran serta kritik yang membangun dari pembaca sangat penulis harapkan demi

perbaikan dikemudian hari.

Penulis berharap semoga Tugas Akhir yang telah penulis susun ini dapat

memberikan manfaat bagi para pembaca.

Yogyakarta, 2 Maret 2012

(10)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PERSETUJUAN ii

PERNYATAAN v

ABSTRAK vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN vii

KATA PENGANTAR viii

DAFTAR ISI x

DAFTAR GAMBAR xii

DAFTAR TABEL xiii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Tujuan Penelitian 2

1.4 Batasan Masalah 2

1.5 Manfaat Penelitian 2

BAB II DASAR TEORI

2.1 Persamaan-Persamaan yang Bekerja pada Pompa 4

BAB III METODE PENELITIAN

(11)

3.2 Cara Kerja Alat 10

3.3 Variabel yang Divariasikan 10

3.4 Alat - Alat 10

3.5 Variabel yang Diukur 12

3.6 Analisa Data 13

3.7 Jalannya Penelitian 13

BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data 16

4.2 Perhitungan Data Percobaan 23

4.2.1 Menghitung besar torsi yang dihasilkan 23

4.2.2 Menghitung Daya yang dibutuhkan poros 23

4.2.3 Menghitung Daya yang dihasilkan pompa 23

4.2.4 Menghitung besar Efisiensi 23

4.2.5 Analisa data 31

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 35

5.2 Saran 35

DAFTAR PUSTAKA 36

(12)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Gaya sentrifugal 4

Gambar 2.2 Tampak atas menghitung torsi pada pompa sentrifugal 5

Gambar 2.3 Tampak samping menghitung torsi pada pompa sentrifugal 6

Gambar 3.1 Skema alat dan gambar rancangan 8

Gambar 3.2 Arah aliran air pada pompa sentrifugal 9

Gambar 3.3 Variasi sudut keluaran pada pipa keluaran air 9

Gambar 3.4 Microdrive controller 10

Gambar 3.5 Tachometer 10

Gambar 3.6 Gelas ukur 11

Gambar 3.7 Neraca pegas 11

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kecepatan putar dengan debit rata – rata 31

Gambar 4.2 Grafik hubungan antara kecepatan putar dengan efisiensi rata –

(13)

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data pengukuran pada sudut sudu keluaran 0° 16

Tabel 4.8 Hasil perhitungan pada sudut sudu keluaran 0° 24

(14)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Penelitian

Penggunaan pompa dalam kehidupan sehari – hari memegang peranan yang

sangat penting. Banyak penelitian yang dilakukan untuk meningkatkan efisiensi

pompa dan mencari sumber energi alternatif untuk memompa air.

Dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai energi angin yang dapat

dimanfaatkan untuk mengurangi atau menggantikan pemakaian listrik. Daerah

pantai Indonesia mempunyai potensi energi angin yang cukup dengan kecepatan

rata-rata 3,5 – 5 m/s. Dengan menggunakan potensi angin yang tersedia untuk

menggerakan pompa maka akan didapatkan putaran pompa sentrifugal dengan

kecepatan yang rendah.

Pada penelitian yang telah dilakukan sebelumya tentang pompa sentrifugal

kecepatan rendah, ada berbagai macam variasi yang telah dilakukan para peneliti

untuk mengetahui karakter dari pompa sentrifugal kecepatan rendah. Variasi

yang telah dilakukan diantaranya adalah head, jumlah sudu keluaran air, dan

diameter sudu dari pipa keluaran air.

Pada penelitian yang dilakukan oleh Prastyono dengan variasi diameter

pipa keluaran dihasilkan debit terbesar 0,000327 m3/s yang tercapai pada

diameter pipa keluran 11 mm dan head 75 cm. Pompa pipa tersebut

menghasilkan efisiensi tertinggi sebesar 28,41 % pada kondisi diameter pipa

(15)

Penelitian pompa sentrifugal dua sudu yang dilakukan Sutrisno dengan

variasi head dan diameter pipa keluaran air, mampu memompa air sebanyak

0,000163 m3/s dengan head 1,2 meter dan diameter sudu 0,75 meter. Efisiensi

yang didapat pada penelitian tersebut sebesar 11,5 %. (Sutrisno, V.T., 2010)

Pada penelitian lainya yang dilakukan oleh Wadan dengan tiga sudu

keluaran air dan dengan head 2,1 meter mampu menghasilkan efisiensi paling

besar 50.045 % pada putaran 239 rpm. Pompa ini dapat mencapai putaran

terkecil 239 rpm dengan debit air yang dihasilkan 0,59 liter/ menit.(Wadan,

F.K.W.,2011)

Sejauh sepengetahuan penulis, penelitian pompa sentrifugal kecepatan

rendah dengan head 2,75 meter dengan variasi sudut keluaran air belum pernah

dilakukan. Hal ini yang mendorong penulis untuk meneliti lebih jauh tentang

pompa sentrifugal kecepatan rendah dengan head 2,75 meter dengan variasi

sudut keluaran air. Pada penelitian ini, tidak digunakan kincir angin sebagai

penggerak pompa tetapi digantikan dengan motor listrik. Pengaturan kecepatan

putar motor dilakukan denganmicro drive controller.

