i
DENGAN VOLUME 70 CC
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Untuk
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Di Program Studi Teknik Mesin
Diajukan Oleh:
ARDI SUSATYA
NIM : 065214055
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
ii
THERMAL ENERGY WATER PUMP
USING TWO PARALLEL EVAPORATOR
WITH 70 CC VOLUME
Final Project
Presented as a partial fulfillment to obtain
the Sarjana Teknik degree
In Mechanical Engineering study program
by
ARDI SUSATYA
Student Number : 065214055
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
vii
Air sangat penting bagi kehidupan masyarakat pada umumnya, tetapi tempat
sumber air biasanya lebih rendah dari tempat pemakaiannya sehingga diperlukan
pompa untuk mengalirkannya. Pompa air yang kita kenal 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.
Alternatif lain yang dapat digunakan untuk penggerak pompa air adalah energi
termal.
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., selaku Dekan Fakultas Sains
dan Tekonogi Universitas Sanata Dharma.
2.
Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Sains dan Tekonogi Universitas Sanata Dharma.
3.
Bapak Ir. YB. Lukiyanto, M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.
4.
Bapak Ir, FA. Rusdi Sambada, M.T., selaku 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.
ix
10.
Yang terkasih Fransisca Yeni Subagyo yang memberikan motivasi dalam
berbagai hal.
11.
Rekan-rekan mahasiswa Teknik Mesin khususnya angkatan 2006 yang telah
berjuang bersama dan memberikan masukan-masukan serta dorongan dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
12.
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.
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
TITLE PAGE ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
DAFTAR DEWAN PENGUJI ... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
PERNYATAAN PUBLIKASI ... vi
INTISARI ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL……… xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 2
1.3. Tujuan Penelitian ... 3
1.4. Manfaat Penelitian ... 3
1.5. Batasan Masalah ... 4
BAB II DASAR TEORI ... 5
2.1. Penelitian Yang Pernah Dilakukan ... 5
2.2. Dasar Teori ... 7
2.3. Penerapan Rumus ... 13
BAB III METODE PENELITIAN ... 15
3.1. Deskripsi Alat ... 15
3.2. Prinsip Kerja Alat ... 17
xi
3.6. Analisa Data ... 22
3.7. Peralatan Pendukung ... 22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 24
4.1. Data Penelitian Alat ... 24
4.2. Perhitungan Pompa ... 32
4.3. Grafik dan Pembahasan Pompa ... 35
BAB V PENUTUP ... 53
5.1. Kesimpulan ... 53
5.2. Saran ... 54
5.3. Penutup ... 54
DAFTAR PUSTAKA ... 55
xii
DAFTAR GAMBAR
2.1 Gambar Pompa Air Energi Termal Jenis Pulsajet Air ... 8
2.2 Gambar Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump ... 9
2.3 Gambar Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump ... 9
2.4 Gambar Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump ... 10
2.5 Gambar Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump ... 10
2.6 Gambar Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump ... 11
2.7 Gambar Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump ... 11
2.8 Gambar Pompa Air Energi Termal Jenis Water Pulsejet ... 12
2.9 Gambar Pompa Air Energi Termal Jenis Water Pulsejet ... 12
3.1 Gambar Skema Alat Penelitian ... 15
3.2 Gambar Detil Evaporator ... 16
3.3 Gambar Variasi Head ... 18
3.4 Gambar Variasi Diameter Selang Osilasi ... 19
3.5 Gambar Posisi Evaporator ... 19
3.6 Gambar Posisi Termokopel Pada Evaporator ... 20
4.1 Gambar Grafik Hubungan Variasi Head Dengan Daya Pompa Menggunakan Dua Evaporator dan Selang Osilasi 3/8 inci ... 35
4.2 Gambar Grafik Hubungan Head Dengan Efisiensi Pompa Menggunakan Dua Evaporator dan Selang Osilasi 3/8 inci ... 36
4.3 Gambar Grafik Hubungan Variasi Diameter Selang Osilasi Dengan Daya Pompa Menggunakan Dua Evaporator dan Head 1,8 m ... 37
4.4 Gambar Grafik Hubungan Variasi Diameter Selang Osilasi Dengan Efisiensi Menggunakan Dua Evaporator dan Head 1,8 m. ... 38
4.5 Gambar Grafik Hubungan Posisi Evaporator (35 cc) Dengan Daya Pompa Menggunakan Selang Osilasi 3/8 dan Head 1,8 m... 39
xiii
Osilasi 3/8 inci ... 40 4.8 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/men)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... 41 4.9 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8inci………. 41 4.10 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan η Pompa (%)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... 42 4.11 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 42 4.12 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/men)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... 43 4.13 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... 43 4.14 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan η Pompa (%)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... 44 4.15 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 2,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 44 4.16 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/men)
