KARAKTERISTIK POMPA FLUIDYN ENERGI TERMAL

(1)

i

KARAKTERISTIK POMPA FLUIDYN ENERGI TERMAL

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

RINAT RISNANDA SUSETIA

NIM : 075214013

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(2)

ii

CHARACTERISTIC OF THERMAL ENERGY FLUIDYN PUMP

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirement To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering Study Program

By :

RINAT RISNANDA SUSETIA

NIM : 075214013

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

vii

INTISARI

Air sangat penting bagi kehidupan. Tetapi tempat sumber mata air lebih rendah dari tempat pemakaiannya sehingga diperlukan pompa untuk mengalirkannya. Pada umumnya pompa air digerakkan oleh energi listrik tetapi masih banyak daerah tidak bisa menikmati jaringan listrik. Alternatif lain yang dapat digunakan sebagai penggerak pompa air adalah energi termal menggunakan energi panas. Unjuk kerja pompa air energi termal di Indonesia belum banyak sehingga masih perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk memanfaatkannya secara optimal. Tujuan yang ingin dicapai oleh peneliti, yaitu dapat mengetahui efsiensi pompa air energi termal jenis fluidyn.

Pompa air energi termal ini sebagian besar terbuat dari pipa tembaga karena tembaga merupakan penghantar panas yang paling baik dibandingkan dengan jenis logam yang lain. Variasi yang dilakukan pada pompa ini adalah variasi pipa osilasi, variasi daya pemanas, variasi pendingin, variasi regenerator, variasi ketinggian air awal terhadap pemanas dan variasi bukaan kran.

Daya pompa maksimum yang dihasilkan untuk pipa osilasi adalah 0,0933 mW dan untuk pipa fluidyn adalah 0,0719 mW. Sedangkan efisiensi terbesar untuk pipa osilasi adalah 6,2 x 10-5 % dan untuk pipa fluidyn sebesar 4,8 x 10-5 %.

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Jesus Kristus dan Bunda Maria atas segala berkah dan anugerah-Nya, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “ Karakteristik Pompa Fluidyn Energi Termal” ini karena adanya bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

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

2. Bapak Budi Sugiharto S.T., M.T. selaku Ketua Program studi Teknik Mesin.

3. Bapak Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Ir. Rines, M.T. selaku dosen pembimbing akademik.

(9)

ix

6. Laboran khususnya Ag. Rony Windaryawan yang telah membantu memberikan ijin dalam penggunakan fasilitas yang diperlukan dalam penelitian ini.

7. Orang tua yang selalu memberikan dukungan baik dalam bentuk moral maupun material.

8. Teman – teman yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini.

Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penyusunan laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, Oleh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas ini. Semoga karya ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Apabila ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis mohon maaf. Terima kasih.

Yogyakarta, 21 Maret 2011

(10)

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

TITLE PAGE ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ... vi

INTISARI ... vii

1.3 Tujuan Penelitian dan Manfaat Penelitian ... 2

1.4 Batasan Masalah ... 3

BAB II. DASAR TEORI ... 4

2.1 Penelitian yang Pernah Dialakukan ... 4

2.2 Dasar Teori ... 7

(11)

xi

BAB III. METODE PENELITIAN ... .17

3.1 Deskripsi Alat ... 17

3.2 Variabel yang Divariasikan ... 18

3.3 Variabel yang Diukur ... 19

3.4 Metode dan Langkah Pengambilan Data ... 21

3.5 Analisa Data ... 25

3.6 Peralatan Pendukung ... 25

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 26

4.1 Data Penelitian ... 26

4.1.1 Pengambilan Data ... 26

4.2 Perhitungan Pompa ... 35

4.2.1 Data Hasil Perhitungan Pompa ... 38

4.3 Pembahasan ... 49

BAB V. PENUTUP ... 67

5.1Kesimpulan ... 67

5.2Saran ... 67

DAFTAR PUSTAKA ... 69

(12)

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi ½ Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator,

Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ...26 Tabel 4.2 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Pemanas 150 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator,

Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ... 27 Tabel 4.3 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator,

Ketinggian Air Awal di Atas Pemanas, Kran Dibuka Penuh ... 30 Tabel 4.6 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Ketinggian Air Awal di Bawah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ... 31 Tabel 4.7 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

(13)

xiii

Tabel 4.8 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendinggin Air, Tanpa Regenerator,

Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Ditutup 45° ... 33 Tabel 4.9 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Sedang,

Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ... 34 Tabel 4.10 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Banyak,

Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ... 35 Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi ½ Inchi, Daya

Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ... 39 Tabel 4.12 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh... 40 Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ... 41 Tabel 4.14 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

(14)

xiv

Tabel 4.15 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator,

Ketinggian Air Awal di Atas Pemanas, Kran Dibuka Penuh ... 43 Tabel 4.16 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Ketinggian Air Awal di Bawah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ... 44 Tabel 4.17 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Pemanas 150 W, Berpendinggin Air, Tanpa Regenerator,

Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Ditutup 22,5° ... 45 Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Ditutup 45° ... 46 Tabel 4.19 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Sedang,

Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ... 47 Tabel 4.20 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya

Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Banyak,

(15)

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet ... ...7

Gambar 2.2 Dimensi Evaporator ... ...8

Gambar 2.3 Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet ... ...9

Gambar 2.4 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump ... ...10

Gambar 2.5 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump... ...11

Gambar 2.6 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump... ...12

Gambar 2.7 Sistem Kerja Nifte Pump ... ...13

Gambar 3.1 Skema Alat Penelitian ... ...17

Gambar 3.2 Posisi Awal Air Terhadap Pemanas ...,...18

Gambar 3.3 Variasi Posisi Kran ...19

Gambar 3.4 Posisi Pengukuran Suhu...20

Gambar 3.5 Panjang Langkah Pada Pipa Osilasi ...20

Gambar 4.1 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi ½ Inci, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh...49

