Pompa sentrifugal 4 pipa output dengan variasi head dan diameter pompa sentrifugal - USD Repository

(1)

i

POMPA SENTRIFUGAL 4 PIPA OUTPUT DENGAN VARIASI HEAD DAN DIAMETER POMPA SENTRIFUGAL

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Program Studi Teknik Mesin

Oleh:

YB Dwi Krisnanto Prasojo NIM : 065214024

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA

(2)

ii

FOUR OUTPUT CENTRIFUGAL PUMP WITH VARIATIONS OF HEAD AND DIAMETER

FINAL ASSIGNMENT

Presented as a meaning for gaining engineering holder In Mechanical Engineering study program

by

YB Dwi Krisnanto Prasojo Student Number : 065214024

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

(3)

iii SKRIPSI

Oleh:

YB Dwi Krisnanto Prasojo NIM : 065214024

Telah disetujui oleh:

Pembimbing I

(4)

iv SKRIPSI

Disiapkan dan ditulis oleh

YB Dwi Krisnanto Prasojo NIM : 065214024

Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji Pada tanggal 19 Januari 2010

Dan dinyatakan memenuhi syarat

Susunan Panitia Penguji

Nama Lengkap Tanda tangan

Ketua Ir. Rines Alapan, M.T.

(5)

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini, tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 21 November 2009

Penulis

(6)

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini,

saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma Yogyakarta: Nama : YB Dwi Krisnanto Prasojo

Nim : 065214024

Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

(7)

vii ABSTRAK

Indonesia adalah negara yang kaya akan angin berkecepatan rendah. Angin sudah dimanfaatkan oleh para petani garam untuk menggerakkan pompa torak yang memompa air laut ke ladang garam. Dengan angin yang berkecepatan rendah, maka dapat dibuat pompa sentrifugal kecepatan rendah. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui : 1) hubungan antara diameter pompa sentrifugal dan efisiensi, 2) hubungan antara diameter pompa sentrifugal dan debit yang dihasillkan, 3) hubungan antara diameter pompa sentrifugal dan daya yang dihasilkan pompa sentrifugal, 4) Perbandingan karakteristik pompa sentrifugal kecepatan rendah dengan pompa sentrifugal kecepatan tinggi,

Dalam penelitian ini dibuat pompa sentrifugal sederhana. Pompa sentrifugal ini hanya tersusun dari pipa air yang dibentuk seperti huruf Y (ketapel). Bentuk pipa ini diputar dengan sumbu putarnya adalah bagian pipa vertikal. Pada saat berputar, air akan keluar dari ujung pipa bagian atas karena adanya gaya sentrifugal. Air masuk melalui bagian bawah pipa vertikal. Variasi yang dilakukan adalah : diameter pompa (75 cm dan 80 cm), head pompa (0,8; 0,9; 1,0; 1,1 dan 1,2 meter) dan putaran motor penggerak.

Berdasarkan data diperoleh dan perhitungan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan : 1) semakin kecil diameter pompa sentrifugal, maka efisiensi akan semakin besar. 2) semakin besar diameter pompa sentrifugal, maka debit yang dihasilkan akan semakin besar, 3) semakin besar diameter pompa sentrifugal, maka daya yang dihasilkan akan semakin besar, 4) Pompa sentrifugal dengan diameter 75 cm memiliki karakteristik yang sama dengan pompa sentrifugal 1 tingkat, sementara pompa sentrifugal dengan diameter 80 cm memiliki karakteristik yang sama dengan pompa propeller, dan pompa sentrifugal termasuk pompa sentrifugal yang stabil.

(8)

viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan lancar dan tepat pada waktunya. Tugas akhir ini adalah salah satu syarat untuk mencapai derajat sarjana S1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

Sekarang telah memasuki era globalisasi sehingga banyak tenaga kerja yang terampil dan berkualitas dibutuhkan oleh perusahaan-perusahaan. Oleh sebab itu, program studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta telah mempersiapkan mahasiswa dengan melatih keterampilan melalui Tugas Akhir ini sebagai bekal masuk dalam dunia kerja. Penulis mengharapkan hasil yang maksimal dari Tugas Akhir yang dilaksanakan selama kurang lebih 1 semester di kampus III Universitas Sanata Dharma Paingan, Maguwoharjo Yogyakarta.

