TUGAS AKHIR Pengaruh spasi nosel terhadap unjuk kerja ejektor water jet pump.

TUGAS AKHIR

PENGARUH SPASI NOSEL

TERHADAP UNJUK KERJA EJEKTOR WATER JET PUMP

Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Oleh:

ADE FARIS ROBBANY NIM : D 200 020 210

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

HALAMAN PERSETUJUAN

Tugas akhir ini telah disetujui oleh pembimbing tugas akhir untuk dipertahankan di hadapan dewan penguji sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana (S-1) Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

Nama : Ade Faris robbany

Nim : D 200 020 210

Judul : Pengaruh Spasi Nosel Terhadap Unjuk Kerja Ejektor Water Jet Pump.

Hari : jum’at

Tanggal : 02 Maret 2007

Disetujui Oleh :

Pembimbing Utama,

Marwan Effendy, ST. MT.

Pembimbing Pendamping,

HALAMAN PENGESAHAN

Tugas akhir dengan judul “Pengaruh Spasi Nosel Terhadap Unjuk Kerja Ejektor Water Jet Pump” telah disahkan oleh dewan penguji sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana S-1 Teknik Mesin di Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta, pada:

Hari : Jum’at

Tanggal : 02 Maret 2007

Dewan penguji : Ketua Sidang

(Marwan Effendy, ST, MT.)

Sekretaris Sidang Merangkap Anggota

(Nurmuntaha Agung .N, ST)

Anggota Sidang

(Ir. Tri Tjahjono, MT.)

Mengetahui Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

(Ir. H. Sri Widodo, MT)

Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

(Marwan Effendy, ST, MT)

MOTTO

“Dan mohonlah pertolongan (kepada Allah) dengan sabar dan sholat. Dan (sholat) itu sungguh berat, kecuali bagi

orang – orang yang khusyuk.

(Q. S. Al-Baqarah : 45)

"Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan"

(Q.S Al-Insyirah)

"Berbaktilah kepada orang tuamu, niscaya anak-anakmu akan berbakti kepadamu"

(Hadits Nabawi)

"Barang siapa yang menggumuli jalan ilmu, maka Allah akan memudahkan baginya jalan ke surga"

(HR. Muslim)

PERNYATAAN

Dengan ini, saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di Perguruan Tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila ternyata kelak dikemudian hari terbukti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya di atas, maka saya akan bertanggung jawab sepenuhnya.

Surakarta, Februari 2007

Ade Faris Robbany N I M : D 200 020 210

KATA PENGANTAR

Aassalamu’alaikum Warrohmatullahi Wabarokaatuh

Alhamdulillaahirobbil’alamiin, segala puji dan syukur kami panjatkan

kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan limpahan nikmatNya sehingga dapat terselesaikannya penyusunan laporan Tugas Akhir dengan judul “Pengaruh Spasi Nosel Terhadap Unjuk Kerja Ejektor Water Jet Pump”, ini dengan lancar dan semua ini terjadi hanya atas izin Allah SWT. Shalawat dan salam semoga tercurahkan kepada manusia pilihan-Nya, Muhammad SAW, yang dengan perjuangan beliau kita bisa menikmati indahnya risalah ini.

Di dalam penyusunan Tugas Akhir ini banyak ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyusun tugas ini, dan ucapan terima kasih disampaikan dengan tulus dan hormat kepada :

1. Bapak Ir. H. Sri Widodo, MT, selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Marwan Effendy, ST. MT., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Juga selaku Dosen Pembimbing utama, disela-sela kesibukannya masih sempat memberikan bimbingan, arahan, dan saran mulai dari awal sampai dengan terselesaikannya penyusunan Tugas Akhir ini.

3. Bapak Nur Muntaha Agung Nugraha, ST., selaku pembimbing pendamping yang telah meluangkan waktu dan memberikan bimbingan, arahan serta saran yang bermanfaat.

4. Bapak Ir. Tri Tjahjono, MT., selaku dosen penguji sidang pendadaran. 5. Bapak Ir. H. Boy Hendratno, MM., selaku dosen pembimbing akademik

yang telah memberikan bimbingan dan arahan semasa kuliah.

6. Seluruh Dosen Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah membekali ilmu yang berguna untuk menyongsong kehidupan di masa depan.

7. Seluruh Staff dan Karyawan Jurusan Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

8. Ibunda dan Ayahanda tercinta juga Mbak Ratna dan Adikku FIA yang selalu berdo’a dan memberi dukungan moral dan material sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Mas Agus Tata Usaha teknik mesin UMS, Pak Yanto Laboratorium Fakultas Teknik UMS, terima kasih atas semua bantuannya.

10. Sahabat seperjuangan, Agung Budi Laksono dan Wahyu Dwi Erwinsyah. Dari kalian semua saya mulai banyak belajar.

11. Teman – teman Teknik Mesin angkatan 2002, juga teman – teman Mesin”02 FC dan semuanya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu 12. Rekan-rekan Teknik Mesin dan semua pihak yang telah membantu

Sebagai satu tahapan dalam proses belajar, bahwa dalam penulisan dan penyusunan Tugas Akhir ini tidak luput dari segala kekurangan maupun kesalahan. Untuk itu diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhirnya banyak harapan semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi diri pribadi, para pembaca, dan dunia ilmu pengetahuan. Amiin.

Wassalamu’alaikum Warrohmatullahi Wabarokaatuh.

