STUDI TERHADAP PRESTASI POMPA HIDRAULIK RAM DENGAN VARIASI BEBAN KATUP LIMBAH

(1)

STUDI TERHADAP PRESTASI POMPA HIDRAULIK

RAM DENGAN VARIASI BEBAN KATUP LIMBAH

Tugas Akhir

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin

Diajukan oleh : Nama : Indrawan Taufik NIM : 035214055

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

(2)

STUDI TERHADAP PRESTASI POMPA HIDRAULIK

RAM DENGAN VARIASI BEBAN KATUP LIMBAH

Tugas Akhir

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin

Diajukan oleh : Nama : Indrawan Taufik NIM : 035214055

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

(3)

STUDY OF HYDRAULIC RAM PUMP

PERFORMANCE WITH WASTE VALVE WEIGHT

VARIATION

Final Project

Presented as partial fulfillment of requirements to obtain the Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

Presented by : Name : Indrawan Taufik NIM : 035214055

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAMME

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTEMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

(4)

(5)

(6)

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 sepengetahuan 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, 24 September 2007 Penulis

(7)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa yang telah menyertai penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi jurusan Teknik Mesin di Universitas Sanata Dharma.

Atas terselesaikan Tugas Akhir, penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Romo Ir. Gregorius Heliarko, SJ., SS., B.ST., MA., M.Sc., selaku Dekan

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., selaku Ketua Prodi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma

3. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing mata kuliah Tugas Akhir.

4. Bapak Ir. Fransiskus Asisi Rusdi Sambada, M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

5. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang turut ikut membantu secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

(8)

Akhir kata, penulis mengharapkan Tugas Akhir yang telah tersusun ini dapat memberi manfaat kepada pembaca.

Yogyakarta, 24 September 2007 Penulis

(9)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL... i

HALAMAN JUDUL (INGGRIS)... ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING... iii

HALAMAN PENGESAHAN... iv

HALAMAN PERNYATAAN... v

KATA PENGANTAR………...……... vi

DAFTAR ISI…….………...……... viii

DAFTAR TABEL... xii

DAFTAR GAMBAR ………....…....………...……... xv

DAFTAR LAMPIRAN... xvi

INTISARI... xvii

BAB I PENDAHULUAN………... 1

1.1 Latar Belakang Masalah…...………..…... 1

1.2 Tujuan Penelitian...………….……….…..……….... 2

BAB II DASAR TEORI.……….………... 3

2.1 Tinjauan Pustaka...……...………...…….. 3

2.2 Landasan Teori...…...…… 4

2.2.1 Teori pompa hidraulik ram ... 4

2.2.2 Cara kerja pompa hidraulik ram... 7

(10)

BAB III PELAKSANAAN PENELITIAN………...…………... 11

3.1 Bahan Penelitian.………...………... 11

3.1.1 Sarana perhitungan...11

3.1.2 Peralatan penelitian... 11

3.2 Jalannya Penelitian.………….………...……... 16

3.2.1 Persiapan... 16

3.2.2 Pelaksanaan penelitian... 17

3.3 Diagram Alir...………... 18

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN……..….…………... 20

4.1 Data Penelitian………...………... 20

4.1.1 Data pada sarana penelitian... 20

4.1.2 Data hasil penelitian... 20

4.2 Pengolahan dan Perhitungan Data...…………..…………..…..……. 26

4.2.1 Perhitungan untuk beban 410 gram... 27

4.2.7 Data hasil perhitungan Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa rata-rata... 39

(11)

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 48

5.1 Kesimpulan... 48

5.2 Saran... 49

Daftar Pustaka……….………...………. 50

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data percobaan dengan beban 410 gram tanpa kran... 20

Tabel 4.2 Data percobaan dengan beban 410 pada bukaan kran 90˚…... 20

Tabel 4.3 Data percobaan dengan beban 410 pada bukaan kran 60˚... 21

(13)

Tabel 4.22 Data percobaan dengan beban 630 pada bukaan kran 90˚... 25 Tabel 4.23 Data percobaan dengan beban 630 pada bukaan kran 60˚... 26 Tabel 4.24 Data percobaan dengan beban 630 pada bukaan kran 30˚... 26 Tabel 4.25 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 410 gram

tanpa kran... 28 Tabel 4.26Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 410 gram pada

bukaan kran 90˚... 29 Tabel 4.27 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 410 gram pada bukaan kran 60˚... 29 Tabel 4.28 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 410 gram pada bukaan kran 30˚... 29 Tabel 4.29 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 450 gram

tanpa kran ... 30 Tabel 4.30 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 450 gram pada