Penulis telah membuat laporan hasil dari Tugas Akhir yang telah diadakan dan dilaksanakan di kampus III Universitas Sanata Dharma Paingan, Maguwoharjo Yogyakarta. Dalam laporan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

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

2. Ir. YB Lukiyanto, M.T. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dorongan serta meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

3. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas bimbingan dan fasilitas yang diberikan.

(9)

ix

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih banyak kesalahan-kesalahan yang disengaja atau tidak disengaja sehingga masih jauh dari harapan dan kesempurnaan. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para dosen dan pembaca agar laporan ini berguna bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya. Terima kasih.

(10)

x DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

TITLE PAGE ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

DAFTAR DEWAN PENGUJI ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

PERNYATAAN PUBLIKSI ... vi

ABSTRAK ... vii

BAB III METODOLOGI PENELITIAN……….11

3.1 Skema Alat………...11

3.2 Cara kerja alat……….……..12

(11)

xi

3.4 Peralatan Penelitian………...12

3.5 Variabel yang diukur……….17

3.6 Analisa Data………..18

3.7 Jalannya Penelitian………....18

BAB IV DATA dan PEMBAHASAN………..20

4.1 Data Penelitian………..20

4.2 Perhitungan Data Percobaan……….22

4.3 Penghitungan Analisa Data Percobaan……….25

BAB V KESIMPULAN………..36

5.1 Kesimpulan………...36

5.2 Saran……….36

DAFTAR PUSTAKA ………...37

(12)

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Hukum kekekalan massa pada pompa sentrifugal...5

Gambar 2.2 Gaya sentrifugal...5

Gambar 2.3 Tampak atas menghitung torsi pada pompa sentrifugal...7

Gambar 2.4 Tampak samping menghitung torsi pada pompa sentrifugal...7

Gambar 3.1 Skema alat...11

Gambar 3.2 Skema rangkaian pipa output...12

Gambar 3.3 Bosch dengan 4 pipa output...13

Gambar 3.4 Motor listrik...14

Gambar 3.5 Tempat penampungan...14

Gambar 3.6 Adaptor...15

Gambar 3.7 Digital Light Tachometer...16

Gambar 3.8 Gelas ukur...16

Gambar 3.9 Timbangan massa...17

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara efisiensi dan kecepatan spesifik pada pompa sentrifugal diameter 75 ...25

Gambar 4.2 Grafik hubungan antara debit dan head pada pompa sentrifugal diameter 75 cm...26

Gambar 4.3 Grafik hubungan antara Q’ dan kecepatan pada mulut isap pada pompa sentrifugal diameter 75 cm...27

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara debit dan daya output pada pompa sentrifugal diameter 75 cm...28

Gambar 4.5 Grafik hubungan antara kecepatan spesifik dan efisiensi pada pompa sentrifugal diameter 80 cm...……29

Gambar 4.6 Grafik hubungan debit dan head pada pompa sentrifugal diameter 80 cm...30

Gambar 4.7 Grafik hubungan Q’ dan kecepatan pada mulut isap pada pompa sentrifugal diameter 80 cm...30

(13)

xiii

Gambar 4.9 Grafik hubungan antara kecepatan spesifik dan efisiensi pada variasi diameter antar pipa output...32 Gambar 4.10 Grafik hubungan antara debit dan head pada variasi diameter antar pipa

output...33 Gambar 4.11 Grafik hubungan antara debit air masuk dan kecepatan air masuk pada

variasi diameter antar pipa output...34 Gambar 4.12 Grafik hubungan antara debit dan daya output pada variasi diameter

(14)

xiv DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data pada head 0,8 meter………...20

Tabel 4.3 Data pada head 1 meter………..20

Tabel 4.8 Data pada head 1 meter………..22

(15)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Dalam rangka mengurangi atau menggantikan pemakaian listrik

untuk memompa air telah banyak penelitian dilakukan untuk meningkatkan efisiensi pompa dan mencari sumber energi alternatif untuk memompa air. Sebagai Negara katulistiwa, Indonesia mempunyai energy yang cukup

dengan kecepatan rata-rata 3,5 – 5 m/s

Cara pemanfaatan energi angin untuk memompa air adalah dengan

menggunakan pompa pipa yang mengkonversikan energi angin yang datang menjadi energi mekanik. Penggunaan pompa ini juga sejalan dengan target pengurangan emisi karbondioksida di atmosfer (berdasarkan protocol

KYOTO).