(16)

xvi

Gambar 4.3 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh...51 Gambar 4.4 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh...52 Gambar 4.5 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci, Daya

Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh...53 Gambar 4.6 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

Daya Pemanas 100 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ... 53 Gambar 4.7 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator,

Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ...54 Gambar 4.8 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh .... 55 Gambar 4.9 Hubungan daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

(17)

xvii

Gambar 4.10 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Atas Pemanas, Kran Dibuka Penuh... 57 Gambar 4.11 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Bawah Pemanas, Kran Dibuka Penuh...58 Gambar 4.12 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Bawah Pemanas, Kran Dibuka Penuh.... 58 Gambar 4.13 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Ditutup 22,5°.... 59 Gambar 4.14 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Ditutup 22,5°.... 60 Gambar 4.15 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Ditutup 45°... 61 Gambar 4.16 Hubungan Efisiensi Dengan waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

(18)

xviii

Gambar 4.17 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Sedang, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh... 63 Gambar 4.18 Hubungan Efisiensi Dengan waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Sedang, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh... 63 Gambar 4.19 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Banyak, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh ....64 Gambar 4.20 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci,

(19)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan penting atau pokok bagi kehidupan manusia. Air selama ini digunakan untuk mandi, memasak, pengairan sawah, serta masih banyak lainnya. Selain untuk kebutuhan sehari-hari (minum, mandi, mencuci, dll), air juga dapat dikonversi menjadi energi listrik yang sangat berguna untuk kehidupan masyarakat dengan menggunakan kincir air atau mikro hidro. Ketersediaan air di Indonesia merupakan salah satu keunggulan yang dimiliki bangsa kita yang belum dioptimalkan. Tetapi itu semua akan menjadi sia-sia jika kita tidak mengolah dengan sebaik-baiknya.

Untuk memanfaatkan air, manusia memerlukan alat bantu yang digunakan untuk mengumpulkan air. Alat bantu yang digunakan beragam, mulai dari timba air yang menggunakan sistem katrol hingga pompa air yang menggunakan listrik untuk menjalankannya. Namun pada jaman globalisasi ini, untuk memudahkan pekerjaan menusia pompa air yang digerakkan dengan energi listrik (motor listrik) lebih banyak digunakan.

(20)

2

Alternatif yang dapat dipakai untuk menggantikan pompa listrik adalah dengan menggunakan pompa air energi termal. Jenis-jenis pompa air energi termal yaitu pompa air energi termal dengan jenis pulsejet (Water Pulse Jet), pompa air energi termal dengan jenis Fluidyne Pump dan pompa air energi termal dengan jenis Nifte Pump.

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian :

1. Membuat model pompa air energi termal jenis fluidyn.

2. Mengetahui daya pemompaan pompa air energi termal (Wp) dengan jenis fluidyn.

3. Mengetahui efisiensi yang dihasilkan oleh pompa air energi termal jenis fluidyn.

Manfaat penelitian :

1. Menambah kepustakaan atau pengetahuan tentang pompa air energi termal.

(21)

3

1.4. Batasan Masalah

Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:

1. Pengambilan semua data dimulai pada saat mulai dipanaskannya pipa pemanas dengan pemanas selama 60 menit.

2. Rugi-rugi gesekan dalam pipa diabaikan. 3. Massa jenis air diasumsikan 1000 kg/m3 4. Panas jenis air diasumsikan 4192,47 J/kg °C

5. Rugi-rugi perpindahan panas dari pemanas ke air diabaikan. 6. Daya pemompaan adalah kapasitas pemompaan pompa fluidyn

(22)

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan

(23)

5

Penelitian lain yang pernah dilakukan seperti dalam Tugas Akhir “Karakteristik Kolektor Surya CPC Untuk Pompa Air Energi Termal Menggunakan Pompa Rendam” mampu menghasilkan Efisiensi sensibel kolektor maksimum adalah 12.68 %, daya pemompaan maksimum adalah 0.0893 Watt, Efisiensi sistem maksimum sebesar 0.132 %, faktor efisiensi maksimum adalah 57.218 % ( Yoanita, 2009 ).

Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 39 CC dan Pemanas 266 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0.139 watt, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0.060 % pada variasi bukaan kran 30 ºC, dan debit (Q) maksimum 0.697 liter/menit pada variasi ketinggian head 1.75 m dan bukaan kran penuh atau 0 ºC dengan pendingin udara (Suhanto, 2009).

Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 44 CC dan Pemanas 78 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0.167 watt, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0.213 %, dan debit (Q) maksimum 0.584 liter/menit pada variasi ketinggian head 1.75 m dan bukaan kran 0 ºC dengan pendingin udara (Nugroho, 2009).

(24)

6

(25)

7

2.2 Dasar Teori

Pompa air energi termal pada umumnya menggunakan jenis pulsa jet air (water pulse jet) seperti pada Gambar 2.1 dan Gambar 2.2, pompa air energi termal dengan jenis fluidyn pump seperti Gambar 2.4, serta pompa air energi termal dengan jenis nifte pump pada Gambar 2.6. 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.