(14)

Tabel 4.35 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 490 gram pada bukaan kran 60˚... 32 Tabel 4.36 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 490 gram pada bukaan kran 30˚... 33 Tabel 4.37 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 540 gram

tanpa kran... 34 Tabel 4.38 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 540 gram pada

(15)

Tabel 4.46 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 630 gram pada

bukaan kran 90˚... 38

Tabel 4.47 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 630 gram pada bukaan kran 60˚... 38

Tabel 4.48 Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 630 gram pada bukaan kran 30˚... 39

Tabel 4.49 Tabel Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa rata-rata untuk tanpa kran... 39

Tabel 4.50 Tabel Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa rata-rata untuk bukaan kran 90˚... 40

Tabel 4.53 Tabel Q pemompaan rata-rata untuk tiap bukaan kran... 43

Tabel 4.54 Tabel head suplai rata-rata untuk tiap bukaan kran... 44

(16)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian-bagian dari pompa hidraulik ram...………... 5

Gambar 3.1 Skema peralatan penelian... 12

Gambar 3.2 Rumah pompa... 13

Gambar 3.3 Tabung udara... 13

Gambar 3.4 Katup limbah……... 14

Gambar 3.5 Katup penghantar...15

Gambar 3.6 Diagram alir proses penelitian... 19

Gambar 4.1 Grafik Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa rata-rata untuk tanpa kran... 40

Gambar 4.2 Grafik Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa rata-rata untuk bukaan kran 90˚... 41

Gambar 4.5 Grafik Q pemompaan rata-rata untuk tiap bukaan kran... 44

Gambar 4.6 Grafik head suplai rata-rata untuk tiap bukaan kran... 45

(17)

DAFTAR LAMPIRAN

(18)

INTISARI

Air merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan, akan tetapi air sering menimbulkan permasalahan baru bagi manusia, khususnya bagi masyarakat yang tinggal jauh dari sumber air atau berada di tempat yang berada diatas sumber air. Untuk mengatasinya masyarakat biasa menggunakan pompa air untuk memompakan air dari sumber air ke tempat tinggal mereka. Salah satu alternatif yang dapat digunakan adalah pompa hidraulik ram. Pompa hidraulik ram dipilih karena pompa hidraulik ram tidak membutuhkan energi listrik atau BBM, tidak membutuhkan pelumasan, biaya pembuatan dan pemeliharaannya relatif murah dan pembuatannnya cukup mudah. Selain itu pompa hidraulik ram dapat bekerja terus menerus selama 24 jam per hari.

Prinsip kerja pompa hidraulik ram adalah melipatgandakan kekuatan pukulan air pada rumah pompa, sehingga terjadi perubahan energi kinetik menjadi tekanan dinamik yang mengakibatkan terjadinya palu air (water hammer). Dalam penelitian ini digunakan pompa hidraulik ram dengan diameter pipa masuk 1,5 inchi dan pipa keluar 0,5 inchi yang diberi variasi beban katup limbah sebesar 410, 450, 490, 540, 580 dan 630 gram. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui prestasi pompa hidraulik ram dengan variasi beban katup limbah.

Dari penelitian tersebut, didapatkan hasil bahwa Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa maksimum diperoleh pada saat beban katup limbah 410 gram, yaitu Q pemompaan pada saat bukaan kran 90˚ sebesar 11,146 × 10

m³/detik, head suplai pada saat bukaan kran 30˚ sebesar 7,378 m dan efisiensi pada saat tanpa kran sebesar 16,302 %.

(19)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang Masalah

Air merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan. Air digunakan oleh manusia antara lain untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari seperti air minum, mandi, mencuci, pengairan lahan pertanian, dan pengairan kolam. Kebutuhan air yang cukup banyak ini akhirnya juga menimbulkan permasalahan baru bagi manusia, khususnya bagi masyarakat yang tinggal jauh dari sumber air atau berada di tempat yang berada diatas sumber air. Masyarakat biasanya menggunakan pompa air untuk memompakan air dari sumber air ke tempat tinggal mereka. Jenis pompa air yang biasa digunakan adalah pompa air dengan menggunakan tenaga listrik atau BBM. Penggunaan pompa air ini juga masih mengalami kesulitan, antara lain tidak tersedianya sumber tenaga listrik atau sulitnya mendapatkan BBM dan mahalnya biaya operasional pompa.