Penggunaan pompa pipa di Indonesia masih jarang ditemui. Hal ini

disebabkan karena masih banyak yang menggunakan energi listrik untuk memompa air. Selain itu cara memompa air dengan jenis pompa pipa ini berbeda dengan kebiasaan di masyarakat. Kebiasaan dimasyarakat

diantaranya memompa air dengan menggunakan pompa listrik.

Memompa air dengan pompa pipa hanya dapat dilakukan bila

(16)

2

untuk memutar kincir angin. Pompa pipa dapat digunakan di pinggir pantai dimana angin bertiup cukup kencang.

Pemanfaatan bahan dasar yang tersedia dipasar lokal merupakan cara untuk menekan biaya pembuatan pompa pipa. Penyederhanaan teknik pembuatan sampai tingkat teknologi yang dapat dikerjakan oleh industri

lokal merupakan cara mengatasi kendala teknologi pembuatan pompa pipa. Pemanfaatan bahan dan teknologi yang terdapat dipasar dan industri lokal

akan mempengaruhi unjuk kerja pompa pipa ini.

1.2 Perumusan Masalah

Untuk memompa air hingga ketinggian 1,2 meter menggunakan

pompa sentrifugal, dibutuhkan pipa-pipa yang terbuat dari alumunium. Pipa input yang akan digunakan sebagai pipa air masuk, menggunakan pipa

alumunium dengan diameter luar 31,5 mm dan diameter dalam 29 mm. Pipa output yang akan digunakan sebagai pipa air keluar, menggunakan pipa

alumunium dengan diameter luar 8,4 mm dan diameter dalam 7 mm. Pompa sentrifugal yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai 4 buah pipa output, dengan diameter antar pipa output yang bervariasi. Dari sini, muncul

beberapa permasalahan dari penelitian ini, antara lain :

1. Apakah diameter antar pipa output yang lebih kecil mempunyai unjuk

(17)

3

2. Apakah karakteristik pompa sentrifugal yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai karakteristik yang sama dengan pompa

sentrifugal pada umumnya?

1.3 Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Mengetahui hubungan antara diameter pompa sentrifugal dan efisiensi 2. Mengetahui hubungan antara diameter pompa sentrifugal dan debit

yang dihasilkan

3. Mengetahui hubungan antara diameter pompa sentrifugal dan daya yang dihasilkan pompa sentrifugal

4. Membandingkan karakteristik pompa sentrifugal yang digunakan dalam penelitian ini dengan pompa sentrifugaal kecepatan tinggi

1.4 Batasan Masalah

Pada penelitian ini, terdapat beberapa batasan masalah, antara lain :

1. Rugi-rugi gesekan yang terjadi di dalam pompa sentrifugal diabaikan. 2. Rugi-rugi akibat air yang terbuang dari tempat penampungan air

diabaikan.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang ingin diperoleh dalam penelitian ini adalah :

(18)

4

2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototype pompa sentrifugal yang dapat diterima oleh

masyarakat.

(19)

5

BAB II

DASAR TEORI

Pompa sentrifugal dapat bergerak karena ada daya yang diberikan oleh

motor listrik. Didalam pompa, fluida mendapat percepatan sedemikian rupa

sehingga fluida tersebut mempunyai kecepatan air keluar dari pipa output.

Kecepatan keluar fluida ini selanjutnya akan berkurang dan berubah menjadi

tinggi kenaikan. Besarnya tekanan yang timbul tergantung pada besarnya

kerapatan fluida.