xiv
4.17 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt) Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 2,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 45 4.18 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan η Pompa (%)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 2,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... 46 4.19 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 1/2 inci. ... 46 4.20 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/men)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 1/2 inci. ... 47 4.21 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (Watt)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 1/2 inci ... 47 4.22 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan η Pompa (%)
Menggunakan Dua Evaporator Pada Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 1/2 inci. ... 48 4.23 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Temperatur (ºC)
Menggunakan Satu Evaporator (35 cc) Pada Posisi Kiri, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 48 4.24 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/men)
Menggunakan Satu Evaporator (35 cc) Pada Posisi Kiri, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 49 4.25 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (watt)
Menggunakan Satu Evaporator (35 cc) Pada Posisi Kiri, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 49 4.26 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan η Pompa (%)
xv
dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci ... 50 4.28 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Debit (ml/men)
Menggunakan Satu Evaporator (35 cc) Pada Posisi Kanan, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 51 4.29 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan Daya Pompa (Watt)
Menggunakan Satu Evaporator (35 cc) Pada Posisi Kanan, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 51 4.30 Gambar Grafik Hubungan Waktu (menit) Dengan η Pompa (%)
xvi
DAFTAR TABEL
4.1 Tabel Data I Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal Dengan Menggunakan Dua Evaporator, Head 1,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 24 4.2 Tabel Data II Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Dua Evaporator, Head 1,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 24 4.3 Tabel Data III Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Dua Evaporator, Head 1,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 25 4.4 Tabel Data I Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Dua Evaporator, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 25 4.5 Tabel Data II Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Dua Evaporator, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 26 4.6 Tabel Data III Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Dua Evaporator, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 26 4.7 Tabel Data I Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Dua Evaporator, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 1/2 inci. ... 26 4.8 Tabel Data II Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Dua Evaporator, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 1/2 inci. ... 27 4.9 Tabel Data III Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
xvii
Selang Osilasi 3/8 inci. ... 28 4.11 Tabel Data II Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Dua Evaporator, Head 2,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 28 4.12 Tabel Data III Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi
Termal Dengan Menggunakan Dua Evaporator, Head 2,5 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 29 4.13 Tabel Data I Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Satu Evaporator (35 cc) Pada Posisi Kiri, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 29 4.14 Tabel Data II Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Satu Evaporator (35 cc) Pada Posisi Kiri, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 30 4.15 Tabel Data III Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi
Termal Dengan Menggunakan Satu Evaporator (35 cc) Pada Posisi Kiri, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 30 4.16 Tabel Data I Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Satu Evaporator (35 cc) Pada Posisi Kanan, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 31 4.17 Tabel Data II Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi Termal
Dengan Menggunakan Satu Evaporator (35 cc) Pada Posisi Kanan, Head 1,8 m dan Diameter Selang Osilasi 3/8 inci. ... 31 4.18 Tabel Data III Temperatur dan Debit Penelitian Pompa Air Energi
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air adalah sumber kehidupan dan sumber daya alam yang tidak akan
pernah tergantikan untuk kebutuhan hidup manusia sehari-hari. Pada umumnya air
dipergunakan 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 air tersebut dipergunakan
sehingga diperlukan pompa air untuk mengalirkan air dari sumber ke tempat yang
memerlukan.
