TUGAS AKHIR - Pompa air energi termal menggunakan dua evaporator paralel dengan volume 110 CC - USD Repository

(1)

i

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Di Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

ALUISIUS KRIS MARTANTO NIM : 065214008

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

(2)

ii

THERMAL ENERGY WATER PUMP USING

TWO PARALLEL EVAPORATOR WITH VOLUME 110 CC

Final Project

Presented as a partial fulfillment to obtain the Sarjana Teknik degree

In Mechanical Engineering study program

by

ALUISIUS KRIS MARTANTO NIM : 065214008

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

(3)

(4)

(5)

v

sepanjang pengetahuan Saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 11 Agustus 2010

(6)

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

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

Nama : Aluisius Kris Martanto Nim : 065214008

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta karya ilmiah saya yang berjudul :

POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN DUA EVAPORATOR PARALEL DENGAN VOLUME110 CC

Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). 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 royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 11 Agustus 2010

(7)

vii

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugrah-Nya, sehingga Tugas Akhir ini dapat tersusun dan dapat terselesaikan dengan lancar. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan yang berupa dorongan, motivasi, doa, sarana, materi sehingga dapat terselesaikannya Tugas akhir ini. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuannya, antara lain

1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., Dekan Fakultas Sains dan Tekonogi Universitas Sanata Dharma.

2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Sains dan Tekonogi Universitas Sanata Dharma.

3. Bapak Ir. YB. Lukiyanto, M.T., Dosen Pembimbing Akademik.

4. Bapak Ir, FA. Rusdi Sambada, M.T., dosen Pembimbing Utama Tugas Akhir. 5. Seluruh Dosen Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Sanata Dharma.

6. Segenap staf pengajar Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah mendidik dan memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis sehingga sangat berguna dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 7. Segenap staf karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata

Dharma.

(9)

ix

berjuang bersama dan memberikan masukan-masukan serta dorongan dalam penyelesaian Tugas Akhi ini.

11.Serta semua pihak yang tidak mungkin disebutkan satu per satu yang telah ikut membantu dalam menyelesaikan Laporan Tugas akhir.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan-kekurangan yang perlu diperbaiki dalam penulisan Tugas Akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan masukan dan kritik, serta saran dari berbagai pihak untuk menyempurnakannya. Semoga penulisan Laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat, baik bagi penulis maupun pembaca.

(10)

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ………... TITLE PAGE ……….. LEMBAR PENGESAHAN ……… DAFTAR DEWAN PENGUJI ……… PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ……….. PERNYATAAN PUBLIKASI ……… BABI PENDAHULUAN………... 1.1 Latar Belakang………

(11)

xi

3.2 Prinsip Kerja Alat…...………..………….…………. 3.3 Variabel Yang Divariasikan……...………...…...…….. 3.4 Metode dan Langkah Pengambilan Data…….…………..………….. 3.5 Analisa Data……….……….. 3.6 Peralatan Pendukung.……….. BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN……….. 4.1 Data Penelitian……….……….. 4.2Perhitungan……….

(12)

xii

DAFTAR GAMBAR

2.1. Gambar Pompa Air Energi Termal Jenis pulsajet air ……… 2.2. Gambar Pompa Air energi Termal Jenis Fluidyn Pump ... 2.3. Gambar Pompa Air energi Termal Jenis Nifte Pump ... 2.4. Gambar Pompa Air energi Termal Jenis Water Pulse Jet... 2.5. Evaporator Tegak Pompa Air Energi Termal Jenis water pulse jet ... 2.6 Fluidyne Pompe Dehari ………. 2.7 Feedback Fluidyne Engine Concept ………... 3.1 Gambar Skema Alat Penelitian... 3.2 Gambar Detail Evaporator... 3.3 Gambar Variasi Head... 3.4 Gambar Variasi Diameter Selang Osilasi... 3.5 Gambar Variasi Letak Evaporator ... 3.6 Gambar Posisi Termokopel Pada Pompa... 4.1 Grafik Hubungan Variasi Head dengan Daya Pompa Menggunakan Dua