2.1 Gaya Sentrifugal

Gambar 2.2 Gaya sentrifugal

Setiap benda yang bergerak membentuk lintasan lingkaran harus

tetap diberikan gaya agar benda tersebut terus berputar. (Halliday.,Resnick,

1985:84). Pada pompa sentrifugal, pompa diputar secara terus menerus

(20)

6

Besarnya gaya tersebut, dapat dihitung dengan Hukum II Newton

untuk komponen radial :

dengan :

m = massa benda

ar = percepatan sentripetal

r = jari-jari

2.2 Persamaan – Persamaan Yang Bekerja Pada Pompa

 Debit air yang dihasilkan pompa :

Dengan menggunakan metode bucket, maka didapat volume air

yang dihasilkan pompa per satuan waktu. Debit digunakan untuk

menghitung besar daya yang dihasilkan oleh pompa sentrifugal. Debit air

yang dihasilkan pompa dapat dihitung dengan persamaan 2.3 (Giles R.

V., 1986:79)

………...………..(2.3)

dengan :

V = volume air yang keluar (m3)

(21)

7

 Torsi

Torsi atau momen putar adalah hasil perkalian antara gaya dengan

panjang lengan gaya. (Soedarjana,1962:32). Torsi yang dihasilkan oleh

poros digunakan untuk menghitung besar daya yang dihasilkan oleh

poros.

Keterangan gambar: 1.Motor listrik

2.Tali

Gambar 2.3 Tampak atas menghitung torsi pada pompa sentrifugal

Keterangan gambar: 1.Motor listrik

2.Tali

Gambar 2.4 Tampak samping menghitung torsi pada pompa sentrifugal

Torsi yang dihasilkan pompa dapat dihitung dengan persamaan :

(22)

8

Daya yang dihasilkan poros

Pada poros, bekerja daya. Daya yang dihasilkan poros akan

diberikan kepada pompa sentrifugal, dan digunakan untuk menghitung

efisiensi pompa sentrifugal. Daya yang dihasilkan poros ditentukan oleh

persamaan di bawah ini. (Cengel Y.,2006:66)

..……….……..(2.5)

….………(2.6)

dengan :

F = gaya terukur pada pompa sentrifugal (N)

s = jarak tempuh (m)

r = jarak antara gaya dan pusat motor (m)

n = putaran poros

= jumlah putaran poros dalam selang waktu tertentu (rpm)

T = torsi pada pompa (Nm)

Daya yang dihasilkan pompa :

Daya yang dihasilkan pompa adalah daya yang bisa digunakan dan

dipindahkan ke fluida. (Dietzel F.,1980:242). Daya yang dihasilkan

pompa digunakan untuk menghitung besar efisiensi pompa sentrifugal.

……...………(2.7

(23)

9

Efisiensi pompa adalah perbandingan antara daya yang dibutuhkan

pompa dengan daya yang dihasilkan poros.

………(2.8)

 Menghitung kecepatan spesifik

Perhitungan kecepatan spesifik digunakan untuk membuat grafik antara

kecepatan spesifik dan head. Grafik yang dibuat akan dibandingkan

dengan grafik pompa sentrifugal pada umumnya. Kecepatan spesifik

dapat dihitung dengan persamaan di bawah ini.(Dietzel F.,1992:248)

dengan :

n = putaran poros (rpm)

Q = debit pompa (m3/s)

H = tinggi kenaikan pompa (m)

(24)

10

Debit air masuk dihitung untuk membuat grafik antara debit air masuk

dan kecepatan air masuk. Grafik yang terbentuk digunakan untuk

menganalisa apakah terjadi kavitasi atau tidak.

Nilai 1,05 adalah nilai rugi-rugi maksimal yang terjadi di dalam pompa.

 Menghitung kecepatan air masuk

Kecepatan air masuk dihitung dengan persamaan berikut (Dietzel

F.,1992:261)

dengan :

Q’ = debit air masuk (m3/s)

A = luas penampang pipa input (m2)

2.3 Tinjauan Pustaka

Penelitian yang dilakukan untuk membandingkan dari hasil penelitian

yang dilakukan oleh Pius Wiwit Prastyono. Pompa pipa yang diteliti oleh

Pius Wiwit Prastyono mempunyai debit terbesar 0,000327 m3/s yang

tercapai pada diameter pipa output 11 mm dan head 75 cm. Pompa pipa

tersebut menghasilkan efisiensi tertinggi sebesar 28,41 % pada kondisi

(25)

11

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Skema Alat

Pompa sentrifugal pada penelitian ini mempunyai 2 komponen utama:

1. Pipa input

2. Pipa output

Skema alat dan gambar rancangan dapat dilihat sebagai berikut :

Gambar 3.1. Skema Alat

Keterangan Gambar: 1. Pipa output

2. Pipa input

1

(26)

12

3.2 Cara kerja alat

Pompa sentrifugal adalah bekerja berdasarkan gaya sentrifugal. Gaya

sentrifugal yang bekerja pada pipa output akan menyebabkan air naik ke

atas.