(20)

2

Pompa hidraulik ram ini bekerja menggunakan tenaga dari aliran air yang masuk ke dalam pompa dan air yang masuk itu dipompakan ke tempat yang lebih tinggi. Pompa hidraulik ram mempunyai beberapa keuntungan jika dibandingkan dengan jenis pompa yang lain, yaitu tidak membutuhkan energi listrik atau BBM, tidak membutuhkan pelumasan, biaya pembuatan dan pemeliharaannya relatif murah dan pembuatannnya cukup mudah. Selain itu pompa hidraulik ram dapat bekerja terus menerus selama 24 jam per hari.

1.2Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk :

1. Mengamati pengaruh berat beban katup limbah pada pompa hidraulik ram terhadap effisiensi kerja pompa hidraulik ram.

2. Mengetahui karakteristik pompa hidraulik ram jika digunakan untuk memenuhi kebutuhan air bersih dalam skala kecil.

(21)

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Penelitian tentang pompa hidraulik ram pernah dilakukan oleh PTP-ITB

dengan memodifikasi pompa hidraulik ram dari ITDG London. Pada penelitian ini

digunakan pompa hiraulik ram berukuran 2 inci dengan diameter pipa masuk

pompa 2 inci dan diameter pipa penghantar 1 inci.

Dari studi literatur yang dilakukan oleh penelitian ini, diketahui bahwa

faktor yang mempengaruhi efisiensi pompa hidraulik ram adalah kapasitas pompa

yang dihasilkan, kapasitas yang terbuang serta perbandingan head hantar air dan

head sumber air. Namun dalam pengoperasian pompa hidraulik ram sering

dijumpai kejadian bahwa katup limbah tidak dapat bekerja dengan baik, yang

disebabkan oleh beban katup terlalu ringan atau terlalu berat. Selain itu dalam

mekanisme kerja pompa hidraulik ram terjadi proses perubahan energi kinetik

menjadi energi dinamis di dalam rumah pompa yang berfungsi sebagai penguat

tekanan, sehingga mampu mengangkat air dalam pipa penghantar.

Dari studi tersebut diperoleh bahwa beban katup limbah dan volume

tabung udara berpengaruh terhadap efisiensi pompa hiraulik ram. Pada penelitian

ini didapatkan hasil bahwa pada saat beban katup limbah 400 gram dan volume

(22)

4

2.2 Landasan Teori

2.2.1 Teori Pompa Hidraulik Ram

Pompa hidraulik ram adalah pompa yang energi atau tenaga pengeraknya

berasal dari tekanan atau hantaman air yang masuk ke dalam pompa itu sendiri.

Pompa hidraulik ram ini cukup sederhana dan efektif digunakan pada kondisi

yang sesuai dan dengan syarat-syarat kerja yang diperlukan untuk operasinya.

Penggunaan pompa hidraulik ram ini dapat digunakan untuk memenuhi

kebutuhan air sehari-hari dan juga untuk pengairan lahan pertanian, perikanan dan

peternakan.

Prinsip kerja pompa hidraulik ram adalah melipatgandakan kekuatan

pukulan air pada rumah pompa, sehingga terjadi perubahan energi kinetik menjadi

tekanan dinamik yang mengakibatkan terjadinya palu air (water hammer) dan

terjadi tekanan tinggi di dalam pompa. Water hammer adalah hentakan tekanan

atau gelombang air yang disebabkan oleh energi kinetik air dalam gerakannya

ketika tenaga air ini dihentikan atau arahnya dirubah secara tiba-tiba. Tekanan

dinamik diteruskan ke dalam tabung udara yang berfungsi sebagai penguat

tekanan air dan memaksa air naik ke pipa penghantar. Pompa hidraulik ram ini

tidak dapat memompakan semua air yang masuk, tetapi sebagian terbuang melalui

katup limbah.