Evaporator dan Selang Osilasi 3/8 inci……….. 4.2 Grafik Hubungan Variasi Head dengan Daya Pompa Menggunakan Dua

Evaporator dan Selang Osilasi 3/8 inci .……… 4.3 Grafik Hubungan Head dengan Efisiensi Pompa Menggunakan Dua

(13)

xiii

Menggunakan Dua Evaporator dan Head 1.8 m. ………... 4.6 Grafik Hubungan Letak Evaporator 75cc dengan Daya Pompa head: 1.8

m, Selang Osilasi:3/8 inci………... 4.7 Grafik Hubungan Letak Evaporator 75cc dengan Efisiensi Pompa head:

1.8 m, Selang Osilasi:3/8 inci ……… 4.8 Grafik Hubungan Letak Evaporator 35cc dengan Daya Pompa head: 1.8

m, Selang Osilasi:3/8 inci ……… 4.9 Grafik Hubungan Letak Evaporator 35cc dengan Efisiensi Pompa head:

1.8 m, Selang Osilasi:3/8 inci ……… 4.10 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC), Menggunakan Dua Evaporator dengan Head: 1,5 m, dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ……….. 4.11 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC), Menggunakan Dua Evaporator

dengan Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci.……… 4.12 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC), Menggunakan Dua Evaporator

dengan Head: 2,5 m, dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ……… 4.13 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC), Menggunakan Dua Evaporator

(14)

xiv

4.14 Grafik Hubungan t (menit) vs T (ºC) Pada Variasi Evaporator 75 cc di Kiri, Head: 1,8 m, dan Diameter Selang Osilasi ⅜ inci ………. 4.15 Grafik Hubungan t (menit) denganT (ºC) Pada Variasi Evaporator 75 cc di

Kanan, Head: 1,8 m, dan Diameter Selang Osilasi ⅜ inci.……… 4.16 Grafik Hubungan t (menit) denganT (ºC) Pada Variasi Evaporator 35 cc di

Kiri, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi ⅜ inci ……….. 4.17 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Evaporator 35 cc di

Kanan, Head: 1,8 m, dan Diameter Selang Osilasi ⅜ inci .……… 48

48

49

(15)

xv

Tabel 4.2 Data ke-2 penelitian pompa air energi termal dengan dua evaporator,

Head: 1,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ...

Tabel 4.6 Data ke-3 penelitian pompa air energi termal dengan dua evaporator

Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 1/2 inci ...

(16)

xvi

Head: 2,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ...

Tabel 4.13 Data ke-1 penelitian pompa air energi termal dengan evaporator 75cc dikiri yang dinyalakan, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... Tabel 4.14 Data ke-2 penelitian pompa air energi termal dengan evaporator 75cc

dikiri yang dinyalakan, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... Tabel 4.15 Data ke-3 penelitian pompa air energi termal dengan evaporator 75cc dikiri yang dinyalakan, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... Tabel 4.16 Data ke-1 penelitian pompa air energi termal dengan evaporator 75cc dikanan yang dinyalakan, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi

3

/8 inci ...

Tabel 4.17 Data ke-2 penelitian pompa air energi termal dengan evaporator 75cc dikanan yang dinyalakan, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi

(17)

xvii

Tabel 4.19 Data ke-1 penelitian pompa air energi termal dengan evaporator 35cc dikiri yang dinyalakan, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... Tabel 4.20 Data ke-2 penelitian pompa air energi termal dengan evaporator 35cc dikiri yang dinyalakan, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci...... Tabel 4.21 Data ke-3 penelitian pompa air energi termal dengan evaporator 35cc dikiri yang dinyalakan, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... Tabel 4.22 Data ke-1 penelitian pompa air energi termal dengan evaporator 35cc dikanan yang dinyalakan, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi

3

/8 inci ...

3

/8 inci ...