3.3 Variabel yang divariasikan

Variabel yang divariasikan meliputi variasi head yaitu 0,8 meter, 0,9

meter, 1 meter, 1,1 meter, dan 1,2 meter dan variasi diameter antar pipa

output yaitu 80 cm dan 75 cm.

3.4 Peralatan Penelitian

3.4.1 Pompa sentrifugal kecepatan rendah

1. Pipa output

Merupakan tempat air keluar, memiliki diameter ¼ inchi dan

jari-jari antar pipa output 80 cm. Pipa output memiliki diameter luar D0

= 8,4 mm dan memiliki diameter dalam D1 = 7 mm.

(27)

13

2. Pipa input

Digunakan sebagai pipa air masuk, memiliki diameter 1 ½ inchi.

Pipa input memiliki diameter luar D0 = 31,5 mm dan memiliki

diameter dalam D1 = 29 mm.

3. Bosch

Bosch dibuat menggunakan bahan alumunium. Digunakan untuk

menghubungkan pipa input dengan pipa output.

Gambar 3.3 Bosch dengan 4 pipa output

4. Motor Listrik

Motor listrik yang digunakan adalah motor listrik tipe

GMX-8MC013A, membutuhkan tegangan DC 28 V dan dapat

menghasilkan putaran 175 rpm. Digunakan untuk menggerakkan

(28)

14

Gambar 3.4 Motor listrik

5. Tempat penampungan

Tempat penampungan dibuat dengan bahan acrilyc yang dibentuk

tabung dengan diameter 90 cm. Digunakan untuk menampung air

keluar dan menghitung debit yang dihasilkan pompa sentrifugal.

(29)

15

3.4.2 Alat-alat

1. Adaptor

Adalah alat yang digunakan untuk merubah arus AC menjadi arus

DC. Memiliki tegangan 12 Volt dan 24 Volt. Adaptor yang

digunakan adalah Telwin tipe Leader 400. Pada penilitian tegangan

yang digunakan adalah 24 Volt.

Gambar 3.6 Adaptor

2. Tachometer

Digunakan untuk menghitung putaran pada poros. Tachometer

yang digunakan adalah jenis digital light tacho merk Fuji yang

memancarkan sinar untuk membaca sensor berupa pemantul

(30)

16

Gambar 3.7 Digital Light Tachometer

3. Stopwatch

Digunakan untuk menghitung selang waktu pengambilan data.

4. Gelas Ukur

Digunakan untuk menghitung volume air yang dihasilkan pompa

pada selang waktu tertentu. Gelas ukur mempunyai kapasitas 1

liter.

Gambar 3.8 Gelas ukur

5. Ember

(31)

17

6. Timbangan Massa

Timbangan yang digunakan adalah Baby Spring Scale yang

mempunyai skala 7 kg. Digunakan untuk menghitung besar gaya

yang dihasilkan pompa.

Gambar 3.9 Timbangan massa

3.5 Variabel yang Diukur

Variabel yang diukur dalam penelitian ini adalah :

1. Volume air yang dihasilkan pompa sentrifugal

2. Massa yang bekerja pada motor listrik

3. Putaran poros

Pengukuran volume air yang dihasilkan pompa sentrifugal

(32)

18

listrik menggunakan timbangan gaya. Pengukuran putaran poros

menggunakan tachometer.

3.6 Analisa Data

a.Menghitung debit yang dihasilkan pompa (V) dalam selang waktu tertentu

(t).

b. Menghitung gaya yang dihasilkan (F), menghitung torsi yang dihasilkan

(T), dan menghitung daya yang dihasilkan poros (Pin).

c.Menghitung debit air (Q), dan daya yang dibutuhkan pompa (Pout).

d. Menghitung efisiensi pompa (η) e.Menghitung kecepatan spesifik (nq)

f.Menghitung debit air yang masuk ke dalam pipa input (Q’)

g. Menghitung kecepatan air yang masuk ke dalam pipa input (c0).