(26)

8

Gambar 2.2 Dimensi Evaporator ( Nugroho, 2009)

Keterangan Gambar 2.1 :

1. Pipa osilasi 7. Selang keluaran 2. Kran osilasi 8. Evaporator 3. Gelas ukur 9. Pendingin

4. Tangki hisap 10. Kran pengisi fluida 5. Katup hisap satu arah 11. Rangka

(27)

9

Gambar 2.3 Pompa Air Energi Termal Jenis pulsa jet ( Putra, 2010 )

Keterangan bagian-bagian pulse jet :

1. Fluida air 5. Pipa osilasi

2. Sisi uap 6. Katup hisap

3. Sisi panas 7. Katup buang

(28)

10

Gambar 2.4 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump ( Putra, 2010 )

Keterangan bagian-bagian Fluidyn Pump :

1. Displacer 6. Katup hisap 2. Penukar panas 7. Katup buang 3. Pemicu regenerasi 8. Sisi volume udara 4. Penukar panas 9. Pengapung 5. pipa osilasi

(29)

11

Gambar 2.5 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump ( Wijaya, 2011 )

Keterangan bagian-bagian Nifte Pump : 1. Pipa Osilasi 4. Evaporator

2. Pipa Nifte 5. Tabung Pendingin

3. Kran 6. Bak Air

1

2

3 4

5

(30)

12

Gambar 2.6 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump ( Putra, 2010)

Keterangan bagian-bagian Nifte Pump :

1. Piston air 4. Evaporator 7. Saturator 2. Beban 5. Kondenser 8. Pipa osilasi

(31)

13

Gambar 2.7 Sistem Kerja Nifte Pump ( Putra, 2010 )

(32)

14

2.3 Rumus – Rumus Yang Digunakan

Frekuensi adalah banyaknya osilasi tiap satuan waktu. Dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

f = (Hz) (2.1)

dengan :

n : jumlah langkah

t : waktu yang diperlukan (detik)

Kecepatan adalah panjang langkah yang ditempuh tiap satuan waktu. Dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

V = f x L (m/s) (2.2)

dengan :

f : frekuensi (Hz) L : panjang langkah (m)

Debit pemompaan yaitu volume per satuan waktu air. Dapat dihitung dengan persamaan ( Giles, 1986) :

Q = A x V (m3/s) (2.3)

dengan :

(33)

15

Tekanan yang dihasilkan pompa dapat dihitung dengan persamaan (Giles, 1986) :

P = ρ x g x H (N/m) (2.4) dengan :

ρ : massa jenis air (kg/m3) g : percepatan grafitasi (m/s2) H : panjang osilasi (m)

Daya pemompaan yang dihasilkan pompa air dapat dihitung dengan persamaan ( Giles, 1986) :

Wp = P x Q x V x f (watt)

(2.5)

dengan:

(34)

16

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 (Giles,1986 )

(2.6)

dengan :

Wp : daya pemompaan (watt) W : daya pemanas (watt)

% 100

W

P W

pompa =

(35)

17

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1Deskripsi Alat

Gambar 3.1 Skema Alat Penelitian Keterangan :

1. Bak Air 6. Karet 11. Rangka

2. Selang 7. Pipa Fluidyn

3. Tabung Pendingin 8. Kran

4. Regenerator 9. Pipa Tembaga 5. Pemanas 10. Pipa Osilasi

(36)

18

3.2 Variabel Yang Divariasikan

Variabel yang divariasikan dalam pengujian yaitu: a. Variasi diameter pipa osilasi ( 5

/8

dan 1/2 inchi ). b. Variasi daya pemanas ( 100W dan 150W )

c. Variasi pendingin ( berpendingin udara dan berpendingin air ) d. Variasi regenerator ( dengan dan tanpa regenerator )

e. Variasi ketinggian awal air terhadap pemanas : bawah, tengah dan atas pemanas (Gambar 3.2 )

Gambar 3.2 Posisi Awal Air Terhadap Pemanas

(37)

19

f. Variasi posisi kran : buka penuh, tutup 22,5° dan tutup 45° (Gambar 3.3)

a) Kran Bukaan Penuh b) Kran Ditutup 22.5° c) Kran Ditutup 45° Gambar 3.3 Variasi Posisi Kran

Variasi untuk pipa osilasi dilakukan dengan cara menganti selang osilasi dengan ukuran yang ada. Untuk variasi pendingin air dengan menghubungkan tabung pendingin dengan bak air menggunakan selang. Untuk variasi regenerator dengan memasukan stell woll ke dalam karet yang berada di atas pemanas.

3.3 Variabel yang Diukur

Variabel-variabel yang diukur antara lain :

a. Suhu (T) : pada pemanas (T1), pada regenerator (T2), pada pipa tembaga (T3), pada pendingin (T4).

(38)

20

L Gambar 3.4 Posisi Pengukuran Suhu

b. Panjang langkah (l)

Panjang langkah adalah perbedaan jarak antara titik atas dengan titik bawah pada saat terjadi pada saat osilasi.

a) Air keadaan awal b) Air batas atas c) Air Batas Bawah Gambar 3.5 Panjang Langkah Pada Pipa Osilasi

(39)

21 c. Frekuensi

Untuk selanjutnya dari variabel-variabel tersebut digunakan dalam perhitungan untuk mendapatkan debit (Q), tekanan pompa (P), daya pompa (Wp) dan efisiensi pompa (η pompa).

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.

Berikut ini adalah pengambilan langkah-langkah pengambilan data : Untuk percobaan pertama :

1. Pipa osilasi dipasang dengan ukuran ½ inci. 2. Alat diisi air sampai dengan tengah pemanas. 3. Pemanas 150 W dipasang pada pipa pemanas. 4. Pemanas mulai dinyalakan.

5. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa dicatat setiap 10 menit selama 60 menit.

Untuk percobaan kedua :

(40)

22

5. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasikan oleh pompa dicatat setiap 10 menit selama 60 menit.

Untuk percobaan ketiga :

1. Pipa osilasi dipasang dengan ukuran 5/8 inci. 2. Alat diisi air sampai dengan tengah pemanas. 3. Pemanas 100 W dipasang pada pipa pemanas. 4. Pemanas mulai dinyalakan.