(18)

1 BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Air merupakan sumber kehidupan dan sumber daya alam yang tidak akan pernah tergantikan untuk kebutuhan hidup manusia sehari –hari .Pada umumnya air digunakan oleh masyarakat untuk minum, memasak, mencuci dan untuk keperluan lainnya. Ketersediaan air di Indonesia sangat melimpah namun pada umumnya sumber air terletak lebih rendah dari tempat dimana air tersebut akan digunakan sehingga diperlukan pompa air untuk mengalirkan air dari sumber air ke tempat yang memerlukan.

Pompa air pada umumnya digerakkan dengan energi minyak bumi (dengan motor bakar) atau energi listrik (motor listrik). Tetapi belum semua daerah di Indonesia terdapat jaringan listrik atau belum memiliki sarana transportasi yang baik sehingga bahan bakar minyak tidak mudah didapat, disamping itu efek dari hasil pembakaran bahan bakar minyak selalu menimbulkan polusi udara dan pencemaran lingkungan yang dapat menimbulkan global warming, oleh sebab itu energi terbarukan yang ramah lingkungan menjadi alternatif lain yang sangat penting dalam mengatasi masalah tersebut.

(19)

tenaga tetapi waktu untuk melakukan kegiatan lain yang lebih produktif akan berkurang.

Alternatif lain adalah memanfaatkan sumber energi terbarukan untuk memompa air, tergantung potensi yang ada di daerah tersebut.Maka sumber-sumber energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan untuk memompa air adalah energi air, angin atau energi surya. Pemanfaatan energi surya untuk memompa air dapat dilakukan dengan dua cara yaitu menggunakan sel surya atau menggunakan kolektor termal plat parabolik jenis tabung. Sel surya masih merupakan teknologi yang tinggi dan mahal bagi masyarakat terutama masyarakat di negara berkembang seperti Indonesia sehingga penerapannya sangat terbatas. Disisi lain kolektor termal plat parabolik jenis tabung merupakan teknologi yang sederhana dan murah sehingga mempunyai peluang dimanfaatkan masyarakat untuk memompa air. Informasi tentang unjuk kerja kolektor termal untuk memompa air atau yang lebih sering disebut pompa air energi surya termal di Indonesia belum banyak dijumpai sehingga perlu dilakukan banyak penelitian untuk menjajagi kemungkinannya. Sebagai simulasi pompa air energi surya termal, panas yang digunakan adalah panas dari api.

I.2 Rumusan Masalah

(20)

3

jumlah awal fluida kerja dalam sistem. Pada penelitian ini model pompa air energi termal yang digunakan yaitu dengan evaporator paralel 110cc, ketinggian head (2.5 m,1.8 m dan 1.5m), diameter selang osilasi (3/8 inci) dan ( 1/2 inci ) untuk head 1.8 m. Diameter selang osilasi bertujuan untuk mengetahui debit (Q), daya pompa (Wp) dan efisiensi pompa (η pompa), waktu pemompaan (t out) dan besarnya volume keluaran yang dihasilkan (V).

I.3 Tujuan Penelitian

a. Membuat model pompa air energi termal jenis pulsajet air (Water Pulse Jet) variasi dua evaporator paralel dengan volume fluida kerja 110 cc.

b. Mengetahui debit, daya, dan efisiensi pompa yang dapat dihasilkan.

I.4 Batasan Masalah

a. Pompa air tenaga termal dengan membran menggunakan panas dari api kompor.

b. Fluida kerja yang digunakan adalah air.

c. Ketinggian head pemompaan (2.5 m,1.8 m dan 1.5 m)

(21)

I.5 Manfaat

a. Menambah kepustakaan teknologi pompa air energi termal.

b. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe dan produk teknologi pompa air dengan energi termal yang dapat diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.

(22)

5 BAB II DASAR TEORI

2.1. Penelitian yang pernah dilakukan

Penelitian pompa energi panas berbasis motor stirling dapat secara efektif memompa air dengan variasi head antara 2 – 5 m (Mahkamov, 2003), Penelitian pompa air energi panas oleh Smith menunjukkan bahwa ukuran kondenser yang sesuai dapat meningkatkan daya output sampai 56% (Smith, 2005).