Surakarta, Februari 2007 Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN LEMBAR SOAL ... iv

DAFTAR LAMPIRAN ... xvii

HALAMAN ABSTRAKSI ... xviii

BAB II STUDI LITERATUR

2.2.4 Persamaan Kontinuitas ... 14

2.2.5 Tinggi Tekan ... 15

2.2.6 Pompa ... 17

2.2.6.1 Definisi pompa ... 17

2.2.6.2 Klasifikasi Pompa ... 17

2.2.6.3 Rotodinamic Pump ... 19

2.2.6.4 Positive Displacement Pump ... 22

2.2.6.5 Pompa Jet/Jet Pump ... 26

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat ... 32

3.2 Bahan dan Alat ... 33

3.2.1 Bahan Utama yang Digunakan ... 33

3.2.2 Alat Ukur yang Digunakan ... 38

3.3 Persiapan Alat Ukur ... 40

3.3.1 Penempatan Nepel dan Selang Pengukur Tekanan ... 41

3.3.2 Penempatan Rotameter ... 41

3.4 Prosedur Percobaan ... 41

3.5 Diagram Alir Percobaan ... 42

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Pengujian ... 44

4.2 Analisis Data ... 45

4.2.1 Konversi Satuan Data (SI) ... 45

4.2.2 Perhitungan Hasil Pengujian ... 47

4.3 Pembahasan Hasil Analisis Data ... 50

4.3.1 Grafik Hubungan Kapasitas (Q2) dengan Efisiensi (Ș) ... 51

4.3.2 Grafik Hubungan Perbandingan Kapasitas (M) dengan Perbandingan Tekanan (N) ... 52

4.3.3 Grafik Hubungan Perbandingan Kapasitas (M) Dengan Efisiensi (Ș) ... 54

DAFTAR SIMBOL

M : Perbandingan kapasitas (Q2/Q1)

N : Perbandingan Tekanan (P3 – P2)/(P1 – P3) P1 : Tekanan Primer (kPa)

P2 : Tekanan Sekunder (kPa)

DAFTAR TABEL

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Bagian Ejektor ... 2

Gambar 2.1 (a) Eksperimen untuk Mengilustrasi Jenis Aliran ... 12

Gambar 2.1 (b) Guratan Zat Pewarna Yang Khas ... 12

Gambar 2.2 Kecepatan Fluida Terhadap Waktu Pada Sebuah Titik ... 12

Gambar 2.3 Tabung Aliran untuk Persamaan Kontinuitas ... 14

Gambar 2.4 Garis Tenaga dan Tekanan pada Zat Cair Ideal ... 17

Gambar 2.14 Skema Kombinasi Pompa Jet Centrifugal... 30

Gambar 2.15 Pompa Jet ... 31

Gambar 2.16 Grafik Unjuk Kerja Pompa Jet (Gosline dan O’Brein) ... 31

Gambar 3.1 Alat Uji Eksperimen ... 33

Gambar 3.2 Sket Instalasi Percobaan ... 34

Gambar 3.3 Pompa ... 36

Gambar 3.4 Ejektor dan Bagian-bagiannya ... 36

Gambar 3.5 Ejektor dengan Penunjukan Spasi Nosel ... 37

Gambar 3.6 Pressure gauge ... 39

Gambar 3.7 Rotameter ... 40

Gambar 3.8 Diagram Alir Percobaan ... 43

Gambar 4.1 Grafik hubungan Kapasitas (Q2) dengan Efisiensi (Ș) ... 51

Gambar 4.2 Grafik Perbandingan kapasitas (Q2) dengan Head dan Efisiensi (Ș) (Gosline dan O’Brein) ... 52

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Perbandingan Kapasitas (M) dengan Perbandingan tekanan (N) ... 52

Gambar 4.4 Grafik Karakteristik Jet pump (Gosline dan O’Brein) ... 54

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Perbandingan Kapasitas (M) dengan Efisiensi (Ș) ... 54

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel Data Hasil Pengujian ... 61 Lampiran 2. Tabel Data Pengujian Setelah dikonversi satuan dan dianalisis ... 62 Lampiran 3. Gambar Ejektor dan Variasinya Dalam 2D ... 63

ABSTRAKSI

Masalah yang sering muncul bagi daerah yang sumurnya dalam adalah cara mengangkat air dari sumur. Sedangkan kinerja pompa dibatasi oleh head untuk daya tertentu. Dari kasus ini akhirnya dikembangkan pompa jet atau sering dikenal “jet pump”. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik ejektor jet pump dengan melakukan variasi terhadap spasi nosel sehingga di dapatkan nilai spasi nosel yang optimum dari kinerja ejektor.

Penelitian dilakukan dengan menggunakan sistem instalasi pemipaan yang di rancang dan dihubungkan dengan ejektor yang diharapkan dapat mirip dengan cara kerja pompa jet, untuk fluida kerja yang digunakan adalah air. Spasi nosel yang divariasikan masing – masing 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 mm. Data yang didapat merupakan hasil dari pengukuran debit aliran keluar ejektor (Q3) dan tekanan pada aliran primer masuk ejektor (P1), tekanan sekunder (P2), dan tekanan keluar ejektor (P3), dan kemudiam digunakan untuk menghitung kinerja dari ejektor.

Hasil yang diperoleh dari penelitian menunjukkan bahwa spasi nosel yang menghasilkan efisiensi yang optimum adalah 5 dan 10 mm, sedangkan penurunan dari efisiensi seiring dengan bertambahnya nilai spasi nosel.