3.7 Jalannya Penelitian

a.Menyiapkan pompa sentrifugal dengan menggunakan jumlah pipa output 4

buah, dan diameter antar pipa output 80 cm.

b. Menyeting pompa pipa pada head 1,2 meter.

c.Memancing pompa sentrifugal dengan cara mengisi pipa output dengan air

hingga penuh.

d. Menyeting timbangan gaya sedemikian hingga tegak lurus dengan motor

listrik.

(33)

19

f.Setelah putaran motor steady stade (stabil), mengukur volume air yang

keluar dari pompa dalam selang waktu 1 menit.

g. Membaca besar massa yang dihasilkan oleh pompa sentrifugal.

h. Membaca besar putaran pada poros penggerak pompa sentrifugal.

i.Mengulangi langkah 2 sampai 6 dengan head 1,1 meter, 1 meter, 0,9

meter, 0,8 meter.

j.Mengganti pipa output dengan variasi diameter 75 cm

k. Mengulangi langkah b s.d. i

l.Menghitung debit air yang dihasilkan

m. Menghitung torsi yang dihasilkan motor

n. Menghitung daya input yang dibutuhkan pompa pipa

o. Menghitung daya output yang dibutuhkan pompa pipa

(34)

20

BAB IV

DATA dan PEMBAHASAN

4.1 Data

Didapat data-data pengukuran seperti tabel 4.1 sampai dengan tabel 4.15

(35)

(36)

22

Tabel 4.10 Data pada head 1,2 meter

NO V (liter) F(gram) n (rpm)

4.2 Perhitungan Data Percobaan

Sebagai contoh perhitungan data, digunakan perhitungan data tabel 3.1.

4.2.1 Menghitung debit air yang dihasilkan pompa

Besarnya debit air yang dihasilkan pompa dapat dihitung dengan

(37)

23

4.2.2 Menghitung besar torsi yang dihasilkan

Torsi yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan 2.4

4.2.3 Menghitung daya yang dihasilkan poros

Melalui persamaan 2.6 dapat dihitung daya yang dihasilkan poros

4.2.4 Menghitung daya yang dihasilkan pompa

Daya yang dibutuhkan pompa dihitung dengan persamaan 2.7

4.2.5 Menghitung besar efisiensi

(38)

24

4.2.6 Menghitung kecepatan spesifik

Kecepatan spesifik dapat diitung dengan persamaan 2.9

4.2.7 Menghitung debit air masuk

Debit air masuk dapat dihitung dengan persamaan 2.10

4.2.8 Menghitung kecepatan air masuk

(39)

25

Untuk perhitungan pada data yang lain menggunakan cara seperti di

atas. Hasil lengkap dapat dilihat pada tabel 4.11

Tabel 4.11 Hasil perhitungan pada pompa sentrifugal diameter 75 cm

dengan 4 buah pipa output

Head Q T Pin Pout η n nq Q' C0

(m) (m3/s) (Nm) (W) (W) (%) (rpm) (rpm)

0,8 0,000285 0,58836 9,85 2,24 22,71762 160 3,20 0,0003 0,010331 0,9 0,000285 0,4903 8,26 2,51 30,40709 161 2,94 0,000299 0,010307 1 0,000274 0,4903 8,31 2,69 32,3386 162 2,68 0,000288 0,009927 1,1 0,000247 0,78448 13,47 2,66 19,77217 164 2,40 0,000259 0,008937 1,2 0,000231 0,68642 11,64 2,72 23,35456 162 2,15 0,000243 0,008364

Tabel 4.12 Hasil perhitungan pada pompa sentrifugal diameter 80 cm

dengan 4 buah pipa output

Head Q T Pin Pout η n nq Q' C0

(m) (m3/s) (Nm) (W) (W) (%) (rpm) (rpm)

0,8 0,000333 2,4515 42,59 2,61 6,133067 166 3,58 0,00035 0,012057 0,9 0,000324 2,4515 43,11 2,86 6,640127 168 3,27 0,000341 0,011743 1 0,00031 2,54956 45,63 3,04 6,661681 171 3,01 0,000326 0,011224 1,1 0,000307 2,15732 38,39 3,31 8,63151 170 2,77 0,000323 0,011122 1,2 0,000292 2,25538 40,60 3,43 8,452854 172 2,56 0,000306 0,01056

