HASIL DAN PEMBAHASAN
Pompa Hidram dan Proses Kerjanya
Proses kerja pompa hidram (Gambar 1) di awali dengan aliran air dari
sumber masuk melalui pipa pemasukan atau pipa penghubung dengan posisi
pompa lebih rendah dari sumber air tersebut (1). Mula-mula katup limbah (3)
terbuka karena gravitasi, sedangkan katup hisap tertutup. Air yang mask
memenuhi badan pompa (7) mendorong ke atas katup menutup. Tertutupnya
katup buang mengakibatkan dorongan air menekan dan membuka katup hisap,
lalu air masuk mengisi ruang dalam tabung udara (4) di atas katup hisap. Pada
volume tertentu pengisian air dalam tabung udara optimal, massa air dan udara
dalam tabung akan menekan katup hisap untuk menutup kembali, pada saat yang
bersamaan sebagian air keluar melalui pipa pengeluaran (5). Dengan tertutupnya
kedua katup, maka aliran air dalam badan pompa berbalik berlawanan dengan
aliran air masuk diikuti dengan turunnya katup buang. Hal ini karena arah tekanan
air tidak lagi ke katup buang, tetapi berbalik ke arah pipa input atau pipa
pemasukan (1).
Pada pipa pengeluaran palu air (water hammer) itu terjadi, dimana air
dengan tenaga gravitasi dari terjunan sumber air menghantam arus balik tadi
sebagian besar debit air keluar melalui katup buang, sementara sisahnya
mendorong katup hisap masuk ke dalam tabung udara sekaligus mendorong air
yang ada dalam tabung udara untuk keluar melalui pipa pengeluaran (5). Energi
Gambar 1. Bangun pompa hidram
Komponen Utama Alat Pompa Hidram
Alat pompa hidram ini memiliki beberapa komponen utama, yaitu:
Prototype pompa hidram
Gambar 2. Prototype pompa hidram Keterangan:
1. Pipa Pemasukan 2. Tangkai Katup Limbah 3. Katup Limbah
Spesifikasi pompa hidram:
1. Badan pompa
Gambar 3. Badan pompa
Badan pompa merupakan tempat utama terjadinya proses pemompaan. Bagian
ini sebagai tempat untuk landasan katup limbah dan katup penghantar.
2. Katup Limbah
Gambar 4. Katup limbah
Berfungsi menghantarkan gerakan air yang berasal dari sumber air,
sehingga dapat menimbulkan aliran air yang bekerja sebagai sumber tenaga
pompa. Dan pada katup limbah inilah terjadi proses hantaman air water
3. Katup Udara
Gambar 5. Katup udara
Katup yang menghantarkan air dari badan pompa ke tabung udara, serta
menahan air yang telah masuk agar tidak kembali masuk ke badan pompa, serta
menjaga debit air yang keluar agar tetap kontiniu.
4. Tabung Udara
Gambar 6. Tabung udara
Spesifikasi :
- Tinggi: 19,68 inci, 10,04 inci, dan 54,67 inci
- Diameter: 5 inci, 7 inci, dan 3 inci
Tabung udara berfungsi meneruskan dan melipat gandakan tenaga
pernompaan, sehingga air yang masuk ke tabung kompresor dapat dipompa naik
dan kontiniu.
Proses Pengambilan Data
Proses pengambilan data diawali dengan melakukan percobaanuntuk
instalasi pompa hidram. Proses percobaandilakukan untuk mendapatkan
konfigurasi optimal untuk parameter-parameter yang ditetapkan pada pengujian
pompa hidram tersebut. Selain itu, proses percobaanjuga dilakukan untuk
mengetahui kekurangan-kekurangan yang masih terdapat pada instalasi pompa
hidram, sehingga pada saat pengambilan data pompa hidram akan berada pada
kondisi yang optimal.
Kinerja Alat Pompa Hidram
Kajian kinerja alat pompa hidram dilakukan untuk mengertahui tingkat
pencapaian hasil penelitian yang selanjutnya dapat diketahui keunggulan dan
kelemahan yang terdapat pada penelitian ini. Debit aliran air sangat berpengaruh
terhadap kinerja alat pompa hidram karena memerlukan air yang stabil dan
terus-menerus pada saat pengoperasian pompa hidram. Karena pada saat air masuk ke
dalam pipa penghantar memerlukan tekanan air yang sangat kuat jika debit aliran
air tidak stabil, maka tidak akan ada tekanan pada katup limbah. Hal ini telah
dinyatakan oleh Taye (1998) yang menyatakan pompa hidram berasal dari
tekanan atau hantaman air yang masuk ke dalam pompa melalui pipa. Untuk itu
masuknya air yang berasal dari sumber air ke dalam pompa harus berjalan secara
0 Diameter Tabung Udara (Inci) Debit Aliran
Berdasarkan penelitian yang dilakukan, debit aliran di hitung dari
volume air yang tertampung yang mengalir per satuan waktu yang melewati suatu
penampang (pipa). Data debit aliran dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai Debit Pemasukan (Qin) Debit Pengeluaran (Qout) dan Efisiensi (ɳ) Diameter Tabung
Hubungan antara pengaruh variasi ukuran tabung udara terhadap debit aliran yang
diperoleh dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Hubungan pengaruh variasi ukuran tabung terhadap debit aliran
Dari analisis sidik ragam pada Lampiran 3 dan Tabel 1 menunjukkan
bahwa variasi tabung udara dengan volume sama namun diameter dan tinggi
sehingga pengujian dengan menggunakan analisa Duncan Multiple Range Test
(DMRT) tidak dilakukan.