Pompa air yang kita kenal 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.
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.
1.2 Rumusan Masalah
3
awal fluida kerja dalam sistem. Pada penelitian ini model pompa air energi termal
yang digunakan yaitu menggunakan dua evaporator paralel dengan volume 70 cc,
ketinggian atau head (2,5 m; 1,8 m dan 1,5 m), 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).
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian pompa air energi termal yang telah dilakukan ini
antara lain :
1.
Membuat model pompa air energi termal jenis pulsejet air (
water pulse jet)
menggunakan dua evaporator paralel dengan volume 70 cc
2.
Mengetahui debit (Q), daya pompa (Wp) dan efisiensi (
η
pompa) maksimum
pompa air energi termal jenis pulsajet air (
Water Pulsejet
).
3.
Membandingkan kinerja selang osilasi 3/8 inci dengan selang osilasi 1/2 inci.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat perancangan karya Tugas Akhir yang telah dibuat adalah sebagai
berikut :
1.
Menambah kepustakaan teknologi pompa air energi termal.
3.
Mengurangi ketergantungan penggunaan minyak bumi dan listrik
1.5
Batasan Masalah
Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu
adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:
1.
Perancangan pompa air energi termal menggunakan menggunakan dua
evaporator paralel dengan volume 70 cc yang terbuat dari tembaga.
2.
Variasi pengambilan data yang dilakukan mencangkup head selang air
keluaran 1,5 m ; 1,8 m dan 2,5 m serta diameter selang osilasi berukuran 1/2
inci dan 3/8 inci untuk head 1,8 m.
3.
Pengukuran suhu meliputi temperatur kedua pipa evaporator bagian atas,
temperatur pada sambungan pipa paralel dan temperatur udara ruang.
4.
Pengambilan semua data dan volume air keluaran diambil saat memulai
pembakaran dan setiap selang waktu 3 menit selanjutnya sampai api padam.
5.
Rugi-rugi gesekan, belokan dan kekentalan fluida dalam pipa diabaikan.
6.
Pompa air energi termal menggunakan sumber panas dengan bahan bakar
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).
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
Y.V., 2009).
Pemodelan pompa air energi surya dengan kolektor pelat datar, dari grafik
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 (Nugroho S.T., dkk, 2009)
Pompa air energi termal dengan evaporator 26 cc dan pemanas 78 watt, dari
data yang diperoleh 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 (
η
pompa) maksimum 0,152 % pada variasi 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 m, bukaan kran 0 ºC dan pendingin udara (Widagdo,
2009).
7
kran 0 ºC dan pendingin udara, debit (Q) maksimum 0,376 (liter/menit) pada variasi
ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 0ºC dan pendingin udara (Nugroho S.T., 2009).
Pompa air energi termal dengan evaporator 39 cc dan pemanas 266 watt, dari
data yang diperoleh menunjukkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0.139 watt
pada variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 30ºC dan pendingin udara, efisiensi
pompa (
η
pompa) maksimum 0.060 % pada variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan
kran 30 ºC dan pendingin udara, debit (Q) maksimum 0,697 (liter/menit) pada variasi
ketinggian head 1,75 m, bukaan kran terbuka penuh dan pendingin udara (Suhanto M.,
2009).
Pompa air energi termal dengan evaporator 64 cc dan pemanas 266 watt, dari
data yang diperoleh menunjukkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0.162
wattpada variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan kran 0ºC dan pendingin udara, efisiensi
pompa (
η
pompa) maksimum 0,208 % pada variasi ketinggian head 1,75 m, bukaan
kran 0 ºC dan pendingin udara, debit (Q) maksimum 0,568 (liter/menit) pada variasi
ketinggian head 1,75 m bukaan kran 0ºC
dan pendingin udara (Widyarto V.E.,
2009).