1.2 Batasan Masalah

Untuk memompa air hingga ketinggian 2,75 meter menggunakan pompa

sentrifugal dengan model T dengan pipa yang terbuat dari pipa PVC dan pipa

galvanis. Untuk pipa masukan air digunakan pipa galvanis dengan diameter 1

inchi. Untuk membuat pipa keluaran dengan diameter 1 meter digunakan pipa

(16)

untuk mengetahui efisiensi dan debit yang dihasilkan. Selain itu juga untuk

mengetahui putaran terkecil yang diperlukan untuk memompa air.

1.3 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Membuat pompa setrifugal kecepatan rendah denganhead2,75 meter.

2. Mengetahui putaran minimal dan debit air (Q) yang dapat dihasilkan

pompa.

3. Mengetahui efisiensi yang dihasilkan pompa sentrifugal.

4. Mengetahui hubungan antara variasi output dengan debit yang

dihasilkan pompa.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang ingin diperoleh dalam penelitian ini adalah :

1. Menambah kepustakaan tentang teknologi pompa sentrifugal

2. Menyediakan air untuk mengurangi ketergantungan penggunaan listrik

dan bahan bakar yang digunakan untuk memompa air dengan teknologi

(17)

BAB II

DASAR TEORI

Pompa adalah suatu mesin atau peralatan mekanis yang berfungsi untuk

menaikkan air dari tempat yang rendah ke tempat yang tinggi atau untuk

mengalirkan air dari daerah bertekanan rendah ke daerah yang bertekanan tinggi.

Menurut proses perpindahan energi dan benda cair sebagai bahan aliran maka

pompa sentrifugal termasuk mesin aliran fluida hidraulik. Hal ini bisa diketahui

dari proses perpindahan tenaga di dalam sudu – sudu (Dietzel.F,1993). Pada

pemakaian pompa sentrifugal di kehidupan sehari-hari, pompa sentrifugal

membutuhkan putaran yang tinggi untuk memompakan air, yaitu di atas 1000

rpm.

Gambar 2.1 Gaya sentrifugal

Setiap benda yang bergerak membentuk lintasan lingkaran harus tetap

diberikan gaya agar benda tersebut terus berputar, seperti ditunjukan pada

Gambar 2.1. (Halliday.,Resnick, 1985). Pada pompa sentrifugal prinsip di atas

dibalik sehingga pompa diputar secara terus menerus untuk menghasilkan gaya

(18)

2.1 Persamaan – Persamaan yang digunakan

Dengan menggunakan metode bucket, maka didapat volume air yang

dihasilkan pompa per satuan waktu. Debit digunakan untuk menghitung besar

daya yang dihasilkan oleh pompa sentrifugal. Debit air yang dihasilkan pompa

dapat dihitung dengan Persamaan 2.1 (Giles R. V., 1986)

(2.1)

dengan :

V = volume air yang keluar (l)

t = waktu (m)

Torsi atau momen putar adalah hasil perkalian antara gaya dengan panjang

lengan gaya. (Soedarjana,1962). Torsi yang dihasilkan oleh poros digunakan

untuk menghitung besar daya yang dihasilkan oleh poros. Perhitungan torsi

menggunakan Persamaan 2.2 berdasarkan Gambar 2.2 .

(2.2)

dengan :

F = gaya yang bekerja pada pompa (N)

r = panjang lengan gaya (m)

Keterangan gambar: 1.Motor listrik

2.Tali

Gambar 2.2 Tampak atas menghitung torsi pada pompa sentrifugal

F

1

2

(19)

Keterangan gambar: 1.Motor listrik

2.Tali

Gambar 2.3 Tampak samping menghitung torsi pada pompa sentrifugal

Daya yang dibutuhkan untuk menggerakan pompa menggunakan

Persamaan 2.4 . (Cengel,2006)

(2.3)

= = (2.4)

dengan :

F = gaya terukur pada pompa sentrifugal (N)

s = jarak tempuh (m)

r = jarak antara gaya dan pusat motor (m)

n = putaran poros

= jumlah putaran poros per satuan waktu ( rpm )

T = torsi pada pompa (Nm)

1

2

(20)

Daya yang dihasilkan pompa adalah daya yang bisa digunakan dan

dipindahkan ke fluida. Daya yang dihasilkan pompa dihitung menggunakan

Persamaan 2.5 (Dietzel.F,1980). Daya yang dihasilkan pompa digunakan untuk

menghitung besar efisiensi pompa sentrifugal.

(2.5)

dengan :

ρ = massa jenis air ( kg/m3)

g = percepatan gravitasi di atas bumi ( m/s2)

H = tinggi kenaikan pada pompa ( m )

Q = debit air ( m3/s)

Efisiensi pompa adalah perbandingan antara daya yang dihasilkan poros

dengan daya yang dibutuhkan pompa, ditunjukan pada Persamaan 2.6.