(23)

5

Gambar 2.1 : Bagian-bagian dari pompa hidraulik ram

(Sumber : Hydraulic Ram – Wikipedia, the free encyclopedia)

Keterangan :

1. Pipa masuk

2. Saluran air katup limbah

3. Pipa penghantar

4. Katup limbah

5. Katup penghantar

6. Tabung udara

7. Rumah pompa

8. Lubang udara

Bagian-bagian pompa dijelaskan sebagai berikut :

1. Pipa masuk

Pipa masuk merupakan saluran masuknya air dari penampungan sumber air ke

pompa hidraulik ram.

2. Saluran air katup limbah

Saluran ini merupakan tempat keluarnya air yang tidak dipompakan oleh

(24)

6

3. Pipa penghantar

Pipa penghantar ini merupakan saluran keuarnya air yang dipompakan dari

pompa ke tempat penampungan yang dituju.

4. Katup limbah

Katup limbah merupakan saluran tempat keluarnya air yang berfungsi untuk

memancing gerakan air dari tempat penampungan sumber air, sehingga terjadi

aliran air sebagai sumber tenaga pompa

5. Katup penghantar

Katup penghantar berfungsi untuk menghantarkan air dari rumah pompa ke

tabung udara, juga untuk menjaga agar air yang telah masuk ke tabung udara

tidak masuk kembali ke rumah pompa.

6. Tabung udara

Tabung udara berfungsi untuk memperkuat tekanan dinamik di dalam

pemompaan.

7. Rumah pompa

Rumah pompa merupakan ruang utama tempat terjadinya proses pemompaan

pada pompa hidraulik ram.

8. Lubang udara

Lubang udara merupakan saluran masuk udara kedalam rumah pompa,

berfungsi untuk menjaga agar rumah pompa tidak pecah karena tekanan air

(25)

7

2.2.2 Cara Kerja Pompa Hidraulik Ram

Pompa hidraulik ram bekerja mulai dari air yang turun dari tempat

penampungan ke dalam rumah pompa melalui pipa penghantar dengan kecepatan

tertentu. Gerakan aliran air tersebut lalu mengalir melalui katup limbah karena

posisi katup limbah yang terbuka. Dengan air yang mengalir terus menerus, maka

tekanan di dalam rumah pompa meningkat sehingga katup limbah terangkat dan

tertutup. Tertutupnya katup limbah menyebabkan katup hantar terbuka akibat

tekanan air dalam rumah pompa sehingga air naik melalui pipa hantar. Karena

udara bersifat compressible maka volume udara akan mengecil akibat tekanan air.

Pada saat aliran air dari rumah pompa sudah mengecil maka udara akan menekan

air ke pipa penghantar dan juga menekan katup penghantar sehingga katup

penghantar tertutup. Karena katup limbah mempunyai berat, maka katup limbah

terbuka sehingga air mengalir keluar melalui katup limbah. Siklus ini terjadi terus

menerus sehingga ketika pompa hidraulik ram bekerja posisi katup limbah bekerja

terbuka dan tertutup.

Sistem siklus penompaan pompa hidraulik ram dijelaskan sebagai berikut :

a. Periode 1

Dari akhir siklus sebelumnya, kecepatan air yang melalui popa hidraulik

ram mulai bertambah, air melalui katup yang terbuka sehingga terjadi

(26)

8

b. Periode 2

Aliran air yang masuk pompa bertambah sampai air yang melewati katup

limbah yang terbuka maksimum dan tekanan dalam pipa masuk juga

betambah secara bertahap.

c. Periode 3

Katup limbah mulai tertutup sehingga tekanan di dalam pompa hidraulik

ram naik. Pada saat ini kecepatan aliran dalam pipa masuk telah mencapai

maksimum.

d. Periode 4

Katup limbah tertutup sehingga menyebabkan palu air yang mendorong air

melalui katup penghantar. Pada saat ini kecepatan aliran air pada pipa

masuk berkurang dengan cepat.

e. Periode 5

Denyut tekanan terpukul pada pipa masukan sehingga menyebabkan

timbulnya hisapan dalam hidraulik ram. Katup limbah terbuka karena

hisapan tersebut dan juga karena beratnya sendiri. Air mulai mengalir lagi

melalui katup limbah dan siklus hidraulik ram terulang lagi.