Untuk percobaan keempat :

1. Pipa osilasi dipasang dengan ukuran 5/8 inci. 2. Alat diisi air sampai dengan tengah pemanas.

3. Selang penghubung bak air dipasang dengan tabung pendingin. 4. Pemanas 150 W dipasang pada pipa pemanas.

5. Pemanas mulai dinyalakan.

Untuk percobaan kelima :

1. Pipa osilasi dipasang dengan ukuran 5/8 inci. 2. Alat diisi air sampai dengan atas pemanas.

(41)

23

Untuk percobaan keenam :

1. Pipa osilasi dipasang dengan ukuran 5/8 inci. 2. Alat diisi air sampai dengan bawah pemanas.

5. Pemanas mulai dinyalakan.

Untuk percobaan ketujuh :

1. Pipa osilasi dipasang dengan ukuran 5/8 inci. 2. Alat diisi sampai dengan tengah pemanas.

3. Selang penghubung bak air dipasang dengan tabung pendingin. 4. Kran ditutup 22,5°

5. Pemanas 150 W dipasang pada pipa pemanas. 6. Pemanas mulai dinyalakan.

Untuk percobaan kedelapan :

1. Pipa osilasi dipasang dengan ukuran 5/8 inci. 2. Alat diisi air sampai dengan tengah pemanas.

(42)

24 4. Kran ditutup 45°

Untuk percobaan kesembilan :

1. Pipa osilasi dipasang dengan ukuran 5/8 inci. 2. Stell wool diberikan pada karet di atas pemanas. 3. Alat diisi air sampai dengan tengah pemanas.

4. Selang penghubung bak air dipasang dengan tabung pendingin. 5. Kran dibuka penuh kembali.

Untuk percobaan kesepuluh :

1. Pipa osilasi dipasang dengan ukuran 5/8 inci.

2. Lebih banyak diberikan stell wool pada karet di atas pemanas. 3. Alat diisi air sampai dengan tengah pemanas.

4. Selang penghubung bak air dipasang dengan tabung pendingin. 5. Kran dibuka penuh kembali.

(43)

25

3.5 Analisa Data

Data yang diambil dan dihitung dalam penelitian pompa yaitu : panjang langkah (m) dan frekuensi yang didapat dari percobaan digunakan untuk menghitung kecepatan aliran air (V). Dengan mengetahui hasil perhitungan kecepatan (V) maka dapat dihitung debit air yang mengalir (Q). Dari tinggi head (H) maka dapat menghitung tekanan yang terjadi di dalam pompa (P). Dari tekanan pompa, debit, kecepatan alirdan frekuensi dapat menghitung daya pompa (Wp) dan efisiensi pompa (η pompa). Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik hubungan : waktu dengan 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 mulai mengalir sampai air berhenti mengalir (gambar dapat dilihat pada lampiran).

b. Termokopel

(44)

26

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Penelitian

Data pengujian yang didapat terdiri dari data hasil pengujian variasi pompa fluidyn. Berikut data-data yang didapat:

4.1.1. Pengambilan Data

Dalam pengambilan data variasi pertama ini menggunakan pipa osilasi ½ inchi, daya pemanas 150 W, berpendingin udara, tanpa regenerator, ketinggian air awal berada di tengah pemanas, kran dibuka penuh.

Data yang didapatkan adalah sebagai berikut :

Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi ½ Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit

ke T1(°C) T2(°C) T3(°C) T4(°C)

Langkah (cm) Frekuensi (Hz)

Keterangan osilasi fluidyn osilasi fluidyn`

(45)

27

Pada bercobaan kedua ini menggunakan pipa osilasi 3/8 inchi, daya pemanas 150 W, berpendingin udara, tanpa regenerator, ketinggian air awal berada di tengah pemanas, kran dibuka penuh.

Data yang didapat dari percobaan ini adalah sebagai berikut :

Tabel 4.2 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit

ke

T1(°C) T2(°C) T3(°C) T4(°C) Langkah (cm) Frekuensi (Hz) Keterangan osilasi fluidyn osilasi fluidyn`

(46)

28 Data yang didapatkan adalah sebagai berikut :

Tabel 4.3 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 100 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit

ke T1(°C) T2(°C) T3(°C) T4(°C)

Keterangan osilasi fluidyn osilasi fluidyn

0 24 24 24 24 - - - - belum osilasi menggunakan daya pemanas 150 W, menggunakan pendingin air, tanpa regenerator, ketinggian air awal di tengah pemanas, kran dibuka penuh

(47)

29

Tabel 4.4 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit

ke T1(°C) T2(°C) T3(°C) T4(°C)

0 25 25 25 25 - - - - belum osilasi

10 100 129 33 27 1,4 2,2 0,833 0,833 osilasi

20 131 142 43 26 1,8 2,2 0,833 0,833 osilasi

30 91 127 42 26 2,4 4 0,833 0,833 osilasi

40 91 104 42 26 3 4 0,833 0,833 osilasi

50 94 131 49 26 3 4 0,833 0,833 osilasi

60 94 127 46 26 3 4 0,833 0,833 osilasi

Percobaan kelima ini menggunakan pipa osilasi 5/8 inchi, menggunakan daya pemanas 150 W, menggunakan pendingin air, tanpa regenerator, ketinggian air awal di atas pemanas, kran dibuka penuh.

(48)

30

Tabel 4.5 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Atas Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit

ke T1(°C) T2(°C) T3(°C) T4(°C)

0 25 25 25 25 - - - - belum osilasi

10 90 86 33 27 1,5 2 0,833 0,833 osilasi

20 92 116 42 26 2,5 3 0,833 0,833 osilasi

30 97 104 40 26 3 3,5 0,833 0,833 osilasi

40 96 102 41 27 3,4 3,8 0,833 0,833 osilasi

50 92 129 41 26 3,5 4 0,833 0,833 osilasi

60 99 135 45 26 3,5 3,8 0,833 0,833 osilasi

Percobaan keenam ini menggunakan pipa osilasi 5/8 inchi, daya pemanas 150 W, menggunakan pendingin air, tanpa regenerator, ketinggian air awal berada di bawah pemanas, kran dibuka penuh.