2.2.
Dasar Teori
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
9
Keterangan :
1.
Displacer
2.
Penukar panas
3.
Pemicu regenerasi
4.
Penukar panas
5.
Tuning pipe
6.
Katup hisap
7.
Katup buang
8.
Sisi volume mati
9.
Pengapung
Gambar 2.2 Pompa Air Energi Termal Jenis
Fluidyn Pump
Keterangan :
1.
Kekuatan piston
2.
Beban
Discharge
Suction
Gambar 2.4 Pompa Air Energi Termal Jenis
Fluidyn Pump
(Sumber : Reinhold, 1983)
Discharge Suction
Gambar 2.5 Pompa Air Energi Termal Jenis
Nifte Pump
(Sumber :
11
Gambar 2.6 Pompa Air Energi Termal Jenis
Nifte Pump
(Sumber : http://www.packratworkshop.com/pics/single-ani.gif)
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.
Evaporator
9.
Pendingin
10.
Kran pengisi fluida
11.
Rangka
Gambar 2.8 Pompa Air Energi Termal Jenis
water pulse jet.
13
2.3 Penerapan Rumus
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
Q
g
P
W
=
ρ
.
.
.
(2.2)
dengan:
Daya spritus yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan :
t
T
c
m
W
spirtus=
.
p.
∆
(2.3)
dengan :
m
air: massa air (kg)
C
p: panas jenis air (J/K)
∆
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
P15 BAB III
METODE PENELITIAN
3.1Deskripsi Alat
Keterangan pompa :
1. Evaporator
2. Kotak Pemanas (spritus)
3. Corong Air Keluaran
4. Gelas ukur
5. Selang air keluaran
6. Katup buang satu arah
7. Katup hisap satu arah
8 Tangki hisap
9. Selang Osilasi 1/2 inci
10. Selang Osilasi 3/8 inci
11. Kran Osilasi
12. Kerangka
Evaporator :
Bahan : pipa tembaga,
Gambar 3.2 Detil Evaporator
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 paralel 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. 30 cm
5 cm
1,3 cm
17
3.2Prinsip Kerja Alat
Pompa air yang digunakan adalah pompa air jenis pulsajet (water pulsejet
pump) dengan evaporator paralel. Evaporator mula-mula disisi dengan air sebagai
fluida kerja dan kemudian evaporator dipanaskan dengan pemanas bahan bakar spritus. Evaporator berfungsi untuk penguapan dan pengembunan fluida kerja air sehingga terjadi osilasi. Pada saat menerima uap bertekanan yang cukup, air dalam sistem terdorong keluar melalui 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 hentakan (pulse). Pompa dilengkapi dengan dua katup satu arahmasing-masing 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 atau head (1,5 m; 1,8 m dan 2,5 m) dengan selang osilasi (3/8 inci).
3. Variasi posisi 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
19
Gambar 3.4 Variasi Diameter Selang Osilasi
Gambar 3.5 Variasi Posisi Evaporator Selang Osilasi
1/2 inci
Selang Osilasi 3/8 inci
Kran Selang Osilasi
Evaporator kiri
3.4 Variabel yang Diukur
Variabel-variabel yang diukur antara lain : -Temperatur pipa sisi uap (T1 dan T2 ) -Temperatur pada sambungan T (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 (Wspirtus).
Gambar 3.6 Posisi Termokopel Pada Evaporator T2
T1
T3
21
3.5 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 m; 1,8 m dan 2,5 m.
2. Mengatur penggantian diameter selang osilasi yang akan dipakai. 3. Mengatur penggantian jumlah volume spirtus (volume spirtus,
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.
3.6 Analisa Data
Data yang diambil dan dihitung dalam penelitian pompa yaitu : temperatur sisi uap (T1) dan (T2), temperatur sambungan T (T3), temperatur 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.