2.3 Persamaan yang Digunakan

Persamaan-persamaan yang digunakan pada perhitungan dan pengolahan

(27)

9

a. Persamaan untuk menghitung efisiensi pompa hiraulik ram

Dalam mennghitung efisiensi pompa hidraulik ram, digunakan rumus

D’Aubuisson :

% 100 )

( + ×

=

Hs Qb Qd

QdHd D

η ……… (2.1)

Dengan :

ηD = efisiensi D’Aubuisson dari pompa (%)

Qd = kapasitas pompa yang dihasilkan tiap siklus (l/menit)

Qb = kapasitas yang terbuang tiap siklus (l/menit)

Hd = head hantar/masukan (m)

Hs = head suplai/keluaran (m)

b. Persamaan yang digunakan untuk mengukur debit air

t V

Q= ……… (2.2)

Dengan :

Q = debit air yang ditampung (m³/detik)

V = volume air yang ditampung (liter)

t = waktu (detik)

Sehingga untuk mengukur debit air digunakan persamaan :

t V

Q= 1000………. (2.3)

c. Persamaan yang digunakan untuk mengukur head suplai H pompa

(28)

10

H g

p=ρ. . ………. (2.4)

Dengan :

p = tekanan (N/m²)

ρ = massa jenis air ( 1000 kg/m³)

g = percepatan gravitasi (9,81 m/detik²)

H = tinggi angkat pompa / head suplai / keluaran (m)

Sehingga untuk mengukur head suplai H pompa digunakan

persamaan

g p H

. ρ

(29)

BAB III

PELAKSANAAN PENELITIAN

3.1 Bahan Penelitian

Bahan atau materi penelitian yang digunakan adalah pompa hidraulik ram dengan diameter pipa masuk 1,5 inchi dan pipa keluar 0,5 inchi. Pompa hidraulik ram yang digunakan dibuat sendiri dengan menggunakan pipa galvanis. Pompa hidraulik ram ini bekerja pada head hantar air 2,5 m, dan head suplai air 3,25 m. Pada pompa hidraulik ram ini digunakan tinggi angkat katup limbah 1,2 cm dan diberikan variasi beban katup limbah untuk mengetahui pengaruh beban katup limbah terhadap efisiensi pompa hidraulik ram.

3.1.1 Sarana perhitungan

Untuk langkah perhitungan sarana yang digunakan adalah : 1) Perangkat keras

Perangkat keras yang dipergunakan adalah satu set komputer Pentium IV 2,4GHz dengan Ram 512 MB dan printer untuk mencetak.

2) Perangkat lunak.

Perangkat lunak berupa Microsoft Excel 2003, yang digunakan untuk memproses perhitungan dan menggambar grafik.

(30)

12

penampung sumber air

manometer pengukur debit

pompa pipa penghantar pipa masuk

2.5 m

3.25 m

Gambar 3.1 : Skema peralatan penelitian

Peralatan penelitian ini dapat dikelompokkan menjadi seperti berikut :

a. Pompa hidraulik ram

Pompa hidraulik ram ini merupakan alat yang akan diujikan pada penelitian ini. Pompa hidraulik ram ini dibuat sendiri dengan spesifikasi alat sebagai berikut :

1) Rumah pompa

(31)

13

Gambar 3.2 : Rumah pompa 2) Tabung udara

Tabung udara dibuat dari pipa galvanis yang ditutup rapat pada salah satu ujungnya dan ujung lain sebagai penyambung dengan rumah pompa. Tabung udara ini berukuran panjang 40 cm dan diameter 3 inci. Gambar dari tabung udara yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.3.

(32)

14

3) Katup limbah

Katup limbah dibuat dari karet ban luar mobil dengan porosnya dari batang besi pejal yang dibuat ulir pada salah satu ujungnya. Diameter karet katup limbah sebesar 3 cm dan diameter poros katup limbah 0,8 cm. Gambar katup limbah dapat dilihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 : Katup limbah 4) Katup penghantar

(33)

15

(a)

(b)

Gambar 3.5 : (a) Pandangan atas katup penghantar

(b) Pandangan bawah katup penghantar 5) Pipa masuk

Pipa saluran masuk air dari penampungan ke pompa digunakan pipa besi dengan diameter 1,5 inci.