(21)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Skema Alat

Pompa sentrifugal pada penelitian ini menggunakan peralatan seperti pada

Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Skema alat dan gambar rancangan

5

Keterangan gambar :

1= Pipa masukan

2 = Pipa keluaran

3 = Katup

4 = Tempat penampungan air

5 = Motor listrik

6=Microdrive controller

7 = Ember

8 = Neraca pegas

9 =Tachometer

(22)

1. Pipa masukan air

Berfungsi untuk mengalirkan air dari ember ke pipa keluaran. Pipa masukan

air ini dibuat dengan bahan pipa galvanis dengan diameter 1 inchi dengan

tinggi 2,80 meter.

2. Pipa keluaran

Pipa tempat air keluar. Pipa keluaran ini terbuat dari pipa PVC dengan

diameter pipa 0,5 inchi. Jari – jari antar pipa keluaran ini 50 cm. seperti

ditunjukan pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Pipa keluaran

3. Katup

Katup berfungsi untuk menahan air agar tidak mengalir keluar dari pipa

masukan air. Ditunjukan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Pipa keluaran

(23)

Tempat tampungan air ini digunakan untuk menampung air yang keluar dari

pipa keluaran, dibuat dari bahan seng. Seperti ditunjukan Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Tempat tampungan air

5. Motor Listrik

Motor listrik yang digunakan adalah motor listrik merk MEZ

UD0808/1163807-018-85, membutuhkan tegangan DC 220/380V 50 Hz dan

dapat menghasilkan putaran 1720 rpm. Digunakan untuk menggerakkan

pompa sebagai pengganti angin. Ditunjukan pada Gambar 3.5.

(24)

6. Micro drive controller

Sebagai alat untuk mengatur frekuensi putaran motor, ditunjukan pada

Gambar 3.6. Pemasangan micro drive controller dari jaringan PLN

menggunakan kabel dua phase. Untuk pemasangan dari micro drive

controllerke motor listrik menggunakan kabel tiga phase dengan memasang

secara berurutan U, V, W.

Gambar 3.6Micro drive controller

7. Ember

Digunakan untuk menampung air yang akan masuk ke pipa input.

8. Neraca pegas

Digunakan untuk mengukur besar gaya yang dihasilkan pompa, ditunjukan

pada Gambar 3.7. Gaya yang terukur digunakan untuk menghitung torsi.

(25)

3.2 Cara kerja alat

Pompa sentrifugal bekerja berdasarkan gaya sentrifugal. Ketika pipa

masukan air berputar maka pipa keluaran air ikut berputar, sehingga air yang

berada di dalam pipa keluaran air akan terlempar keluar. Hal ini akan

menyebabkan kevakuman didalam pipa masukan air. Kevakuman ini yang

digunakan untuk menaikan air dari permukaan air ke pipa keluaran air melalui

pipa masukan air. Proses ini akan berlangsung selama pipa masukan air berputar

seperti ditunjukan pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Arah aliran air pada pompa sentrifugal

3.3 Variabel yang divariasikan

Variabel yang divariasikan meliputi variasi sudut keluaran air yaitu 0°,

15°, 30°, 45°, 60°, 75°, dan 90° seperti ditunjukan pada Gambar 3.9. Frekuensi

padamicro drive controller juga di variasikan, yaitu 22 Hz, 20 Hz, 18 Hz, 16 Hz,

14 Hz, 12 Hz, 10 Hz, 8 Hz .

Gambar 3.9 Variasi sudut keluaran pada pipa keluaran air. Pipa keluaran air

(26)

3.4 Alat-alat

1.Tachometer

Sebagai alat untuk mengukur putaran pada poros. Tachometer ini memancarkan

sinar untuk membaca sensor yang berupa pantulan cahaya pada poros, ditunjukan

pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10Tachometer

2.Stopwatch

Digunakan untuk mengukur selang waktu pengambilan data.

3.Gelas Ukur

Digunakan untuk mengukur volume air yang dihasilkan pompa pada selang waktu

tertentu, ditunjukan pada Gambar 3.11. Gelas ukur mempunyai kapasitas 1 liter.

(27)

3.5 Variabel yang Diukur

Variabel yang diukur dalam penelitian ini adalah :

1. Massa yang bekerja pada motor listrik. Pengukuran massa yang bekerja pada

motor listrik menggunakan neraca pegas.

2. Putaran poros. Pengukuran putaran poros menggunakantachometer.

3.6 Analisa Data

a. Menghitung gaya yang dihasilkan (F), menghitung torsi yang dihasilkan (T).

b. Menghitung daya yang diperlukan poros (Pin) dan daya yang dihasilkan

pompa (Pout).

c. Menghitung efisiensi pompa (η)

3.7 Jalannya Penelitian

a. Sebelum melakukan penelitian, yang harus dilakukan terlebih dahulu yaitu

merangkai pompa sesuai dengan ketentuan. Yaitu dengan merangkai pipa

keluaran air, pipa masukan air, ember tampungan air, motor listrik,

microdrive controller, tampungan air, selang pengisi tampungan air hingga

menjadi satu kesatuan dan siap untuk dioperasikan.

b. Memancing air kedalam pipa dengan cara memasukan air ke dalam pipa

masukan air hingga penuh.