Penelitian pompa air energi panas surya memperlihatkan bahwa waktu pengembunan uap dipengaruhi oleh temperatur dan debit air pendingin masuk kondensor (Sumathy et. al., 1995).

Penelitian secara teoritis pompa air energi panas surya dengan dua macam fluida kerja, yaitu n-pentane dan ethyl ether memperlihatkan bahwa efisiensi pompa dengan ethyl ether 17% lebih tinggi dibanding n-pentane untuk tinggi head 6 m (Wong, 2000).

(23)

Pemodelan pompa air energi surya dengan kolektor pelat datar, dari gerafik data diketahui suhu tertinggi mencapai 60 0C dengan demikian diperlukan fluida kerja yang memiliki titik didih dibawah 60 0C, unjuk kerja wash benzene yang titik didihnya 40 0C bisa deterapkan sebagai fluida kerja ( Triyono setiyo nugroho, V. Erwan widyarto. W, Bima tambara putra, 2009 )

Pompa air energi termal dengan evaporator 26 cc dan pemanas 78 watt, menunjukkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0.119 watt pada variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 0 ºC dan pendingin udara, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0,152 % padavariasi ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 0 ºC dan pendingin udara, debit (Q) maksimum 0,417 (liter/menit) pada variasi ketinggian head 1,75, bukaan kran 0 ºC dan pendingin udara (Widagdo, 2009).

(24)

7

2.2.Dasar Teori

Pompa air energi termal umumnya adalah pompa air energi termal dengan jenis pulsajet air (water pulse jet), pompa air energi termal dengan jenis fluidyn pump dan pompa air energi termal dengan jenis nifte pump. Pada penelitian ini dibuat pompa energi termal jenis pulsa jet air (water pulse jet) dengan menggunakan fluida kerja spirtus karena merupakan jenis pompa air energi termal yang paling sederhana dibandingkan yang lain.

Untuk jenis-jenis pompa air dapat dilihat pada gambar berikut ini:

Keterangan :

1. Fluida air

2. Sisi uap

3. Sisi panas

4. Sisi dingin

5. Tuning pipe

6. Katup hisap 7. Katup buang

(25)

Keterangan : Gambar 2.2 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump

(26)

9

Keterangan : 1. Tuning pipe 2. Kran osilasi 3. Gelas ukur 4. Tangki hisap

5. Katup hisap satu arah 6. Katup buang satu arah 7. Selang keluaran

8. _vaporator 9. _Pendingin

10. Kran pengisi fluida 11. Rangka

Gambar 2.4 Pompa air energi termal jenis water pulse jet.

(27)

Gambar 2.6 Fluidyne Pompe Dehari

Keterangan

1. water level in open tube 2. cold section

3. hot section

4. connecting tube and regenerator 5. displacer tube

6. _tuning

(28)

11

Debit pemompaan yaitu jumlah volume yang dihasilkan tiap satuan waktu (detik) dapat dihitung dengan persamaan:

t V

Q= (2.1)

dengan:

v : volume air tiap satuan waktu (ml) t : waktu yang diperlukan (detik)

Daya pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan: H

Daya spritus yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan :

(29)

dengan :

mair : massa air (kg)

Cp : panas jenis air (J/kg oC)

∆ T : kenaikan temperatur (oC)

t : waktu yang diperlukan untuk pemanasan (detik)

Efisiensi pompa didefinisikan sebagai perbandingan antara daya pemompaan yang dihasilkan selama waktu tertentu dengan besarnya daya fluida yang dihasilkan . Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan :

(2.4)

dengan :

Wp : daya pemompaan (watt) Wspritus : daya spritus (watt)

Wspritus

W_P

pompa =

(30)

13

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Deskripsi Alat

Gambar 3.1 Skema Alat Penelitian

1

2

3

4

5

6

7

8

9 10

11

(31)