(49)

31

Tabel 4.6 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Bawah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit

ke T1(°C) T2(°C) T3(°) T4(°C)

0 24 24 24 24 - - - - belum osilasi

10 158 109 27 22 0,5 1 0,833 0,833 osilasi

20 213 140 37 24 0,5 1 0,833 0,833 osilasi

30 224 138 33 24 0,5 1 0,833 0,833 osilasi

40 227 148 42 24 0,5 1 0,833 0,833 osilasi

50 222 146 36 25 0,5 1 0,833 0,833 osilasi

60 150 153 52 25 2 2,5 0,833 0,833 osilasi

Percobaan ketujuh ini menggunakan pipa osilasi 5/8 inchi, menggunakan daya pemanas 150 W, menggunakan pendingin air, tanpa regenerator, ketinggian air awal berada di tengah pemanas, kran ditutup 22,5 °.

(50)

32

Tabel 4.7 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Ditutup 22,5°

Menit

ke T1(°C) T2(°C) T3(°C) T4(°C)

0 25 25 25 25 - - - - belum osilasi

10 107 107 33 25 1,5 2 0,833 0,833 osilasi

20 123 146 48 25 2 2,5 0,833 0,833 osilasi

30 113 134 37 25 2,5 3 0,833 0,833 osilasi

40 115 129 37 25 3 3 0,833 0,833 osilasi

50 115 127 36 26 3 3,5 0,833 0,833 osilasi

60 115 127 40 26 3 3,5 0,833 0,833 osilasi

Percobaan kedelapan ini menggunakan pipa osilasi 5/8 inchi, menggunakan daya pemanas 150 W, menggunakan pendingin air, tanpa regenerator, ketinggian air awal berada di tengah pemanas, kran ditutup 45°.

(51)

33

Tabel 4.8 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendinggin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Ditutup 45°

Menit

ke T1(°C) T2(°C) T3(°C) T4(°C)

Keterangan osilasi fluidyn Osilasi fluidyn

0 24 24 24 24 - - - - belum osilasi

Percobaan kesembilan ini menggunakan pipa osilasi 5/8 inchi, menggunakan daya pemanas 150 W, menggunakan pendingin air, menggunakan regenerator sedang, ketinggian air awal berada di tengah pemanas, kran dibuka penuh.

(52)

34

Tabel 4.9 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Sedang, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit

ke T1(°C) T2(°C) T3(°C) T4(°C)

0 25 25 25 25 - - - - belum osilasi

Percobaan kesepuluh ini menggunakan pipa osilasi 5/8 inchi, menggunakan daya pemanas 150 W, menggunakan pendingin air, menggunakan banyak regenerator, ketinggian air awal berada di tengah pemanas, kran dibuka penuh.

(53)

35

Tabel 4.10 Data Hasil Percobaan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Banyak, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit

ke T1(°C) T2(°C) T3(°C) T4(°C)

Langkah (cm) Frekuensi

0 24 24 24 24 - - - - belum osilasi

Berikut ini adalah contoh perhitungan pada pengambilan data Percobaan variasi pertama.

Untuk pipa osilasi

Dimana banyak langkah yang diambil adalah 10 kali dan waktu yang diperlukan adalah 12 detik, maka frekuensi yang dihasilkan :

f = 12 10

(54)

36

Karena frekuensi didapat 8,33 maka kecepatan osilasi didapat : V = 0,833 x 0,005

= 0,00416 m/s

Debit air yang didapat dapat dihitung dengan : Q = A x V

= π r 2 x V

= (3,14(((0,5/2)2,54)/100)2) m2 x 0,00416 m/s = 0,000127 m2 x 0,00416 m/s

= 0,0000005 m3/s = 0,0005 l/s = 0,003 l/menit

Tekanan pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dengan ρsebesar1000 kg/m3 dan g sebesar 9,8 m/s2 :

P = 1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,005 m = 49,05 N/m

Sedangkan daya pemompaan didapatkan :

Wp = 49,05kg/m2 x 0,0000005m3/s x 0,00416m/s x 0,833Hz = 0,0000008 W

(55)

37 diperlukan adalah 12 detik, maka frekuensi yang dihasilkan :

f = 12 10

= 0,833 Hz

Karena frekuensi didapat 8,33 maka kecepatan osilasi didapat : V = 0,833 x 0,01

= 0,00833 m/s

(56)

38

Tekanan pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dengan ρsebesar1000 kg/m3 dan g sebesar 9,8 m/s2 :

P = 1000 kg/m3 x 9,8 m/s2 x 0,01 m = 98,1 N/m

Sedangkan daya pemompaan didapatkan :

Wp = 49,05 kg/m2 x 0,0000007 m3/s x 0,00833 m/s x 0,833 Hz = 0,0000002 W

= 0,0002 mW

Maka efisiensi pompa didapatkan sebesar :

ŋ

=

, x 100%

=

0,0000001 %

Untuk data yang lain dilakukan perhitungan dengan cara yang sama dan hasil perhitungannya dapat dilihat pada tabel 4.11 sampai dengan tabel 4.20 .

4.2.1 Data Hasil Perhitungan Pompa

(57)

39

Tabel 4.11 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi ½ Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit ke

Frekuensi (Hz) Kecepatan (m/s) Debit (l/menit) Tekanan (N/m) Daya (mW) Efisiensi

osilasi Fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn

10 0,833 0,833 0,004 0,008 0,003 0,096 49,050 98,100 0,0001 0,0011 0,0000001% 0,0000007%

20 0,833 0,833 0,017 0,021 0,126 0,246 196,200 245,250 0,0058 0,0175 0,0000038% 0,0000117%

30 0,833 0,833 0,029 0,033 0,222 0,396 343,350 392,400 0,0308 0,0719 0,0000205% 0,0000479%

40 0,833 0,833 0,029 0,033 0,222 0,396 343,350 392,400 0,0308 0,0719 0,0000205% 0,0000479%

50 0,833 0,833 0,021 0,025 0,156 0,294 245,250 294,300 0,0112 0,0303 0,0000075% 0,0000202%