c. Menghidupkan microdrive controller dan air pengisi ember tampungan,

pastikan tidak ada kebocoran pada pipa masukan air. Atur neraca pegas agar

(28)

d. Tunggu beberapa saat hingga putaran motor menjadi stabil dan pompa

sentrifugal siap untuk diambil datanya.

e. Catatlah volume air, putaran poros, dan gaya yang terukur pada tiap

pengambilan data.

f. Ulangi langkah diatas dengan variasi-variasi yang sudah ditentukan hingga

(29)

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Data

Didapat data-data pengukuran seperti Tabel 4.1 sampai dengan Tabel 4.7

Tabel 4.1 Data pengukuran pada sudut sudu keluaran 0°

Data

Kecepatan

putar Gaya Debit

rpm Newton liter/menit

1

175,2 1,30 8,00 177,3 1,30 8,10 178,8 1,20 7,10 rata-rata 177,1 1,30 7,73

2

177,5 1,10 6,40 178,5 1,10 6,40 181,5 1,10 6,00 rata-rata 179,2 1,10 6,27

3

179,6 100 5,20 181,5 1,00 5,40 185,2 0,90 5,00 rata-rata 182,1 1,00 5,20

4

176,6 0,80 4,10 177,8 0,80 4,00 178,3 0,80 3,80 rata-rata 177,6 0,80 3,97

5

175,2 0,70 3,10 175,8 0,80 3,00 177,3 0,70 3,00 rata-rata 176,1 0,70 3,03

6

173,6 0,60 1,80 174,3 0,60 1,90 174,6 0,60 1,80 rata-rata 174,2 0,60 1,83

7

173,9 0,40 0,30 175,7 0,40 0,20 176,1 0,40 0,20 rata-rata 175,2 0,40 0,23

(30)

Data

Kecepatan

rpm Newton liter/menit

1

188,2 1,00 6,30 191,4 1,10 5,50 199,3 1,10 5,30 rata-rata 193,0 1,10 5,70

2

182,3 1,00 6,30 184,7 1,00 5,60 187,6 1,00 5,60 rata-rata 184,9 1,00 5,83

3

178,1 0,90 5,60 177,5 0,80 5,50 179,2 0,80 4,80 rata-rata 178,3 0,80 5,30

4

180,1 0,80 3,70 182,6 0,70 3,50 185,7 0,80 3,40 rata-rata 182,8 0,80 3,53

5

175,2 0,70 2,95 177,3 0,70 2,95 178,1 0,70 2,80 rata-rata 176,9 0,70 2,90

6

173,4 0,50 1,90 173,7 0,50 1,90 174,8 0,50 1,80 rata-rata 174,0 0,50 1,87

7

172,3 0,50 0,90 173,3 0,50 0,85 174,2 0,50 0,85 rata-rata 173,3 0,50 0,87

(31)

Data

Kecepatan

1

188,1 1,30 8,40 194,1 1,20 7,90 201,9 1,10 8,10 rata-rata 194,7 1,20 8,13

2

169,6 1,10 7,50 175,9 1,10 7,00 183,7 1,00 7,10 rata-rata 176,4 1,10 7,20

3

184,4 1,00 5,20 193,2 1,00 4,80 200,9 1,00 5,10 rata-rata 192,8 1,00 5,03

4

178,2 0,90 4,70 180,5 0,90 4,30 183,4 0,80 4,30 rata-rata 180,7 0,90 4,43

5

178,0 0,80 3,70 181,2 0,80 3,10 184,8 0,80 3,00 rata-rata 181,3 0,80 3,27

6

174,8 0,70 2,30 176,1 0,70 2,30 177,1 0,70 2,20 rata-rata 176,0 0,70 2,27

7

172,4 0,50 0,40 175,1 0,50 0,40 175,4 0,50 0,30 rata-rata 174,3 0,50 0,37

(32)

Data

Kecepatan

1

176,6 1,30 10,40 179,2 1,30 9,40 187,8 1,30 8,80 rata-rata 181,2 1,30 9,53

2

174,2 1,10 9,10 175,6 1,10 8,20 188,0 1,20 7,90 rata-rata 179,3 1,10 8,40

3

175,3 1,00 6,70 182,3 1,00 7,00 184,6 1,00 6,65 rata-rata 180,7 1,00 6,78

4

177,7 0,90 6,10 179,4 0,90 6,30 180,4 0,80 5,80 rata-rata 179,2 0,90 6,07

5

176,2 0,80 4,60 177,1 0,80 4,60 178,6 0,80 4,35 rata-rata 177,3 0,80 4,52

6

175,4 0,70 3,05 176,4 0,70 3,15 177,5 0,70 2,85 rata-rata 176,4 0,70 3,02

7

176,0 0,50 0,70 177,0 0,50 0,70 178,0 0,50 0,40 rata-rata 177,0 0,50 0,60

(33)