Keterangan pompa :

1. Evaporator 7. Katup hisap satu arah

2. Kotak Pemanas (spritus) 8 Tangki hisap

3. Corong Air Keluaran 9. Selang Osilasi 1/2 inci

4. Gelas ukur 10. Selang Osilasi 3/8 inci

5. Selang air keluaran 11. Kran Osilasi

6. Katup buang satu arah 12. Kerangka

Evaporator :

Bahan : pipa tembaga,

Gambar 3.2 Detail Evaporator

30 cm

5cm

11,5 cm

18,5 cm

5cm

2,54cm 1,3cm

(32)

15

Pompa air energi termal pada penelitian ini terdiri dari 4 komponen utama:

1. Dua buah evaporator dengan panjang masing-masing 30 cm.

2. Kotak pemanas/pembakar dengan bahan spirtus.

3. Pompa termal evaporator parallel dilengkapi 2 katup satu arah pada sisi

masuk dan sisi keluar.

4. Dua buah selang osilasi dengan diameter 3/8 inci dan 1/2 inci.

3.2 Prinsip Kerja Alat

Prisip kerja pompa dapat dijelaskan sebagai berikut :

Pompa air yang digunakan adalah pompa air jenis pulsa jet (water pulse

jet pump) dengan evaporator paralel. Evaporator mula-mula disisi dengan air

sebagai fluida kerja kemudian evaporator dipanaskan dengan pemanas bahan

bakar spritus. Evaporator ini berfungsi untuk penguapan dan pengembunan fluida

kerja air sehingga terjadi osilasi. Pada saat menerima uap bertekanan yang cukup,

air dalam sistem terdorong keluar melelui saluran buang, kemudian uap

mengalami pengembunan dikarenakan adanya penurunan tekanan didalam pompa

(dibawah tekanan atmosfir atau vakum), sehingga air dari sumber masuk / terhisap

mengisi sistem, dan proses langkah tekan hisap pompa akan terjadi kembali,

karena uap yang baru dalam evaporator mendorong air masuk ke dalam pompa.

Setiap satu langkah tekan pompa (karena uap bertekanan mendorong air masuk

pompa) dan satu langkah hisap (karena uap mengembun yang disebabkan oleh

pendinginan) disebut satu siklus namun siklus ini berlangsung cepat dengan

(33)

pada sisi hisap dan sisi tekan. Fungsi katup adalah agar pada langkah tekan air

mengalir ke tujuan dan tidak kembali ke sumber.

3.3 Variabel Yang Divariasikan

Variabel yang divariasikan dalam pengujian yaitu:

1. Variasi ketinggian head ( 1.5, 1.8 dan 2.5 m ) dengan selang osilasi

(3/8 inci).

2. Variasi diameter selang osilasi (1/2 inci untuk Head 1.8 m).

3. Variasi letak evaporator volume fluida kerja yang berbeda dengan

selang osilasi 3/8 inci dan hanya dinyalakan satu evaporator untuk

mengetahui kerja masing-masing pompa..

Berikut ini adalah skema gambar variabel yang divariasikan

;

Gambar 3.3 Variasi Head 2,5 m

1,8 m

(34)

17

Gambar 3.4 Variasi Diameter Selang Osilasi

Gambar 3.5 Variasi Letak Evaporator Selang Osilasi

1/2 inci

Selang Osilasi 3/8 inci

(35)

Variabel yang Diukur

Variabel-variabel yang diukur antara lain :

- Temperatur pipa sisi uap (T1 dan T2 )

- Temperatur pada sambungan tee (T3)

- Temperatur udara lingkungan (T4)

Untuk selanjutnya dari variabel-variabel tersebut dilakukan

perhitungan untuk mendapatkan debit (Q), daya pompa (Wp) dan efisiensi

pompa (η pompa) serta daya spirtus (W spirtus).