4.3 Analisa Data Percobaan

(40)

26

4.3.1 Grafik pompa sentrifugal diameter 75 cm

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara efisiensi dan kecepatan spesifik pada pompa sentrifugal diameter 75 cm

Pada grafik hubungan antara efisiensi dan kecepatan spesifik

didapat bahwa untuk kecepatan spesifik yang makin tinggi, efisiensi

akan bertambah besar dan akan turun setelah mencapai efisiensi

maksimum. Bila dibandingkan dengan pompa sentrifugal putaran

tinggi,maka bentuk grafik di atas sesuai dengan grafik efisiensi efektif

untuk 1 tingkat pompa sentrifugal, 1 aliran aksial, dan pompa

(41)

27

Gambar 4.2 Grafik hubungan antara debit dan head pada pompa sentrifugal diameter 75 cm

Pada grafik hubungan antara head dan debit didapatkan bahwa

untuk head debit akan semakin besar untuk head yang semakin rendah.

Bentuk grafik tersebut sesuai dengan bentuk grafik pada daerah

penggunaan pompa radial 1 sampai 14 tingkat (Dietzel,1992:253).

Pompa sentrifugal diameter 75 cm juga termasuk karakteristik

pompa sentrifugal yang stabil (Dietzel, 1992:317).

Menganalisa daerah kerja debit dan head, maka pompa

sentrifugal diameter 75 cm tidak termasuk dalam daerah kerja

konstruksi pompa sentrifugal (Pompa aksial, pompa saluran roda,

pompa radial bertingkat satu, pompa radial bertingkat banyak, pompa

(42)

28

Gambar 4.3 Grafik hubungan antara Q’ dan kecepatan pada mulut isap

pada pompa sentrifugal diameter 75 cm

Dari grafik hubungan antara debit air masuk dan kecepatan air

masuk didapatkan bahwa besar kecepatan air masuk berbanding lurus

dengan kecepatan air masuk. Bentuk grafik sesuai dengan harga-harga

informatif untuk kecepatan pada mulut isap yang diijinkan

(Dietzel,1992:261)

(43)

29

Dari grafik hubungan antara debit dan daya output didapat

bahwa bentuk grafik sesuai dengan perubahan karakteristik dari pompa

propeller akibat dari pengaturan posisi sudu jalan pada kecepatan putar

kerja yang konstan (Dietzel,1992:326)

Melihat bentuk grafik di atas, maka pompa sentrifugal

diameter 75 cm tidak termasuk pompa radial, pompa setengah aksial,

dan pompa aksial (Dietzel 1992:314)

4.3.2 Grafik pompa sentrifugal diameter 80 cm

Gambar 4.5 Grafik hubungan antara kecepatan spesifik dan efisiensi pada pompa sentrifugal diameter 80 cm

Dari grafik hubungan antara kecepatan spesifik dan efisiensi

didapatkan bahwa untuk kecepatan spesifik yang makin tinggi, efisiensi

akan menurun. Bentuk grafik ini tidak sesuai dengan efisiensi efektif

untuk pompa 1 tingkat, 1 aliran aksial, dan pompa sentrifugal setengah

(44)

30

Gambar 4.6 Grafik hubungan debit dan head pada pompa sentrifugal diameter 80 cm

Dari grafik hubungan antara debit dan head didapat bahwa debit

akan semakin besar untuk head yang semakin rendah. Bentuk grafik di

atas termasuk karakteristik pompa sentrifugal yang stabil (Dietzel,

1992:317)

Gambar 4.7 Grafik hubungan Q’ dan kecepatan pada mulut isap pada

(45)

31

Pada grafik hubungan antara debit air masuk dan kecepatan air

masuk didapatkan bahwa bentuk grafik sesuai dengan harga-harga

informatif untuk kecepatan pada mulut yang diijinkan

(Dietzel,1992:261)

Gambar 4.8 Grafik hubungan antara debit dan daya output pada pompa sentrifugal diameter 80 cm