3.7 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
23
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
24 4.1 Data Penelitian Alat
Dari penelitian ini diperoleh data pompa seperti pada tabel 4.1 sampai dengan tabel 4.24
Tabel 4.1 Data I Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua Evaporator, head 1,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 32 32 27 25 0
3 150 294 32 25 280
6 235 380 33 25 480
9 256 333 35 26 420
12 206 309 38 26 620
15 182 296 40 26 500
18 170 306 38 26 420
21 162 293 38 26 430
21:28 116 313 38 26 80
22:48 67 214 37 26 20
Tabel 4.2 Data II Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua Evaporator, head 1,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 48 64 35 26 0
3 276 355 34 26 220
6 322 355 38 26 780
9 294 309 41 26 640
12 267 316 40 26 500
15 241 321 41 26 500
18 288 312 40 26 460
25
Tabel 4.2 Data II Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua Evaporator, head 1,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci. (Lanjutan).
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
21 85 308 38 26 20
21:51 67 208 37 26 0
Tabel 4.3 Data III Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua Evaporator, head 1,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 42 54 35 26 0
3 267 339 34 26 200
6 361 323 37 26 660
9 236 325 40 26 540
12 276 326 40 26 440
15 243 315 40 26 460
18 246 315 40 26 400
19:07 139 323 40 26 140
21 80 344 38 26 20
22:18 51 213 37 26 0
Tabel 4.4 Data I Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 29 37 29 27 0
3 223 252 34 27 420
6 323 342 35 27 840
9 361 363 38 27 840
12 306 372 40 27 800
15 315 354 40 27 620
18 180 349 39 27 500
19:23 172 371 35 27 200
21 40 336 35 27 20
Tabel 4.5 Data II Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 35 50 32 27 0
3 299 347 35 27 380
6 361 349 38 27 840
9 383 358 40 27 860
12 345 360 41 27 730
15 314 346 40 27 720
18 229 347 39 27 530
19:58 178 334 38 27 340
21 51 243 38 27 20
22:52 47 227 35 27 0
Tabel 4.6 Data III Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 35 51 32 27 0
3 243 312 35 27 400
6 366 380 38 27 880
9 396 385 40 27 860
12 329 347 40 27 700
15 323 348 40 27 520
18 259 300 38 27 460
20:25 177 337 38 27 340
21 64 236 38 27 20
22:48 48 208 36 27 0
Tabel 4.7 Data I Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 1/2 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 34 35 28 26 0
27
Tabel 4.7 Data I Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 1/2 inci. (Lanjutan).
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
6 302 353 35 26 700
9 268 334 37 26 720
12 233 321 37 26 680
15 243 298 37 26 640
18 185 286 37 26 600
21 235 285 37 26 560
22:35 132 274 37 26 320
24 47 261 36 27 20
24:21 67 200 36 27 0
Tabel 4.8 Data II Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 1/2 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4
Volume (ml)
0 45 59 35 27 0
3 204 305 35 27 260
6 321 345 36 27 600
9 275 341 36 27 500
12 246 298 37 27 660
15 224 300 37 26 580
18 225 291 37 27 520
21 242 282 36 26 500
22:21 138 281 37 26 240
23:34 75 202 36 27 20
Tabel 4.9 Data III Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 1/2 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 51 75 35 26 0
Tabel 4.9 Data III Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 1/2 inci. (Lanjutan).
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
6 321 339 35 27 600
9 297 337 36 27 520
12 236 317 37 27 580
15 257 298 36 27 540
18 227 298 37 27 480
21 221 265 37 27 500
21:32 133 282 37 27 180
23:41 66 194 36 27 20
Tabel 4.10 Data I Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 2,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4
Volume (ml)
0 27 33 30 27 0
3 268 315 32 27 430
6 437 333 40 27 1000
9 389 344 41 27 1080
12 343 358 41 27 980
15 314 341 41 27 820
18 309 316 41 27 800
21 199 309 41 27 640
21:30 160 289 41 27 100
23:51 37 184 38 27 20
Tabel 4.11 Data II Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 2,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 30 43 30 27 0
3 211 277 36 27 420
29
Tabel 4.11 Data II Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 2,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci. (Lanjutan).