Gambar 3.6 Posisi Termokopel Pada Pompa T2 T1

T3

(36)

19

3.4 Metode dan Langkah Pengambilan Data

Metode pengumpulan data adalah cara-cara memperoleh data melalui

percobaan alat. Metode yang dipakai untuk mengumpulkan data yaitu

menggunakan metode langsung. Penulis mengumpulkan data dengan menguji

langsung alat yang telah dibuat.

Langkah – langkah pengambilan data pompa :

1. Alat diatur pada ketinggian head 1.5,1.8 dan 2.5 m.

2. Mengatur penggantian diameter selang osilasi yang akan dipakai.

3. Mengatur penggantian jumlah volume spritus ( volume spritus,

masing-masing 100 cc ).

4. Mengisi fluida kerja evaporator dan sistem.

5. Memasang termokopel dan alat ukur yang digunakan.

6. Mengisi bahan bakar spirtus.

7. Mulai penyalaan pemanas evaporator.

8. Mencatat suhu T1, T2, T3,T4, waktu, serta volume air yang dihasilkan

pompa.

9. Pengambilan data dilakukan sebanyak 3 data tiap 3 menit.

(37)

3.5 Analisa Data

Data yang diambil dan dihitung dalam penelitian pompa yaitu : temperatur sisi

uap (T1) dan (T2), temperatur sambungan tee (T3), temperature udara lingkungan

sekitar (T4),volume output air (V) dan waktu pemompaan (t) untuk menghitung

debit aliran air (Q) pada variasi tertentu. Tinggi head (H) dan hasil perhitungan

debit aliran (Q) untuk menghitung daya pompa (Wp) dan efisiensi pompa (η pompa).

Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik hubungan : waktu vs

daya pemompaan dan efisiensi pompa.

3.6 Peralatan Pendukung

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :

a. Stopwatch

Alat ini digunakan untuk mengukur waktu air mengalir.

b. Gelas Ukur

Gelas ukur dipakai untuk mengukur banyaknya air yang keluar dari

pompa air setelah jangka waktu tertentu.

c. Ember

Ember digunakan untuk menampung air yang akan dihisap. Air

didalam ember ini juga dijaga ketinggiannya agar sama dari waktu ke

(38)

21

d. Thermo Logger

Alat ini digunakan untuk mengukur suhu pada kolektor, dan suhu air

kondensor per menit.

e. Adaptor

Alat ini digunakan untuk merubah arus AC menjadi arus DC. Adaptor

yang digunakan memiliki tegangan 12 Volt

f. Termokopel

Digunakan untuk mendeteksi suhu dan menghubungkan ke display

g. Kerangka

Kerangka digunakan sebagai tempat dimana pompa dipasang dan juga

(39)

22

4.1. Data Penelitian

Dari penelitian ini diperoleh data pompa seperti pada tabel 4.1 sampai dengan tabel 4.24

Tabel 4.1 Data ke-1 penelitian pompa air energi termal dengan dua evaporator , Head: 1,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci.

Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Debit (ml)

0 25 25 25 25 0

3 109 179 35 25 80

6 142 127 40 25 300

9 146 137 46 25 340

12 139 149 48 25 300

15 132 122 50 25 200

18 131 152 51 26 200

21 149 138 51 25 120

23.19 123 118 49 26 0

(40)

23

Tabel 4.2 Data ke-2 penelitian pompa air energi termal dengan dua evaporator, Head: 1,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci.

(41)

(42)

25

Tabel 4.6 Data ke-3 penelitian pompa air energi termal dengan dua evaporator Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci.

(43)

(44)

27

Tabel 4.10 Data ke-1 penelitian pompa air energi termal dengan dua evaporator Head: 2,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci.

(45)

(46)

29

Tabel 4.14 Data ke-2 penelitian pompa air energi termal dengan evaporator 75cc dikiri yang dinyalakan, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8

(47)

3

(48)

31

3

(49)

Tabel 4.20 Data ke-2 penelitian pompa air energi termal dengan evaporator 35cc

(50)

33

3

(51)

3

4.2.1 Perhitungan Pompa

Berikut ini adalah contoh perhitungan pada pengambilan data Tabel 4.1 (Data I Temperatur dan Debit Pompa Pada Variasi Pemanas: 156 watt, Head: 1,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci.