60 0,833 0,833 0,017 0,019 0,126 0,228 196,200 225,630 0,0058 0,0137 0,0000038% 0,0000091%

(58)

40

Tabel 4.12 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit ke

osilasi fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn

10 0,833 0,833 0,008 0,013 0,096 0,15 98,100 147,150 0,0011 0,0038 0,000001% 0,000003%

20 0,833 0,833 0,013 0,017 0,15 0,198 147,150 196,200 0,0038 0,0090 0,000003% 0,000006%

30 0,833 0,833 0,017 0,025 0,198 0,294 196,200 294,300 0,0090 0,0303 0,000006% 0,000020%

40 0,833 0,833 0,017 0,025 0,198 0,294 196,200 294,300 0,0090 0,0303 0,000006% 0,000020%

50 0,833 0,833 0,017 0,025 0,198 0,294 196,200 294,300 0,0090 0,0303 0,000006% 0,000020%

60 0,833 0,833 0,017 0,025 0,198 0,294 196,200 294,300 0,0090 0,0303 0,000006% 0,000020%

(59)

41

Tabel 4.13 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 100 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit ke Frekuensi (Hz) Kecepatan (m/s) Debit (l/menit) Tekanan (N/m) Daya (mW) Efisiensi osilasi fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn osilasi fluidyn

10 - - - -

20 0,833 0,833 0,003 0,004 0,042 0,048 39,240 49,050 0,0001 0,0001 0,0000001% 0,0000001%

30 0,833 0,833 0,003 0,006 0,042 0,042 39,240 68,670 0,0001 0,0002 0,0000001% 0,0000002%

40 0,909 0,909 0,004 0,005 0,042 0,054 39,240 49,050 0,0001 0,0002 0,0000001% 0,0000002%

50 0,833 0,833 0,006 0,008 0,0012 0,072 68,670 98,100 0,0004 0,0008 0,0000004% 0,0000008%

60 0,833 0,833 0,005 0,008 0,072 0,096 58,860 98,100 0,0002 0,0011 0,0000002% 0,0000011%

(60)

42

Tabel 4.14 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit ke

10 0,833 0,833 0,012 0,018 0,138 0,216 137,340 215,820 0,0031 0,0120 0,000002% 0,000008%

20 0,833 0,833 0,015 0,018 0,18 0,216 176,580 215,820 0,0065 0,0120 0,000004% 0,000008%

30 0,833 0,833 0,020 0,033 0,24 0,396 235,440 392,400 0,0155 0,0719 0,000010% 0,000048%

40 0,833 0,833 0,025 0,033 0,294 0,396 294,300 392,400 0,0303 0,0719 0,000020% 0,000048%

50 0,833 0,833 0,025 0,033 0,294 0,396 294,300 392,400 0,0303 0,0719 0,000020% 0,000048%

60 0,833 0,833 0,025 0,033 0,294 0,396 294,300 392,400 0,0303 0,0719 0,000020% 0,000048%

(61)

43

Tabel 4.15 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Atas Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit ke

10 0,833 0,833 0,013 0,017 0,15 0,198 147,150 196,200 0,0038 0,0090 0,000003% 0,000006%

20 0,833 0,833 0,021 0,025 0,246 0,294 245,250 294,300 0,0175 0,0303 0,000012% 0,000020%

30 0,833 0,833 0,025 0,029 0,0,294 0,348 294,300 343,350 0,0303 0,0482 0,000020% 0,000032%

40 0,833 0,833 0,028 0,032 0,336 0,378 333,540 372,780 0,0441 0,0616 0,000029% 0,000041%

50 0,833 0,833 0,029 0,033 0,348 0,396 343,350 392,400 0,0482 0,0719 0,000032% 0,000048%

60 0,833 0,833 0,029 0,032 0,348 0,378 343,350 372,780 0,0482 0,0616 0,000032% 0,000041%

(62)

44

Tabel 4.16 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Bawah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit ke

10 0,833 0,833 0,004 0,008 0,048 0,048 49,050 98,100 0,0001 0,0006 0,0000001% 0,0000004%

20 0,833 0,833 0,004 0,008 0,048 0,096 49,050 98,100 0,0001 0,0011 0,0000001% 0,0000007%

30 0,833 0,833 0,004 0,008 0,048 0,048 49,050 98,100 0,0001 0,0006 0,0000001% 0,0000004%

40 0,833 0,833 0,004 0,008 0,048 0,096 49,050 98,100 0,0001 0,0011 0,0000001% 0,0000007%

50 0,833 0,833 0,004 0,008 0,048 0,048 49,050 98,100 0,0001 0,0006 0,0000001% 0,0000004%

60 0,833 0,833 0,017 0,021 0,198 0,246 196,200 245,250 0,0090 0,0175 0,0000060% 0,0000117%

(63)

45

Tabel 4.17 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendinggin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Ditutup 22,5°

Menit ke

10 0,833 0,833 0,013 0,017 0,15 0,0033 147,150 196,200 0,0038 0,0090 0,000003% 0,000006%

20 0,833 0,833 0,017 0,021 0,198 0,0041 196,200 245,250 0,0090 0,0175 0,000006% 0,000012%

30 0,833 0,833 0,021 0,025 0,246 0,0049 245,250 294,300 0,0175 0,0303 0,000012% 0,000020%

40 0,833 0,833 0,025 0,025 0,294 0,0049 294,300 294,300 0,0303 0,0303 0,000020% 0,000020%

50 0,833 0,833 0,025 0,029 0,294 0,0058 294,300 343,350 0,0303 0,0482 0,000020% 0,000032%

60 0,833 0,833 0,025 0,029 0,294 0,0058 294,300 343,350 0,0303 0,0482 0,000020% 0,000032%

(64)

46

Tabel 4.18 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Ditutup 45°

Menit ke

10 0,833 0,833 0,008 0,008 0,096 0,096 98,100 98,100 0,0011 0,0011 0,000001% 0,000001%