6) Pipa penghantar

(34)

16

b. Penampung sumber air

Penampung sumber air digunakan untuk menampung air yang akan dipompakan. Tempat penampungan ini juga berfungsi sebagai tempat pengendap kotoran agar tidak masuk ke dalam pompa.

c. Pengukur debit

Pengukur debit digunakan untuk mengukur jumlah air yang keluar dari pompa. Pengukuran debit dilakukan dengan mengukur jumlah air yang keluar dari masing masing saluran keluar selama selang waktu yang telah ditentukan.

d. Manometer

Manometer digunakan untuk mengukur tekanan air yang keluar dari saluran keluar pompa untuk mengetahui tinggi maksimum yang dapat dipompakan..

3.2 Jalannya Penelitian 3.2.1 Persiapan

a. Persiapan pendahuluan

(35)

17

limbah pompa tertutup. Pompa dijalankan dengan menurunkan katup limbah pompa setelah air pada penampung sumber air penuh. Saat awal pompa bekerja dimungkinkan pompa akan berhenti bekerja beberapa kali, hal ini disebabkan karena masih adanya kolom udara yang terdapat pada saluran-saluran pompa. Jika kolom udara telah penuh terisi air, maka pompa dapat bekerja dengan baik.

b. Percobaan Awal

Percobaan awal dilakukan untuk memeriksa kelancaran kerja pompa hidraulik ram. Hal ini dilakukan agar pada saat pengambilan data tidak terjadi banyak masalah karena pompa bekerja tidak maksimal dan juga untuk memperhitungkan kecukupan suplai air pada sumber penampungan jika digunakan untuk menjalankan pompa hidraulik ram.

3.2.2 Pelaksanaan penelitian

1. Pengujian dilakukan dengan menjalankan pompa hidraulik ram hingga pompa bekerja stabil, setelah kerja pompa stabil dilakukan pengukuran.

(36)

18

3. Pengukuran tekanan dilakukan dengan mengukur tekanan air yang keluar dari saluran keluar pompa. Pengukuran ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui tinggi maksimum air yang dapat dipompa.

3.3 Diagram Alir

(37)

19

Mulai

Studi Literatur.

Survei dan Pembelian bahan

Pembuatan Alat

Tidak

Instalasi Alat

Berhasil

Pengambilan Data Uji Coba

Selesai Pengolahan Data dan

Kesimpulan

(38)

BAB IV

PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

4.1.1 Data pada Sarana Penelitian

Data pada sarana penelitian diperoleh data sebagai berikut. Massa katup limbah : 260 gram

Variasi beban katup limbah : 410, 450, 490, 540, 580 dan 630 gram

4.1.2 Data hasil penelitian a. Data beban 410 gram

Data yang diperoleh pada pengujian pompa dengan beban 410 gram adalah sebagai berikut :

Tabel 4.1 : Data percobaan dengan beban 410 gram tanpa kran

No

V pemompaan (liter)

V katup limbah (liter)

V lubang udara (liter)

Tabel 4.2 : Data percobaan dengan beban 410 gram pada bukaan kran 90˚

No

V pemompaan (liter)

(39)

21

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

(40)

22

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

(41)

23

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

d. Data beban 540 gram

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

(42)

24

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

(43)

25

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

(44)

26

No

V pemompaan (liter)

No

V pemompaan (liter)

g. Data beban <410 gram dan >630 gram

Untuk beban katup limbah <410 gram dan beban katup limbah >630 gram, tidak dapat dilakukan pengambilan data, sebab pada beban tersebut pompa hidraulik ram yang digunakan pada penelitian ini tidak dapat bekerja.

4.2. Pengolahan dan Perhitungan Data

(45)

27

4.2.1 Perhitungan untuk beban 410 gram a. Perhitungan debit air

Dengan menggunakan persamaan 2.3, maka diperoleh debit pemompaan :

t

Dengan menggunakan persamaan 2.3, maka diperoleh debit katup limbah :

t

Dengan menggunakan persamaan 2.3, maka diperoleh debit lubang udara :

(46)

28

b. Perhitungan head suplai pompa

Dengan menggunakan persamaan 2.5, maka diperoleh head suplai pompa :

g

c. Perhitungan efisiensi pompa

Dengan menggunakan persamaan 2.1, maka diperoleh efisiensi pompa :

%

Setelah seluruh data pada beban 410 gram dihitung maka dihasilkan :

Tabel 4.25 : Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 410 gram tanpa kran

(47)

29

Tabel 4.26 : Data perhitungan debit, head suplai dan efisiensi beban 410 gram pada bukaan kran 90˚