Data

Kecepatan

1

181,0 1,30 11,00 186,2 1,30 9,80 197,3 1,40 9,00 rata-rata 188,2 1,30 9,93

2

178,1 1,20 9,10 186,0 1,10 8,50 190,8 1,20 8,65 rata-rata 185,0 1,20 8,75

3

178,6 1,00 8,70 181,9 1,00 7,30 188,3 1,10 7,30 rata-rata 182,9 1,00 7,77

4

178,3 0,90 7,30 179,7 0,90 6,70 181,2 1,00 6,70 rata-rata 179,7 0,90 6,90

5

181,3 0,90 4,90 182,1 0,80 4,70 182,5 0,80 4,30 rata-rata 182,0 0,80 4,63

6

176,5 0,70 3,25 177,2 0,70 3,40 178,4 0,70 3,10 rata-rata 177,4 0,70 3,25

7

174,0 0,60 1,20 173,9 0,60 1,35 174,4 0,60 1,30 rata-rata 174,1 0,60 1,28

(34)

Data

Kecepatan

1

196,5 1,30 9,70 201,3 1,30 8,70 219,7 1,30 7,00 rata-rata 205,8 1,30 8,47

2

188,1 1,20 9,40 190,6 1,10 9,20 198,4 1,10 8,00 rata-rata 192,4 1,10 8,87

3

191,8 1,00 7,55 196,5 1,00 7,30 201,0 0,90 6,70 rata-rata 196,4 1,00 7,18

4

184,6 0,80 6,80 188,1 0,80 6,70 189,6 0,80 6,00 rata-rata 187,4 0,80 6,50

5

178,4 0,70 5,35 179,7 0,70 5,40 181,6 0,80 5,20 rata-rata 179,9 0,70 5,32

6

176,3 0,60 3,55 177,1 0,60 4,45 182,3 0,60 6,05 rata-rata 178,6 0,60 4,68

7

153,4 0,50 1,40 164,8 0,50 1,30 165,4 0,50 1,25 rata-rata 161,2 0,50 1,32

(35)

Data

Kecepatan

1

190,6 1,20 11,30 194,4 1,20 10,00 198,5 1,20 9,30 rata-rata 194,5 1,20 10,20

2

187,6 1,10 10,00 191,2 1,10 8,75 195,4 1,00 8,05 rata-rata 191,4 1,10 8,93

3

184,1 0,90 7,85 185,5 0,90 7,60 188,5 1,00 7,35 rata-rata 186,0 0,90 7,60

4

180,3 0,80 7,00 181,5 0,80 6,25 183,3 0,90 6,10 rata-rata 181,7 0,80 6,45

5

179,2 0,80 4,70 171,3 0,80 4,80 183,1 0,80 4,20 rata-rata 177,9 0,80 4,57

6

177,4 0,60 3,00 176,6 0,60 2,60 178,4 0,60 2,60 rata-rata 177,5 0,60 2,73

7

172,0 0,50 0,60 175,6 0,50 0,65 175,7 0,50 0,60 rata-rata 174,4 0,50 0,62

(36)

4.2 Perhitungan Data Percobaan

Sebagai contoh perhitungan data, digunakan perhitungan data Tabel 4.1.

4.2.1 Menghitung besar torsi yang dihasilkan

Torsi yang dihasilkan dapat dihitung dengan Persamaan 2.2

4.2.2 Menghitung daya masukan

Melalui Persamaan 2.4 dapat dihitung daya yang dibutuhkan poros

4.2.3 Menghitung daya keluaran

Daya yang dihasilkan pompa dihitung dengan Persamaan 2.5

4.2.4 Menghitung besar efisiensi

(37)

100 %

. 100%

Untuk perhitungan pada data yang lain menggunakan cara seperti di atas.

Hasil lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.8 sampai dengan 4.14

Tabel 4.8 Hasil perhitungan pada sudut sudu keluaran 0°

Kecepatan Torsi Daya Daya η Data putar masukan keluaran

rpm Nm W W (%)

1

175,2 1,083 19,858 3,596 18,106 177,3 1,084 20,108 3,640 18,105 178,8 1,000 18,718 3,191 17,048 rata-rata 177,1 1,056 19,561 3,476 17,753

2

177,5 0,917 17,034 2,876 16,887 178,5 0,917 17,130 2,876 16,792 181,5 0,917 17,418 2,697 15,482 rata-rata 179,2 0,917 17,194 2,817 16,387

3

179,6 0,834 15,668 2,337 14,916 181,5 0,834 15,834 2,427 15,327 185,2 0,750 14,541 2,247 15,454 rata-rata 182,1 0,806 15,348 2,337 15,232

4

176,6 0,667 12,325 1,843 14,951 177,8 0,667 12,409 1,798 14,487 178,3 0,667 12,444 1,708 13,724 rata-rata 177,6 0,667 12,393 1,783 14,388

5

175,2 0,583 10,699 1,393 13,022 175,8 0,667 12,270 1,348 10,989 177,3 0,583 10,827 1,348 12,453 rata-rata 176,1 0,611 11,265 1,363 12,155

6

173,6 0,500 9,087 0,809 8,903 174,3 0,500 9,124 0,854 9,360 174,6 0,500 9,139 0,809 8,852 rata-rata 174,2 0,500 9,117 0,824 9,038

7

(38)

8 156,6 0,250 4,099 0 0

Kecepatan Torsi Daya Daya η Data _putar _masukan _keluaran

rpm Nm W W (%)

1

188,2 0,833 16,409 2,831 17,256 191,4 0,917 18,368 2,472 13,458 199,3 0,917 19,126 2,382 12,455 rata-rata 193,0 0,889 17,967 2,562 14,390