20 0,909 0,909 0,009 0,005 0,108 0,054 98,100 49,050 0,0015 0,0002 0,000001% 0,0000001%

30 0,909 0,909 0,018 0,005 0,216 0,054 196,200 49,050 0,0117 0,0002 0,000008% 0,0000001%

40 0,909 0,909 0,027 0,014 0,324 0,162 294,300 147,150 0,0394 0,0049 0,000026% 0,000003%

50 0,909 0,909 0,036 0,014 0,432 0,162 392,400 147,150 0,0933 0,0049 0,000062% 0,000003%

60 0,909 0,909 0,036 0,018 0,432 0,216 392,400 196,200 0,0933 0,0117 0,000062% 0,000008%

(65)

47

Tabel 4.19 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Sedang, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit ke

Frekuensi Hz) Kecepatan (m/s) Debit (l/menit) Tekanan (N/m) Daya (mW) Efisiensi

10 - - - -

20 0,833 0,833 0,013 0,013 0,15 0,15 147,150 147,150 0,0038 0,0038 0,000003% 0,000003%

30 0,909 0,909 0,018 0,018 0,216 0,216 196,200 196,200 0,0117 0,0117 0,000008% 0,000008%

40 0,909 0,909 0,027 0,018 0,324 0,216 294,300 196,200 0,0394 0,0117 0,000026% 0,000008%

50 0,909 0,909 0,027 0,023 0,324 0,27 294,300 245,250 0,0394 0,0228 0,000026% 0,000015%

60 0,909 0,909 0,032 0,023 0,278 0,27 343,350 245,250 0,0625 0,0228 0,000042% 0,000015%

(66)

48

Tabel 4.20 Hasil Perhitungan Menggunakan Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Banyak, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Menit ke

10 - - - -

20 - - - -

30 - - - -

40 - - - -

50 1 1 0,030 0,010 0,36 0,12 294,300 98,100 0,052 0,002 0,000035% 0,000001%

60 1 1 0,030 0,005 0,06 0,06 294,300 49,050 0,009 0,0001 0,000006% 0,000000%

(67)

49

4.3Pembahasan

Untuk lebih memudahkan dalam pembahasan, maka hasil perhitungan untuk daya dan efisiensi di atas dapat disajikan dalam bentuk grafik.

(68)

50

Gambar 4.2 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi½ Inci, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Udara,Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal diTengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Pada percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 4.1 bahwa daya terbesar pompa adalah sebesar 0,0308 mW untuk pipa osilasi dan 0,0719 mW untuk pipa fluidyn. Daya rata-rata untuk pipa osilasi adalah 0,0068 mW dan untuk pipa fluidyn adalah 0,0344 mW. Dapat dilihat juga bahwa daya pada pipa fluidyn lebih besar daripada daya yang terjadi di pipa osilasi. Untuk efisiensi dapat dilihat dilihat juga pada Gambar 4.2 bahwa pada pipa osilasi memiliki efisiensi terbesar 0,0000205 % dan pada pipa fluidyn memiliki efisiensi terbesar 0,0000479 %. Untuk efisiensi rata-rata pipa osilasi sebesar 0,0000094 % dan untuk pipa fluidyn sebesar 0,0000299 %. Pada percobaan ini mencapai titik puncak pada menit ke 30

(69)

51

dan kemudian turun kembali. Hal ini terjadi dikarenakan panjang langkah pompa setelah menit ke 30 kembali turun.

(70)

52

Gambar 4.4 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

(71)

53

Gambar 4.5 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inci, Daya Pemanas 100 W, Berpendingin Udara, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

(72)

54

Untuk percobaan ini dapat dilihat pula pada Gambar 4.5 pada pipa osilasi memiliki daya terbesar pada menit ke 50 sebesar 0,0004 mW dan memiliki daya rata-rata sebesar 0,0002 mW sedangkan pada pipa fluidyn memiliki daya terbesar pada menit ke 60 sebesar 0,0008 mW dan memiliki daya rata-rata sebesar 0,0005 mW. Untuk daya pada percobaan ini pipa fluidyn memiliki daya lebih besar daripada pipa osilasi. Pada Gambar 4.6 dapat dilihat bahwa efisiensi pada pipa osilasi sebesar 0,0000004 % dan pada pipa fluidyn memiliki efisiensi sebesar 0,0000048 %. Efisiensi rata-rata untuk pipa osilasi sebesar 0,0000002 % dan pada pipa fluidyn memiliki efisiensi rata-rata sebesar 0,0000005 %. Pada percobaan ini selang fluidyn memiliki efisiensi lebih besar dari pada selang osilasi.

Gambar 4.7 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

(73)

55

Gambar 4.8 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

(74)

56

0,000035%. Untuk pipa osilasi dan pipa fluidyn mencapai puncak pada menit ke 40 dan kemudian kembali turun. Dan selang fluidyn memiliki efisiensi yang lebih baik dari pada selang osilasi.

(75)

57

Gambar 4.10 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Atas Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Untuk percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 4.9, pipa osilasi mempunyai daya terbesar 0,048 mW dan pada pipa fluidyn memiliki daya terbesar 0,0719 mW. Sedangkan daya rata-rata untuk pipa osilasi sebesar0,032 mW dan untuk pipa fluidyn memiliki daya rata-rata sebesar 0,0471 mW. Dan pada Gambar 4.10 dapat dilihat bahwa pipa osilasi memiliki efisiensi sebesar 0,000032 % dan efisiensi pipa fluidyn sebesar 0,000048 %. Untuk efisiensi rata-rata pada pipa osilasi sebesar 0,000021 % dan pada pipa fluidyn sebesar 0,000031 %. Pada percobaan ini selang fluidyn memiliki daya dan efisiensi yang lebih baik daripada selang osilasi. Dan untuk percobaan ini pompa mencapai daya dan efisiensi maksimal pada menit ke 50.