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
9 368 383 40 27 1060
12 372 370 41 27 860
15 286 349 41 27 800
18 267 330 41 27 640
18:44 132 289 41 27 400
21 40 198 40 27 20
21:34 38 158 36 27 0
Tabel 4.12 Data III Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan dua evaporator, head 2,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 29 36 28 27 0
3 216 273 37 27 400
6 400 326 40 27 980
9 365 363 40 27 820
12 333 344 40 27 820
15 306 339 40 27 700
18 214 313 40 27 680
19:20 146 377 40 27 380
21 38 225 40 27 20
23:19 35 173 36 27 0
Tabel 4.13 Data I Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 28 34 30 26 0
3 675 35 40 26 300
6 694 41 42 26 1020
Tabel 4.13 Data I Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci. (Lanjutan).
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
12 625 38 44 26 900
15 616 37 44 26 860
18 585 37 43 26 720
19:27 221 36 43 26 260
Tabel 4.14 Data II Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 25 28 27 25 0
3 299 30 38 25 300
6 694 32 40 25 800
9 706 35 44 25 1040
12 655 38 44 25 980
15 610 37 44 25 800
18 552 37 44 25 740
20:39 235 35 43 25 260
Tabel 4.15 Data III Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 112 30 40 25 0
3 736 34 42 25 460
6 672 37 43 25 840
9 683 37 43 25 900
12 638 37 43 25 800
15 609 36 43 25 700
18 632 35 43 25 540
31
Tabel 4.16 Data I Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kanan, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 27 25 27 26 0
3 27 180 37 26 220
6 30 337 42 26 1040
9 32 326 44 26 1000
12 32 304 46 26 920
15 32 284 48 26 960
18 33 273 49 26 960
21 32 265 49 26 880
22:53 33 193 49 26 360
Tabel 4.17 Data II Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kanan, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 29 66 42 26 0
3 33 603 43 26 420
6 35 450 43 26 800
9 35 516 44 26 820
12 35 459 45 26 840
15 35 394 46 26 820
18 34 386 46 26 700
21 35 350 46 26 640
22:30 34 194 46 26 180
Tabel 4.18 Data III Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kanan, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
0 32 61 41 26 0
3 34 268 41 26 380
6 35 297 43 26 760
Tabel 4.18 Data III Temperatur dan debit penelitian pompa air energi termal dengan menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kanan, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci. (Lanjutan).
Waktu
(menit) T1 T2 T3 T4 Volume (ml)
12 35 273 45 26 760
15 34 267 45 26 700
18 34 267 45 26 560
21 34 243 45 26 500
22:03 34 181 44 26 140
4.2 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 3250 ml, dan waktu yang diperlukan selama 22,48 menit, sehingga debit yang dihasilkan :
menit 22,48 ml 3250 = Q ml/menit 144,57 =
Daya pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan 2.2 : m s m s m m kg
Wp =1000 / 3 ⋅9,8 / 2 ⋅0,0000024 3 / ⋅1,5
watt 0,035
33
Daya spritus yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan 2.3.
detik 1020 38 J 4200 0,5kg C K Wspirtus o ⋅ ⋅ = watt 78,24 =
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
0,035Watt
x 100 %
= 0,00023 %
Untuk perhitungan selanjutnya terdapat dalam tabel 4.19 sampi dengan tabel 4.21.
Tabel 4.19 Perhitungan pompa variasi head dengan diameter selang osilasi 3/8 inci dengan dua evaporator.