2

182,3 0,834 15,904 2,831 17,804 184,7 0,834 16,113 2,517 15,620 187,6 0,834 16,366 2,517 15,378 rata-rata 184,9 0,834 16,128 2,622 16,267

3

178,1 0,750 13,984 2,517 17,998 177,5 0,667 12,388 2,472 19,954 179,2 0,667 12,507 2,157 17,249 rata-rata 178,3 0,695 12,960 2,382 18,401

4

180,1 0,667 12,570 1,663 13,230 182,6 0,583 11,151 1,573 14,107 185,7 0,667 12,960 1,528 11,790 rata-rata 182,8 0,639 12,227 1,588 13,042

5

175,2 0,583 10,699 1,326 12,392 177,3 0,583 10,827 1,326 12,245 178,1 0,583 10,876 1,258 11,570 rata-rata 176,9 0,583 10,801 1,303 12,069

6

173,4 0,417 7,564 0,854 11,290 173,7 0,417 7,577 0,854 11,270 174,8 0,417 7,625 0,809 10,610 rata-rata 174,0 0,417 7,588 0,839 11,057

7

172,3 0,417 7,516 0,404 5,382 173,3 0,417 7,559 0,382 5,054 174,2 0,417 7,599 0,382 5,028 rata-rata 173,3 0,417 7,558 0,390 5,154

(39)

rpm Nm W W (%)

1

188,1 1,083 21,320 3,775 17,708 194,1 1,000 20,320 3,551 17,473 201,9 0,917 19,375 3,640 18,789 rata-rata 194,7 1,000 20,338 3,655 17,990

2

169,6 0,917 16,276 3,371 20,711 175,9 0,917 16,880 3,146 18,638 183,7 0,834 16,026 3,191 19,911 rata-rata 176,4 0,889 16,394 3,236 19,753

3

184,4 0,834 16,087 2,337 14,528 193,2 0,834 16,855 2,157 12,799 200,9 0,834 17,527 2,292 13,078 rata-rata 192,8 0,834 16,823 2,262 13,468

4

178,2 0,750 13,992 2,112 15,097 180,5 0,750 14,172 1,933 13,636 183,4 0,667 12,800 1,933 15,098 rata-rata 180,7 0,722 13,655 1,993 14,611

5

178,0 0,667 12,423 1,663 13,386 181,2 0,667 12,646 1,393 11,017 184,8 0,667 12,898 1,348 10,454 rata-rata 181,3 0,667 12,656 1,468 11,619

6

174,8 0,583 10,675 1,034 9,684 176,1 0,583 10,754 1,034 9,612 177,1 0,583 10,815 0,989 9,142 rata-rata 176,0 0,583 10,748 1,019 9,479

7

172,4 0,417 7,520 0,180 2,391 175,1 0,417 7,638 0,180 2,354 175,4 0,417 7,651 0,135 1,762 rata-rata 174,3 0,417 7,603 0,165 2,169

(40)

Tabel 4.11 Hasil perhitungan dengan sudut sudu keluaran 45°

rpm Nm W W (%)

1

176,6 1,083 20,016 4,674 23,352 179,2 1,084 20,324 4,225 20,787 187,8 1,084 21,299 3,955 18,569 rata-rata 181,2 1,083 20,546 4,285 20,903

2

174,2 0,917 16,717 4,090 24,466 175,6 0,917 16,851 3,685 21,870 188,0 1,000 19,682 3,551 18,040 rata-rata 179,3 0,945 17,750 3,775 21,459

3

175,3 0,834 15,293 3,011 19,690 182,3 0,834 15,904 3,146 19,782 184,6 0,834 16,105 2,989 18,559 rata-rata 180,7 0,834 15,767 3,049 19,343

4

177,7 0,750 13,952 2,742 19,650 179,4 0,750 14,086 2,831 20,102 180,4 0,667 12,591 2,607 20,704 rata-rata 179,2 0,722 13,543 2,727 20,152

5

176,2 0,667 12,297 2,067 16,812 177,1 0,667 12,360 2,067 16,726 178,6 0,667 12,465 1,955 15,685 rata-rata 177,3 0,667 12,374 2,030 16,408

6

175,4 0,583 10,711 1,371 12,798 176,4 0,583 10,772 1,416 13,142 177,5 0,583 10,840 1,281 11,817 rata-rata 176,4 0,583 10,775 1,356 12,586

7

176,0 0,417 7,677 0,315 4,098 177,0 0,417 7,721 0,315 4,075 178,0 0,417 7,764 0,180 2,315 rata-rata 177,0 0,417 7,721 0,270 3,496

(41)

rpm Nm W W (%)

1

181,0 1,083 20,515 4,944 24,099 186,2 1,084 21,117 4,405 20,857 197,3 1,167 24,098 4,045 16,786 rata-rata 188,2 1,111 21,910 4,464 20,581

2

178,1 1,000 18,645 4,090 21,936 186,0 0,917 17,849 3,820 21,403 190,8 1,000 19,975 3,888 19,463 rata-rata 185,0 0,972 18,823 3,933 20,934