Perhitungan nilai Q ( debit )

Dimana besarnya volume keluaran adalah 1540 ml, dan waktu yang diperlukan selama 23.5 menit, sehingga debit yang dihasilkan :

(52)

35

Daya pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan 2.2 :

0,016 watt

Daya spritus yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan 2.3.

Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan 2.4. Karena pada variasi ini menggunakan pemanas 156 watt atau yang berarti volume spritus yang digunakan adalah 200 cc. maka nilai daya spritus dikalikan dua.

η pompa =

2 Watt x 78

Watt 0,016

x 100

= 0,0103 %

(53)

Tabel 4.25 Perhitungan Pompa Variasi Head Dengan Dua Evaporator dan

(54)

37

Tabel 4.27 Perhitungan Pompa Variasi Letak Dengan Evaporator 75 cc Menyala,dan Diameter Selang Osilasi ⅜ inci.

Data II 377.409 236.516 0.111 0.070 0.142 0.089 II 331.366 218.480 0.097 0.064 0.125 0.082

Tabel 4.28 Perhitungan Pompa Variasi Letak Dengan Evaporator 35 cc Menyala,dan Diameter Selang Osilasi ⅜ inci.

(55)

4.3. Grafik dan Pembahasan Pompa

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Variasi Head dengan Daya Pompa Menggunakan Dua Evaporator dan Selang Osilasi 3/8 inci.

Pembahasan Gambar 4.1 :

(56)

39

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Variasi Head dengan Daya Pompa Menggunakan Dua Evaporator dan Selang Osilasi 3/8 inci.

(57)

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Head dengan Efisiensi Pompa Menggunakan Dua Evaporator dan Selang Osilasi:3/8 inci.

(58)

41

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Variasi Diameter Selang Osilasi dengan Daya Pompa Menggunakan Dua Evaporator dan Head 1.8 m.

Dari grafik dapat dilihat bahwa pompa dengan head 1.8 m yang dihasilkan antara selang osilasi 3/8 dan 1/2 inci memiliki perbedaan daya pompa yang cukup besar

seperti terlihat ada grafik di atas, pompa dengan selang osilasi 3/8 inci menghasilkan

daya 0,029 watt sedangkan pada pompa dengan selang osilasi 1/2 inci memiliki daya

(59)

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Variasi Diameter Selang Osilasi dengan Efisiensi Pompa Menggunakan Dua Evaporator dan Head 1.8 m.

Dari grafik dapat dilihat bahwa pompa dengan head 1.8 m yang dihasilkan antara selang osilasi 3/8 dan 1/2 inci memiliki perbedaan efisiensi pompa yang cukup

besar seperti terlihat ada grafik di atas, pompa dengan selang osilasi 3/8 inci

menghasilkan efisiensi 0,019% sedangkan pada pompa dengan selang osilasi 1/2 inci

memiliki efisiensi 0,015%, hal ini menunjukkan bahwa semakin besar diameter selang osilasi maka semakin besar gesekan yang terjadi dan mengakibatkan penurunan efisiensi pompa.

(60)

43

Gambar 4.6 Grafik Hubungan Letak Evaporator 75cc dengan Daya Pompa head: 1.8 m, Selang Osilasi:3/8 inci

(61)

Pembahasan Gambar 4.6 dan Gambar 4.7:

Dari grafik dapat dilihat bahwa posisi evaporator sangat berpengaruh terhadap daya pompa dan efisiensi pompa, hal ini disebabkan karena faktor pemanasan dan juga faktor pada sambungan pada tee.