Data
Head Debit Daya Pompa Efisiensi Pompa (m) (ml/men) Wp (watt) η (%)
I 1.5 144.57 0.035 0.023
II 1.5 151.56 0.037 0.024
III 1.5 128.94 0.032 0.020
I 1.8 191.94 0.056 0.036
II 1.8 196.27 0.058 0.037
III 1.8 185.94 0.055 0.035
I 2.5 249.68 0.102 0.065
II 2.5 247.42 0.101 0.065
Tabel 4.20 Perhitungan pompa variasi diameter selang osilasi, dengan head 1.8 m dengan dua evaporator.
Data
Diameter Selang
Osilasi Debit Daya Pompa Efisiensi Pompa (inci)
Q
(ml/men) Wp (watt) η (%)
I 3/8 inci 191.94 0.056 0.036
II 3/8 inci 196.27 0.058 0.037
III 3/8 inci 185.94 0.055 0.035
I 1/2 inci 184.22 0.054 0.035
II 1/2 inci 151.56 0.045 0.029
III 1/2 inci 156.34 0.046 0.029
Tabel 4.21 Perhitungan pompa variasi letak dengan satu evaporator. diameter selang osilasi 3/8 inci dan head 1,8 m.
Data
Q (ml/men) Q (ml/men) Di Kanan
Wp
(watt) (watt) Di Wp Kanan η Evaporator (35 cc) η Evaporator (35 cc)
Di Kiri Di Kiri Dikiri Dikanan
I 253.24 281.40 0.07445 0.08273 0.04773 0.05303
35
4.3Grafik 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 :
Gambar 4.2 Grafik hubungan head dengan efisiensi pompa menggunakan dua evaporator dan selang osilasi 3/8 inci.
Pembahasan Gambar 4.2 :
37
Gambar 4.3 Grafik hubungan variasi diameter selang osilasi dengan daya pompa menggunakan dua evaporator dan head 1,8 m.
Pembahasan Gambar 4.3 :
Gambar 4.4 Grafik hubungan variasi diameter selang osilasi dengan efisiensi menggunakan dua evaporator dan head 1,8 m.
Pembahasan Gambar 4.4 :
39
Gambar 4.5 Grafik hubungan posisi evaporator (35 cc) dengan daya pompa menggunakan selang osilasi 3/8 inci dan head 1,8 m.
Pembahasan Gambar 4.5 dan Gambar 4.6 :
Dari grafik dapat dilihat bahwa posisi evaporator sangat berpengaruh terhadap daya pompa dan efisiensi pompa walaupun kecil. Diposisi kiri menghasilkan daya 0,07055 watt dan diposisi kanan menghasilkan daya 0,07098 watt. Sehingga efisiensi pompa yang dihasilkan diposisi kiri sebesar 0,04522 % dan diposisi kanan efisiensi pompa yang dihasilkan sebesar 0,04550 %. Hal ini disebabkan karena faktor pemanasan dan juga faktor pada sambungan pada tee.
41
Gambar 4.8 Grafik hubungan waktu (menit) dengan Debit (ml/menit) menggunakan dua evaporator pada head 1,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Gambar 4.10 Grafik hubungan waktu (menit) dengan efisiensi pompa (%) menggunakan dua evaporator pada head 1,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
43
Gambar 4.12 Grafik hubungan waktu (menit) dengan debit (ml/menit) menggunakan dua evaporator pada head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Gambar 4.14 Grafik hubungan waktu (menit) dengan efisiensi pompa (%) menggunakan dua evaporator pada head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
45
Gambar 4.16 Grafik hubungan waktu (menit) dengan debit (ml/menit) menggunakan dua evaporator pada head 2,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Gambar 4.18 Grafik hubungan waktu (menit) dengan efisiensi pompa (%) menggunakan dua evaporator pada head 2,5 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci
47
Gambar 4.20 Grafik hubungan waktu (menit) dengan debit (ml/menit) menggunakan dua evaporator pada head 1,8 m dan diameter selang osilasi 1/2 inci.