Pada grafik hubungan antara debit dan daya output didapat

bahwa untuk debit yang semakin besar, maka daya yang dibutuhkan

pompa sentrifugal akan semakin kecil. Bentuk grafik di atas sesuai

dengan perubahan karakteristik pompa propeller (Dietzel,1992:326)

(46)

32

Gambar 4.9 Grafik hubungan antara kecepatan spesifik dan efisiensi pada variasi diameter pompa sentrifugal

Dari grafik hubungan antara kecepatan spesifik dan efisiensi

terlihat bahwa untuk daerah kerja kecepatan spesifik yang sama,

ternyata pompa sentrifugal diameter 75 cm memiliki efisiensi yang

lebih tinggi daripada diameter 80 cm. Hal ini dapat disebabkan karena

untuk diameter pompa sentrifugal yang semakin kecil, debit yang

dihasilkan akan semakin rendah. Pompa sentrifugal dengan diameter

yang lebih besar menghasilkan torsi yang lebih besar. Daya output yang

(47)

33

Gambar 4.10 Grafik hubungan antara debit dan head pada variasi

diameter pompa sentrifugal

Dari grafik hubungan antara debit dan head didapatkan bahwa

pompa sentrifugal dengan diameter pompa sentrifugal yang semakin

besar akan menghasilkan debit yang lebih besar untuk daerah kerja head

yang sama. Gaya sentrifugal akan semakin besar untuk diameter yang

(48)

34

Gambar 4.11 Grafik hubungan antara debit air masuk dan kecepatan air masuk pada variasi diameter pompa sentrifugal

Debit air masuk pada pompa sentrifugal berbanding lurus

dengan kecepatan air masuk. Pompa sentrifugal dengan diameter yang

lebih besar mempunyai debit air masuk yang semakin besar. Dengan

persamaan kontiunuitas, untuk debit air masuk yang lebih besar akan

menghasilkan debit output yang semakin besar. Besar kecepatan air

masuk tidak boleh melebihi harga yang sudah ditentukan untuk

menghindari terjadinya kavitasi. Dari grafik didapat bahwa kecepatan

(49)

35

Gambar 4.12 Grafik hubungan antara debit dan daya output pada variasi diameter pompa sentrifugal

Daya output yang dihasilkan akan semakin besar untuk debit

yang semakin kecil. Debit yang semakin kecil dihasilkan pada head

yang semakin besar. Dengan head yang semakin besar dan debit yang

(50)

36

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang didapat dari penelitian ini adalah :

1. Semakin kecil diameter pompa sentrifugal, maka efisiensi pompa

sentrifugal akan semakin tinggi.

2. Semakin besar diameter pompa sentrifugal, maka debit yang dihasilkan

akan semakin besar.

3. Semakin besar diameter pompa sentrifugal, maka daya output yang

dihasilkan akan semakin besar.

4. Karakteristik pompa sentrifugal dalam penelitian ini :

 Pompa sentrifugal dengan diameter 75 cm memiliki karakteristik yang sesuai dengan pompa sentrifugal 1 tingkat.

 Pompa sentrifugal dengan diameter 80 cm memiliki karakteristik yang sama dengan pompa propeller.

 Pompa sentrifugal pada penelitian ini termasuk pompa sentrifugal yang stabil.

5.2 Saran

Berdasarkan dari analisa data dan kesimpulan, saran yang dapat diajukan

adalah sebagai berikut:

1. Mencari alternatif lain dalam hal menyambung antara pipa input dan pipa

(51)

37

2. Membuat tempat penampungan air yang lebih baik untuk meminimalisir

rugi-rugi yang terjadi akibat air terbuang dari tempat penampungan air.

3. Melakukan perancangan dan perhitungan ukuran-ukuran pompa

(52)

37

DAFTAR PUSTAKA

Halliday.,R. 1985. Fisika Jilid I. New York: McGraw-Hill.

Giles. R.V. 1986. Mekanika Fluida dan Hidraulika. Jakartaa: PT. Erlangga

Cengel, Y.A./Boles.M.A. 2006. Thermodinamics:An Engineering Approach. New

York: McGraw-Hill.

Dietzel, F.D. 1992. Turbin, Pompa dan Kompresor, terjemahan Ir.Dakso Sriyono.

Jakarta: PT. Erlangga.