3

178,6 0,834 15,581 3,910 25,095 181,9 0,834 15,869 3,281 20,675 188,3 0,917 18,070 3,281 18,157 rata-rata 182,9 0,861 16,507 3,491 21,309

4

178,3 0,750 14,000 3,281 23,436 179,7 0,750 14,109 3,011 21,342 181,2 0,834 15,808 3,011 19,049 rata-rata 179,7 0,778 14,639 3,101 21,276

5

181,3 0,750 14,235 2,202 15,471 182,1 0,667 12,709 2,112 16,621 182,5 0,667 12,737 1,933 15,173 rata-rata 182,0 0,695 13,227 2,082 15,755

6

176,5 0,583 10,779 1,461 13,552 177,2 0,583 10,821 1,528 14,121 178,4 0,583 10,895 1,393 12,789 rata-rata 177,4 0,583 10,832 1,461 13,487

7

174,0 0,500 9,108 0,539 5,922 173,9 0,500 9,103 0,607 6,666 174,4 0,500 9,129 0,584 6,400 rata-rata 174,1 0,500 9,113 0,577 6,329

(42)

rpm Nm W W (%)

1

196,5 1,083 22,272 4,360 19,574 201,3 1,084 22,830 3,910 17,127 219,7 1,084 24,917 3,146 12,626 rata-rata 205,8 1,083 23,340 3,805 16,443

2

188,1 1,000 19,692 4,225 21,454 190,6 0,917 18,291 4,135 22,606 198,4 0,917 19,039 3,596 18,885 rata-rata 192,4 0,945 19,007 3,985 20,982

3

191,8 0,834 16,733 3,393 20,279 196,5 0,834 17,143 3,281 19,139 201,0 0,750 15,782 3,011 19,081 rata-rata 196,4 0,806 16,552 3,228 19,500

4

184,6 0,667 12,884 3,056 23,721 188,1 0,667 13,128 3,011 22,938 189,6 0,667 13,233 2,697 20,379 rata-rata 187,4 0,667 13,081 2,921 22,346

5

178,4 0,583 10,895 2,405 22,071 179,7 0,583 10,974 2,427 22,116 181,6 0,667 12,674 2,337 18,440 rata-rata 179,9 0,611 11,514 2,390 20,875

6

176,3 0,500 9,228 1,596 17,289 177,1 0,500 9,270 2,000 21,575 182,3 0,500 9,542 2,719 28,495 rata-rata 178,6 0,500 9,347 2,105 22,453

7

153,4 0,417 6,691 0,629 9,403 164,8 0,417 7,189 0,584 8,128 165,4 0,417 7,215 0,562 7,787 rata-rata 161,2 0,417 7,032 0,592 8,439

(43)

rpm Nm W W (%)

1

190,6 1,000 19,941 5,079 25,468 194,4 1,000 20,352 4,494 22,084 198,5 1,000 20,781 4,180 20,114 rata-rata 194,5 1,000 20,358 4,584 22,555

2

187,6 0,917 18,003 4,494 24,965 191,2 0,917 18,348 3,933 21,433 195,4 0,834 17,047 3,618 21,224 rata-rata 191,4 0,889 17,799 4,015 22,541

3

184,1 0,750 14,455 3,528 24,408 185,5 0,750 14,565 3,416 23,452 188,5 0,834 16,445 3,303 20,088 rata-rata 186,0 0,778 15,155 3,416 22,649

4

180,3 0,667 12,584 3,146 25,002 181,5 0,667 12,667 2,809 22,175 183,3 0,750 14,392 2,742 19,049 rata-rata 181,7 0,695 13,214 2,899 22,075

5

179,2 0,667 12,507 2,112 16,890 171,3 0,667 11,955 2,157 18,045 183,1 0,667 12,779 1,888 14,772 rata-rata 177,9 0,667 12,414 2,052 16,569

6

177,4 0,500 9,286 1,348 14,520 176,6 0,500 9,244 1,169 12,641 178,4 0,500 9,338 1,169 12,514 rata-rata 177,5 0,500 9,289 1,228 13,225

7

172,0 0,417 7,503 0,270 3,594 175,6 0,417 7,660 0,292 3,814 175,7 0,417 7,664 0,270 3,519 rata-rata 174,4 0,417 7,609 0,277 3,642

(44)

4.3 Analisa Data Percobaan

Untuk memudahkan dalam menganalisa data maka dibuat grafik hubungan

kecepatan putar dengan debit rata- rata, ditunjukan pada Gambar 4.1 dan

Grafik hubungan kecepatan putar dengan efisiensi rata – rata pada Gambar

4.2.

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara kecepatan putar dengan debit rata – rata

Pada Gambar 4.1 memperlihatkan bahwa pada sudut sudu keluaran 0°,

ketika kecepatan putar naik maka debit yang dihasilkan juga semakin besar, tetapi

setelah mencapai kecepatan putar 177,1 rpm mencapai debit 7,73 liter/menit

kemudian debit mengecil. Pada sudut sudu keluaran l5°, debit yang dihasilkan

semakin besar ketika kecepatan putarnya bertambah tetapi setelah mencapai

kecepatan putar 184,9 rpm mencapai debit 5,83 liter/menit kemudian debit

(45)

besar ketika kecepatan putarnya bertambah, dan belum mencapai debit

maksimum.