Q katup limbah (m³/detik)

(48)

30

Q pemompaan = 10,833 × 10−5 m³/detik Q katup limbah = 45,66 × 10−5 m³/detik Q lubang udara = 3,750 × 10−5 m³/detik

H = 3,162 m

D

η = 14,217 %

Setelah seluruh data pada beban 450 gram dihitung maka dihasilkan

(49)

31

Q katup limbah (m³/detik) 2 9,667 48,667 35,000 3,513 11,125

3 9,667 48,500 35,000 3,513 11,155 4 9,667 48,000 35,000 3,513 11,246

rata-rata 9,667 48,125 35,000 3,513 11,223

(50)

32

D

η = 15,403 %

Setelah seluruh data pada beban 490 gram dihitung maka dihasilkan

(51)

33

No

Q pemompaan

(m³/detik) × 10 5

× 105

Q lubang udara (m³/detik)

× 10 5

Head suplai

(m) Efisiensi (%) 1 5,500 60,333 3,333 5,270 3,772 2 5,833 62,000 3,833 5,270 3,861

3 5,667 59,667 3,667 5,270 3,896 4 5,500 60,667 3,333 5,270 3,754

rata-rata 5,625 60,667 3,542 5,270 3,821

H = 2,811 m

D

η = 13,720 %

(52)

34

(53)

35

No

Q pemompaan

(m³/detik) × 105

× 10 5

Head suplai

(m) Efisiensi (%) 1 5,333 62,500 4,000 4,919 3,774 2 5,167 63,333 3,667 4,919 3,639

3 5,333 62,667 3,667 4,919 3,783 4 5,500 64,333 3,833 4,919 3,795

rata-rata 5,333 63,208 3,792 4,919 3,748

H = 3,162 m

D

η = 8,665 %

(54)

36

(55)

37

No

Q pemompaan

(m³/detik) × 105

× 10 5

× 105

Head suplai

(m) Efisiensi (%) 1 3,167 73,000 3,833 6,324 1,565 2 3,167 75,500 3,667 6,324 1,521

3 3,167 73,500 4,000 6,324 1,552 4 3,500 74,833 3,500 6,324 1,691

rata-rata 3,250 74,208 3,750 6,324 1,582

H = 3,162 m

D

η = 9,006 %

(56)

38

(57)

39

4.2.7 Data hasil perhitunganQ pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa rata-rata

a. Perhitungan untuk tanpa kran

Tabel 4.49 : Tabel Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa rata-rata untuk tanpa kran

(58)

40

Grafik Q pemompaan, head suplai dan efisiensi vs beban katup limbah

0 5 10 15 20

400 450 500 550 600 650

beban (gram)

Q pemompaan (m³/detik) Head suplai (m) Efisiensi (%)

Gambar 4.1 : Grafik Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa rata-rata untuk tanpa kran

b. Perhitungan untuk bukaan kran 90˚

Tabel 4.50 : Tabel Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa rata-rata untuk bukaan kran 90˚

No

Beban (gram)

Q pemompaan (m³/detik) × 10 5

Head suplai (m)

Efisiensi (%)

(59)

41

0 5 10 15 20

400 450 500 550 600 650

beban (gram)

Q pemompaan (m³/detik)

Head suplai (m) Efisiensi (%)

Gambar 4.2 : Grafik Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa rata-rata untuk bukaan kran 90˚

c. Perhitungan untuk bukaan kran 60˚

Tabel 4.51 : Tabel Q pemompaan, Head suplai dan efisiensi pompa rata-rata untuk bukaan kran 60˚

No

Beban (gram)

Head suplai (m)

Efisiensi (%)

(60)

42

0 5 10 15 20

400 450 500 550 600 650

beban (gram)

d. Perhitungan untuk bukaan kran 30˚

Tabel 4.52 : Tabel Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa rata-rata untuk bukaan kran 30˚

No

Beban (gram)

Head suplai (m)

Efisiensi (%)

(61)

43

0 5 10 15 20

400 450 500 550 600 650

beban (gram)

e. Q pemompaan rata-rata untuk tiap bukaan kran

Tabel 4.53 : Tabel Q pemompaan rata-rata untuk tiap bukaan kran

No

Beban (gram)

(62)

44

Grafik Q pemompaan vs beban katup limbah

0

400 450 500 550 600 650

beban (gram)