(62)

45

Gambar 4.9 Grafik Hubungan Letak Evaporator 35cc dengan Efisiensi Pompa head: 1.8 m, Selang Osilasi:3/8 inci

Pembahasan Gambar 4.8 dan Gambar 4.9:

(63)

Gambar 4.10 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC), Menggunakan Dua Evaporator dengan Head: 1,5 m, dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci.

(64)

47

Gambar 4.12 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC), Menggunakan Dua Evaporator dengan Head: 2,5 m, dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci.

(65)

Gambar 4.14 Grafik Hubungan t (menit) vs T (ºC) Pada Variasi Evaporator 75 cc di Kiri, Head: 1,8 m, dan Diameter Selang Osilasi ⅜ inci.

(66)

49

Gambar 4.16 Grafik Hubungan t (menit) denganT (ºC) Pada Variasi Evaporator 35 cc di Kiri, Head: 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi ⅜ inci.

(67)

Pembahasan Gambar 4.8 – 4.15 :

(68)

51 BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Telah berhasil dibuat model pompa air energi termal jenis pulsajet air (Water Pulse Jet) variasi dua evaporator paralel dengan volume fluida kerja 110 cc.

2. Debit (Q) maksimum 98,79 terdapat pada variasi head: 1.8 m, diameter selang osilasi 3/8 inci.

3. Daya pompa (Wp) maksimum adalah 0,029 watt terdapat pada variasi head: 1.8 m, diameter selang osilasi 3/8 inci.

4. Efisiensi pompa (η pompa) maksimum 0,019% terdapat pada variasi head: 1.8 m, diameter selang osilasi 3/8 inci.

5. Ukuran diameter selang osilasi sangat berpengaruh terhadap kinerja pompa, dalam penelitian ini ukuran diameter selang osilasi yang terbaik menggunakan selang osilasi 3/8 inci.

5.2 Saran

1. Periksa dan pastikan tidak ada kebocoran pada pompa maupun sambungan pada selang agar tidak mempengaruhi kerja sistem.

(69)

3. Pastikan posisi katup hisap dan katup buang vertikal searah keatas dan pastikan posisi katup tidak miring karena akan memungkinkan terjadinya kebocoran pada katup tersebut.

4. Usahakan selang osilasi dibuat tinggi agar pada saat pompa mulai bekerja fluida dalam selang tidak keluar karena akan mempengaruhi kerja sistem.

5.3 Penutup

Demikian penulis menyusun tugas akhir ini. Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penyusunan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu penulis akan sangat terbuka menerima kritik dan saran yang membangun penulis.

Semoga Tugas Akhir ini dapat berguna bagi pembaca dan demi perkembangan teknologi pompa air tenaga termal.

(70)

53

DAFTAR PUSTAKA

Mahkamov, K.; Djumanov, D., Thermal Water Pumps On The Basis Of Fluid Piston Solar Stirling Engine. 1st International Energy Conversion Engineering Conference, 17-21 August 2003, Portsmouth, Virginia

Nugroho Triyono Setiyo, (2009). Pompa Air Energi Termal Dengan Evaporator 44 cc dan Pemanas 78 Watt. Halaman 50.

Nugroho Triyono Setiyo, V. Widyarto Erwan. W, Putra Bima. T, (2009 ). Pemodelan Pompa Air Energi Surya Dengan Kolektor Pelat Datar. Halaman 6.

Smith, Thomas. C. B, (2005), Asymmetric Heat Transfer In Vapour Cycle Liquid-Piston Engines . Pages 1-3.

Sumathy, K.; Venkatesh, A.; Sriramulu, V., (1995). The importance of the condenser in a solar water pump, Energy Conversion and Management, Volume 36, Issue 12, December 1995, Pages 1167-1173.

Widagdo, (2009). Pompa Air Energi Termal Dengan Evaporator 26 cc Dan Pemanas 78 Watt. Halaman 59.

(71)

(72)

55

LAMPIRAN

1. Evaporator 75 cc 2. Evaporator 35 cc 3. Dua Evaporator paralel 110 cc

(73)

7. Ember Penampung Air 8. Adaptor 9. Gelas Ukur