Gambar 4.22 Grafik hubungan waktu (menit) dengan efisiensi pompa (%) menggunakan dua evaporator pada head 1,8 m dan diameter selang osilasi 1/2 inci.
49
Gambar 4.24 Grafik hubungan waktu (menit) dengan debit (ml/menit) menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Gambar 4.26 Grafik hubungan waktu (menit) dengan efisiensi pompa (%) menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kiri, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
51
Gambar 4.28 Grafik hubungan waktu (menit) dengan debit (ml/menit) menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kanan, Head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Gambar 4.30 Grafik hubungan waktu (menit) dengan efisiensi pompa (%) menggunakan satu evaporator (35 cc) pada posisi kanan, head 1,8 m dan diameter selang osilasi 3/8 inci.
Pembahasan Gambar 4.7 – 4.30 :
53
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
1.
Telah berhasil dibuat model
pompa air energi termal jenis pulsejet air
(
water pulsejet)
menggunakan dua evaporator paralel dengan volume
70 cc
2.
Debit (Q) maksimum 281,4 ml/menit terdapat pada variasi head 1,8
m; diameter selang osilasi 3/8 inci dengan menggunakan satu
evaporator yaitu evaporator sebelah kanan.
3.
Daya pompa (Wp) maksimum adalah 0,102 watt terdapat pada variasi
head 2,5 m; diameter selang osilasi 3/8 inci dengan menggunakan dua
evaporator.
4.
Efisiensi pompa (
η
) maksimum 0,065 % terdapat pada variasi head
2,5 m; diameter selang osilasi 3/8 inci dengan menggunakan dua
evaporator.
5.2 Saran
1.
Periksa dan pastikan tidak ada kebocoran pada pompa maupun
sambungan pada selang agar tidak mempengaruhi kerja sistem.
2.
Kurangi belokan atau pengecilan penampang pada sistem pompa, agar
pompa memiliki kinerja yang baik.
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.
Dalam pengisian sistem pompa dengan fluida kerja khususnya pada
bagian evaporator harus terisi sempurna tanpa ada udara yang terjebak
di dalamnya, agar pompa memiliki kinerja yang baik.
5.
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.
55
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
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
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.
Yoanita, V, Y., (2009). Karakteristik Kolektor Surya CPC Untuk Pompa Air Energi
Termal Menggunakan Pompa Rendam, Tugas Akhir, hal 44 .
Nugroho, T, S.; Widyarto V, E., Bima. T. P., (2009 ). Pemodelan Pompa Air Energi
Surya Dengan Kolektor Pelat Datar. Halaman 60.
Widagdo, (2009). Pompa Air Energi Termal Dengan Evaporator 26 cc Dan Pemanas
78 Watt. Halaman 59.
Nugroho, T. S., (2009). Pompa Air Energi Termal Dengan Evaporator 44 cc dan
Pemanas 78 Watt. Halaman 50.
Suhanto, M., (2009). Pompa Air Energi Termal Dengan Evaporator 39 cc dan Pemanas
266 Watt. Halaman 53.
Widyarto, V. E., (2009). Pompa Air Energi Termal Dengan Evaporator 64 cc dan
Pemanas 266 Watt.Halaman 53.
, (2009).
Nifte Pump picture
, http://www.engineerlive.com/media/images/
large/large-nifte-pump-fig2.gif., Diakses tanggal 16 juli 2010.
, (2009).
Nifte Pump picture
http://www.packratworkshop.com/pics/single-ani.gif., Diakses tanggal 16 juli 2010.
LAMPIRAN
57
Gambar 1. Pompa Air Energi Termal
Gambar 2. Jenis Variasi
Gambar 3. Kran Pengatur Selang Osilasi
Gambar 4. Katup Hisap
Gambar 5. Katup Tekan
2,5 m1,8 m
59
Gambar 10. Gelas Ukur
Gambar 11. Bak Penampung
Gambar 6. Evaporator Kiri
Gambar 7. Evaporator Kanan