(76)

58

Gambar 4.11 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Bawah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Gambar 4.12 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Bawah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

(77)

59

Untuk percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 4.11 bahwa pada pipa osilasi memiliki daya sebesar 0,0001 mW dan pada pipa fluidyn memiliki daya sebesar 0,0006 mW. Untuk daya rata-rata pada pipa osilasi sebesar 0,0001 mW dan pada pipa fluidyn sebesar 0,0008 mW. Pipa fluidyn memiliki daya yang lebih baik daripada pipa osilasi. Dan untuk efisiensi dapar dilihat pada Gambar 4.12 pada pipa osilasi memiliki efisiensi sebesar 0,0000001 % dan pada pipa fluidyn memiliki efisiensi sebesar 0,0000007 %. Sedangkan untuk efisiensi rata-rata pada pipa osilasi sebesar 0,0000001 % dan efisiensi rata-rata pipa fluidyn sebesar 0,00000055 %. Pada percobaan ini selang fluidyn memiliki efisiensi yang lebih baik daripada selang osilasi.

(78)

60

Gambar 4.14 Hubungan Efisiensi Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Ditutup 22,5°

(79)

61

osilasi dan pipa fluidyn terjadi pada menit ke 50. Dan efisiensi pada pipa fluidyn lebih baik daripada pipa osilasi.

Gambar 4.15 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Ditutup 45°

(80)

62

Gambar 4.16 Hubungan Efisiensi Dengan waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Tanpa Regenerator, Ketinggian Air Awal di Tengah Pemanas, Kran Ditutup 45°

Untuk variasi ini dapat dilihat pada Gambar 4.15, pada pipa osilasi memiliki daya sebesar 0,0933 mW dan daya rata-rata sebesar 0,04 mW memiliki efisiensi rat-rata sebesar 0,000003 %. pipa osilasi memiliki efisiensi yang lebih baik daripada pipa fluidyn.

(81)

63

Gambar 4.17 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Sedang, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

Gambar 4.18 Hubungan Efisiensi dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Sedang, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

(82)

64

Pada percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 4.17 bahwa pipa osilasi memiliki daya yang lebih baik daripada pipa fluidyn. pipa osilasi memiliki daya sebesar 0,0625 mW sedangkan pada pipa fluidyn hanya memiliki daya sebesar 0,0228 mW. Untuk daya rata-rata pada pipa osilasi sebesar 0,0313 mW dan daya rata-rata pada pipa fluidyn sebesar 0,0145 mW. Pada Gambar 4.18 dapat dilihat pula bahwa pipa osilasi memiliki efisiensi yang lebih baik daripada pipa fluidyn. Selang osilasi memiliki efisiensi sebesar 0,000042 % sedangkan pada pipa fluidyn hanya memiliki efisiensi sebesar 0,000015 %. Untuk efisiensi rata-rata pipa osilasi sebesar 0,000021 % dan efisiensi rata-rata pada pipa fluidyn sebesar 0,00001 %.

Gambar 4.19 Hubungan Daya Dengan Waktu Untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Banyak, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

(83)

65

Gambar 4.20 Hubungan Efisiensi Dengan waktu untuk Pipa Osilasi 5/8 Inchi, Daya Pemanas 150 W, Berpendingin Air, Regenerator Banyak, Ketinggian Air Awal di tengah Pemanas, Kran Dibuka Penuh

(84)

66

(85)

67

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Telah berhasil dibuat pompa air energi termal jenis fluidyn.

2. Daya pompa (Wp) maksimum adalah 0,0933 mW untuk pipa osilasi saat menggunakan pipa osilasi 5/8 inchi, daya pemanas 150 W, berpendingin air, tanpa regenerator, ketinggian air awal di tengah pemanas, kran ditutup 45°.

3. Debit (Q) maksimum adalah 0,432 l/menit untuk pipa osilasi saat menggunakan pipa osilasi 5/8 inchi, daya pemanas 150 W, berpendingin air, tanpa regenerator, ketinggian air awal di tengah pemanas, kran ditutup 45°.

4. Efisiensi pompa (ηpompa) maksimum adalah 6,2 x 10-5 % untuk pipa osilasi saat menggunakan pipa osilasi 5/8 inchi, daya pemanas 150 W, berpendingin air, tanpa regenerator, ketinggian air awal di tengah pemanas, kran ditutup 45°.

5.2 Saran

(86)

68

(87)

69

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.

Kyei – Manu, Frank; Obodoako, Aloysius, Design and Development of a Liquid Piston Stirling Engine. May 2 2006,

Wong, YW dan Sumathy, K. Solar sistem pemompaan air panas: review, Terbarukan danEnergi Berkelanjutan Reviews, 3, (1999) 185-217 G. Reader dan C. Hooper, mesin Stirling, EF Spon, (1983)

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

Wong, Y.W.; Sumathy, K., (2000). Performance of a solar water pump with n-pentane and ethyl ether as working fluids, Energy Conversion and Management, Volume 41, Issue 9, 1 June 2000, Pages 915-927.

Wong, Y.W.; Sumathy, K., (2001). Thermodynamic analysis and optimization of a solar thermal water pump, Applied Thermal Engineering, Volume 21, Issue 5, April 2001, Pages 613-627.

Giles, RV 1986. Mekanika Fluida dan Hidraulika, Jakarta: Erlangga.

(88)

70

Nugroho, TS. 2009. Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 44 CC dan Pemanas 78 Watt, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Suhanto, M. 2009. Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 39 CC dan Pemanas 266 Watt, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Sukoto, L. 2010. Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 4 Pipa Pararel, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

Yoanita, VY. 2009. Karakteristik Kolektor Surya CPC Untuk Pompa Air Energi Termal Menggunakan Pompa Rendam, Yogyakarta: Universitas Sanata Dharma.

(89)

71

LAMPIRAN

(90)

72

Bak air Stell Woll

(91)

73

Termokopel Solder

(92)