Gambar 4.5 : Grafik Q pemompaan rata-rata untuk tiap bukaan kran

f. Head suplai rata-rata untuk tiap bukaan kran

Tabel 4.54 : Tabel head suplai rata-rata untuk tiap bukaan kran

(63)

45

Grafik head suplai vs beban katup limbah

0

400 450 500 550 600 650

beban (gram)

Gambar 4.6 : Grafik head suplai rata-rata untuk tiap bukaan kran

g. Efisiensi rata-rata untuk tiap bukaan kran

Tabel 4.55 : Tabel efisiensi rata-rata untuk tiap bukaan kran

(64)

46

Grafik efisiensi vs beban katup limbah

0

400 450 500 550 600 650

beban (gram)

Gambar 4.7 : Grafik efisiensi pompa rata-rata untuk setiap bukaan kran

4.3 Pembahasan

a. Dari grafik hubungan antara Q pemompaan dengan beban katup limbah pada pompa hidraulik ram menunjukkan bahwa Q pemompaan dipengaruhi oleh beban katup limbah, yaitu Q pemompaan semakin kecil jika beban katup limbah semakin besar.

b. Q pemompaan pompa hidraulik ram maksimum diperoleh sebesar 11,146

× 10 m³/detik, saat beban katup limbah 410 gram pada keadaan kran buka penuh, sedangkan Q pemompaan minimum sebesar 3,042 × 10

m³/detik saat beban katup limbah 630 gram pada bukaan kran 30˚. 5

−

5 −

(65)

47

d. Head suplai pompa hidraullik ram maksimum diperoleh sebesar 7,378 m, saat beban katup 410 gram pada bukaan kran 30˚, sedangkan head suplai H minimum sebesar 2,811 m, saat beban katup 490 gram dan 540 gram pada keadaan tanpa kran dan bukaan kran 90˚

e. Dari grafik hubungan antara efisiensi dengan beban katup limbah pada pompa hidraulik ram menunjukkan bahwa efisiensi pompa hidraulik ram dipengaruhi oleh beban katup limbah pompa, yaitu efisiensi semakin kecil jika beban katup limbah semakin besar.

f. Efisiensi pompa hidraulik ram maksimum diperoleh sebesar 16,302 %, saat beban katup limbah 410 gram pada keadaan tanpa menggunakan kran, sedangkan efisiensi minimum sebesar 1,558 % saat beban katup limbah 630 gram pada bukaan kran 30˚.

(66)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian mengenai prestasi pompa hidraulik ram dengan variasi beban katup limbah dapat disimpulkan:

a. Q pemompaan, head suplai, efisiensi yang dihasilkan pompa berbanding terbalik dengan variasi beban katup limbah yang digunakan.

b. Q pemompaan, head suplai dan efisiensi pompa maksimum diperoleh pada saat beban katup limbah 410 gram, yaitu Q pemompaan pada saat bukaan kran 90˚ sebesar 11,146 × 10 m³/detik, head suplai pada saat bukaan kran 30˚ sebesar 7,378 m dan efisiensi pada saat tanpa kran sebesar 16,302 %.

5 −

(67)

49

5.2 Saran

Beberapa saran yang penting untuk berbagai pihak yang ingin mengembangkan penelitian pada bidang sejenis dengan penelitian ini atau yang ingin mengembangkan dan menyempurnakan penelitian ini :

a. Dalam pembuatan pompa hidraulik ram, usahakan gesekan antara pengarah dan batang katup limbah terjadi sekecil mungkin dan ukuran diameter katup limbah dibuat semaksimal mungkin.

b. Pada saat instalasi pompa hidraulik ram, pondasi atau alas dudukan pompa usahakan dibuat rata, hal ini juga untuk mengurangi gesekan antara pengarah dan batang katup limbah.

(68)

50

DAFTAR PUSTAKA

Hanafie Jahja. 1979. TEKNOLOGI POMPA HIDRAULIK RAM. Bandung. Pusat Teknologi Pembangunan Institut Teknologi Bandung.

Sriyono Dakso dan Fritz Dietzel. 1994. TURBIN, POMPA DAN KOMPRESOR. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Widarto L dan FX. Sudarto C. Ph. 1997. MEMBUAT POMPA HIDRAM. Yogyakarta. Penerbit Kanisius.

(69)

51

(70)