Debit terbesar didapat pada saat penggunaan sudut sudu keluaran 90°

dengan debit rata – rata sebesar 10,20 liter/menit pada kecepatan rata – rata 194,5

rpm. Putaran minimal yang dapat dicapai pompa yaitu sebesar 161,2 rpm dengan

debit 1,32 liter/menit pada sudut 75°.

Sudut sudu keluaran 75° mempunyai daerah kerja yang lebih panjang

dibandingkan dengan variasi sudut yang lain, yaitu antara 161,2 rpm sampai

dengan 205,8 rpm, dengan debit maksimal sebesar 8,47 liter/menit pada

kecepatan rata – rata 205,8 rpm.

Sudut sudu keluaran 0° dan 15° mempunyai daerah kerja yang lebih

pendek dibandingkan pada pemakaian sudut sudu keluaran yang lain. Hal ini

disebabkan karena pada pemakaian sudu keluaran 0° dan 15° hambatan udara

yang ada di sekitar sudu keluaran lebih besar dibandingkan pada pemakaian sudu

lainya. Sehingga semakin besar sudut sudu yang digunakan maka hambatan udara

yang terjadi semakin kecil. Hal ini juga akan berpengaruh terhadap daerah kerja

maupun debit yang dihasilkan. Semakin besar sudu yang digunakan maka daerah

kerja yang didapat juga lebih panjang, debit yang dihasilkan juga semakin besar.

Pada grafik pemakaian sudut sudu keluaran 30°, 45°, 60°, 75°, dan 90°

belum mencapai titik maksimum. Hal ini disebabkan karena pada saat

pengambilan data, data yang diambil terbatas sehingga data yang dapat dianalisa

(46)

Gambar 4.2 Grafik hubungan antara kecepatan putar dengan efisiensi rata - rata

Gambar 4.2 memperlihatkan bahwa pada pompa sentrifugal dengan head

2,75 meter, sudut sudu keluaran 90° mempunyai efisiensi yang terbaik. Efisiensi

maksimal rata – rata yang dapat dicapai yaitu sebesar 22,56 %, pada kecepatan

putar rata – rata 194,5 rpm, dengan daerah kerja antara 174,4 rpm sampai dengan

194,5 rpm.

Sudut sudu keluaran 75° mempunyai daerah kerja yang lebih panjang

dibandingkan dengan variasi sudut sudu keluaran yang lain, yaitu antara 161,2

rpm sampai dengan 205,8 rpm, dengan efisiensi maksimal sebesar 22,35 % pada

kecepatan rata – rata 187,4 rpm.

Pemakaian sudut sudu 90° mempunyai efisiensi yang terbaik

dibandingkan pada pemakaian sudut sudu yang lainya. Hal ini disebabkan karena

(47)

keluaran yang lain. Semakin besar sudut yang digunakan, maka hambatan yang

terjadi di sekitar sudu keluaran semakin kecil, sehingga efisiensi yang dihasilkan

juga semakin besar, karena udara yang menghambat dapat diminimalkan dengan

arah sudut sudu. Jadi dapat disimpulkan bahwa semakin besar sudut sudu yang

(48)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang didapat dari penelitian ini adalah :

1. Pompa sentrifugal kecepatan rendah denganhead2,75 meter berhasil dibuat.

2. Putaran terendah yang dicapai pompa pada putaran 161,2 rpm ketika memakai

sudu keluaran 75°, dengan debit 1,32 liter/menit.

3. Effisiensi terbaik yang dapat dicapai sebesar 22,56%, ketika menggunakan

sudu keluaran 90°. Pada kecepatan putar 194,5 rpm.

4. Semakin besar sudut sudu keluaran maka semakin besar efisiensi yang

dihasilkan pompa sentrifugal.

5.2 Saran

Berdasarkan dari analisa data dan kesimpulan, saran yang dapat diajukan adalah

sebagai berikut:

1. Memperbanyak data yang diambil.

2. Mencari alternatif lain untuk memperkecil hambatan udara yang ada di sekitar

(49)

DAFTAR PUSTAKA

Dietzel, F., Turbin, Pompa, dan Kompresor, cetakan ke-4, Penerbit Erlangga,

Jakarta, 1993

Giles, R.V., Mekanika Fluida dan Hidraulika, edisi 2, Penerbit Erlangga, Jakarta

Pusat, 1986

Halliday dan Resnick,Fisika jilid 1, cetakan 2, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1985

Prastyono, P.W., Pompa Pipa dengan Variasi Diameter Pipa Lengan, Skripsi,

Universitas Sanata Dharma, 2008

Sutrisno, V.T., Pompa Sentrifugal 2 Pipa Output Dengan Variasi Head dan

Diameter Antar Pipa Output, Skripsi, Universitas Sanata Dharma, 2010

Wadan, F.K.W.,Pompa sentrifugal kecepatan rendah tiga sudu dengan head 2,1

(50)

LAMPIRAN

(51)

( Bagian atas dari pompa sentrifugal kecepatan rendah denganhead2,75 meter)