RANCANG BANGUN POMPA HIDRAULIK RAM (HIDRAM)
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
Surya Dharma 080801059
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
PERSETUJUAN
Judul : RANCANG BANGUN POMPA HIDRAULIK
RAM (HIDRAM)
Kategori : SKRIPSI
Nama : SURYA DHARMA
Nomor Induk Mahasiswa : 080801059
Program Studi : SARJANA (S1)
Departemen : FISIKA
Fakultas :MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, Oktober 2013
Pembimbing II Pembimbing I
Drs. Aditya Warman Msi. Junedi Ginting S,Si, M.Si. NIP. 195705031983031003 NIP. 1973062220033121
Medan, Oktober 2013 Diketahui/Disetujui oleh : Departemen Fisika FMIPA USU Ketua
Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003
PERNYATAAN
RANCANG BANGUN POMPA HIDRAM
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Oktober 2013
Surya Dharma 080801059
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirobbil’alamin,
Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata’ala yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Skripsi ini sesuai dengan waktu yang telah ditetapkan. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Sallallahu’alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.
Skripsi ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar sarjana pada Program Studi Fisika(S1) pada Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Skripsi ini dari Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Yth.:
1. Bapak Dekan Dr. Sutarman Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Program Studi Fisika
S1 Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
3. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc, selaku Sekretaris Program Studi Fisika S1 Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.
4. Bapak Junedi Ginting S.Si, M.Si. selaku dosen pembimbing 1 yang telah memberikan bimbingan, masukan, saran bahkan waktu yang senantiasa diberikan kepada penulis sampai pada akhir penyelesaian skripsi ini. 5. Bapak Drs. Aditya Warman M.Si. selaku dosen pembimbing 2 yang telah
6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Fisika SI Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
7. Kedua orang tua penulis Ayahanda Sugianto dan Ibunda Aminah serta saudara kandung (Muhammad Syahrial &Agustin Maya Pratiwi) atas dukungannya, doa, motivasi yang diberikan dari awal mulai perkuliahan sampai penulisan skripsi ini .
8. Sahabat terbaik saya Niky Puji Utami dan keluarganya yang telah memberikan pikiran positif agar saya tetap semangat dalam mengerjakan skripsi ini, dan juga Sahril Nasution yang selalu saya repotkan dari awal kuliah sampai sekarang. Thanks Brad.
9. Sahabat saya Fadhlan Ansyhari Ritonga dan keluarga yang bersedia untuk meminjamkan halaman rumahnya dalam proses pembuatan alat dan membantu saya dalam pengujian alat dan sahabat saya yang lain Ristianti Dwi Prawita, Melly Frizha, Hendri Diapari Siregar S,Si. Yang selalu membantu saya memecahkan masalah skripsi saya.
10. Teman-teman seperjuangan dan Senior (Bang Hendrik, Bang Oki, Bang Gilang, Mahdian, Ogah, Deny, Ajir, Veros, Adi) dan teman – teman lain yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi ini.
Semoga skripsi ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin \
ABSTRAK
Harga bahan bakar yang terus bertambah mengakibatkan biaya operasional untuk mengangkat air yang menggunakan pompa komersil juga meningkat. Karena itu diperlukan suatu desain penelitian perancangan dan pembuatan peralatan yang diperkirakan mampu untuk mengangkat air dari permukaan yang lebih rendah ke permukaan yang lebih tinggi tanpa listrik dan bahan bakar. Salah satu teknologi tepat guna tersebut adalah Pompa hidraulik ram (Hidram). Pompa yang tidak membutuhkan energi dari luar pada pengoperasianya. Berdasarkan desain pompa hidram yang dibuat, pompa mampu mengangkat air hingga 5,5 m dari sumber air dan debit rata-rata air yang dapat diangkat adalah 3 x 10-5 m3 /s (1,63 l/menit), dengan efisiensi menurut persamaan D’Aubuisson adalah 28,15 %. Secara kesuluruhan pembuatan dan biaya operasional pompa hidram sangat jauh lebih murah dari pompa komersil yang membutuhkan listrik ataupun bahan bakar.
Design and Construction of Hydraulic Ram Pump
ABSTRACT
Increasing of oil price also insist operational cost rise for pumping water from the low land areas to up land. Therefore we need a tools design which approximately can lifted the water from the low land to up land areas. One of appropriate technology is Hydraulic Ram Pump (Hydram). Pump with no other external energi source to operated.. Based on the design water can lifted up to 5,5 m from source water and the volume flow rate in the delivered pipe was 3 x 10-5 m3 /s (1,63 l/min), which result in an efficiency of 28,15 % based on D’Aubisson equation. The overall cost of fabrication of this hydram shows that the pump is relatively cheaper than the existing pumps who need electricity or fuel to operated.
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak vi Abstract vii
Daftar Isi viii
Daftar Tabel xi
Daftar Gambar xii
BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Permasalahan 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 2 1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Sistematika Penulisan 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 Hidrodinamika 5
2.1.1 Definisi Hidrodinamika 5
2.1.2 Momentum Aliran Pipa 5
2.2 Benturan Air (Water Hammer) 6
2.3 Hidraulik Ram 8
2.3.1 Definisi Hidraulik Ram 8
2.3.2 Bagian –Bagian Pompa Hidram 9
2.3.3 Prinsip Kerja Pompa Hidram 11
2.4.1 Energi yang dibangkitkan pada Pompa Hidram 15
2.4.2 Efisiensi Pompa Hidram 17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 18
3.1 Diagram Blok 18
3.2 Rancangan Badan Pompa 19
3.3 Penentuan Head Pipa 20
3.3.1 Penentuan Head Masuk 20
3.3.2 Penentuan Head Keluar 20
3.4 Penentuan Diameter Pipa 21
3.5 Penentuan Panjang Pipa Masuk 22
3.6 Penentuan Bahan Pipa 22
3.6.1 Penentuan Bahan Pipa Masuk 22
3.6.2 Penentuan Bahan Pipa Keluar 23
3.7 Rancangan Tabung Udara 23
3.8 Variabel yang diamati 25
3.9 Langkah Penelitian 25
3.9.1 Persiapan 25
3.9.2 Pelaksanaan Pengujian 25
3.9.3 Langkah Kerja 27
BAB IV PENGUJIAN ALAT 28
4.1 Pengujian Alat 28
4.1.1. Pengujian Klep 28
4.1.2. Pengujian Tabung Udara 28
4.1.3. Pengujian Pipa Hantar 28
4.2 Proses Pengambilan Data 29
4.3 Hasil Pengamatan 30
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 36
5.1 Kesimpulan 36
Daftar Pustaka 38
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Besar head keluar (h) berdasarkan head masuk (H)
dan panjang pipa masuk (L) 21
Tabel 3.2 Hubungan panjang pipa masuk (L) dan diameter pipa masuk (D) 21
Tabel 4.1 Hasil Pengamatan Pengujian I 31
Tabel 4.2 Hasil Pengamatan Pengujian II 32
Tabel 4.3 Hasil Pengamatan Pengujian III 33
Tabel 4.4 Hasil Pengamatan Pengujian IV 34
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Ilustrasi Siklus 1 12
Gambar 2.2 Ilustrasi Siklus 2 13
Gambar 2.3 Ilustrasi Siklus 3 14
Gambar 2.4 Ilustrasi Siklus 4 15
Gambar 2.5 Skema Instalasi Pompa Hidram 15
Gambar 3.1 Diagram Blok Alat Pompa Hidram 18
Gambar 3.2 Rancangan badan pompa (a) Ilustrasi (b)Tampak jadi 19
Gambar 3.3 Pipa Inlet PVC 1 ½ “ Merek WAVIN 23
Gambar 3.4 Rancangan Tabung Udara 24