Hasil ini menunjukkan bahwa volume tabung udara yang lebih berperan
daripada diameter tabung udara, seperti penelitian yang dilakukan oleh Shodiqin
(2015) yang menyatakan bahwa semakin besar volume tabung udara, maka
semakin besar pula debit yang dihasilkan. Karena pada penelitian ini
menggunakan tabung udara yang volumenya sama sehingga hasil nilai debit aliran
yang diperoleh juga tidak berbeda nyata.
Dan pada penelitian yang dilakukan oleh Siahaan (2012) juga menyatakan
bahwa penambahan volume tabung udara dapat menambah head output, hal ini
disebabkan karena diameter atau rongga udara yang besar dapat menambah
tekanan udara untuk mendorong air menuju titik yang lebih tinggi, dorongan air
dari pipa inlet yang kontinyu dan ketukan air dari katup limbah yang menambah
masukan air di dalam tabung udara, sehingga tekanan udara di dalam tabung
semakin besar.
Koefisien Debit
Nilai koefisien debit juga sangat tergantung pada faktor-faktor yang
mempengaruhi, yaitu bentuk dan ukuran lubang, nilai reratanya, dan lamanya
waktu yang diberikan pada pengujian. Data nilai koefisien debit yang diteliti dapat
dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Nilai Koefisien Debit (Cd)
Hubungan antara pengaruh variasi ukuran tabung udara terhadap koefisien debit
yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Hubungan pengaruh variasi ukuran tabung terhadap koefisien debit
Dari analisis sidik ragam pada Lampiran 5 dan Tabel 2 menunjukkan
bahwa niali koefisien debit (Cd) yang diteliti juga tidak menunjukkan perbedaan
yang nyata pada masing-masing perlakuan, sehingga pengujian dengan
menggunakan analisa Duncan Multiple Range Test (DMRT) tidak dilakukan.
Hal ini disebabkan faktor bentuk lubang dan volume tabung udara pompa
yang memiliki nilai sama sehingga hasil nilai koefisien debit yang diperoleh juga
tidak berbeda nyata.Sama halnya dengan debit aliran bahwa volume tabung udara
yang mempunyai peran yang besar terhadap peningkatan kinerja pompa hidram.
Efisiensi Pompa
Efesiensi merupakan hasil perbandingan dari nilai debit hasil pengeluaran
dan debit hasil pemasukan. Untuk menghitung nilai efisiensi pompa dalam
penelitian ini digunakan rumus efisiensi Rankine.
0
Berdasarkan analisis sidik ragam pada Lampiran 6 dan Tabel 1
menunjukkan bahwa variasi ukuran tabung udara pompa hidram juga tidak
memberikan perbedaan yang nyata terhadap efisiensi pompa, sehingga pengujian
dengan menggunakan analisa Duncan Multiple Range Test (DMRT) juga tidak
dilakukan.
Nilai efisiensi yang didapat dari variasi tabung udara yang diteliti hanya
berselisih 0,17 % saja. Hal ini juga menunjukkan bahwa walaupun dilakukan
dengan berbagai variasi tabung udara dengan diameter dan tinggi tabung udara
berbeda-beda namun dengan volume tabung udara yang sama, hal itu tidak
memberikan pengaruh hasil efesiensi pompa yang nyata. Sama halnya dengan
debit aliran dan koefisien debit yang memperoleh hasil nilai tidak berbeda nyata
dikarenakan volume tabung udara yang memiliki nilai sama. Juga hubungan
antara pengaruh variasi ukuran tabung udara terhadapa efisiensi pompa yang
diperoleh dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 6. Hubungan pengaruh variasi ukuran tabung terhadap efisiensi
0
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa besar volume tabung udara
yang mempengaruhi kinerja pompa untuk mendapatkan hasil yang maksimal dan
dapat memberikan perbedaan yang nyata pada penelitian. Hal ini sesuai dengan
penelitian yang dilakukan oleh Shodiqin (2015) yang menyatakan bahwa semakin
besar volume tabung udara, maka semakin besar pula debit yang dihasilkan dan
semakin banyak, serta semakin besar volume tabung udara maka semakin besar
efisiensi yang dihasilkan dan semakin tinggi.
Berdasarkan Tabel 1 dengan efisiensi pompa yang masih rendah harus
diperbaiki katup limbah untuk meningkatkan efisiensi pompa dan harus dirancang
dengan baik, sehingga berat dan gerakannya dapat diatur. Karena fungsi dari
katup limbah sendiri ialah untuk mengubah energi kinetik yang mengalir melalui
pipa pemasukan menjadi energi tekanan yang akan menaikkan fluida menuju
tabung udara.
Hal itu sesuai dengan literatur Perry (1976) yang menyatakan bahwa
katup limbah merupakan salah satu komponen terpenting pompa hidram. Oleh
sebab itu katup limbah harus dirancang dengan baik, sehingga berat dan
gerakannya dapat disesuaikan dan bekerja maksimal. Penelitian yang dilakukan
oleh Siahaan (2012) dengan variasi panjang pipa masuk 8 m, 10 m, dan 12 m,
efisiensi terbaik pada panjang pipa pemasukan 12 m yang dihasilkan yaitu sebesar
29,15 %. Kinerja pompa hidram dipengaruhi panjang pipa pemasukan, semakin
panjang dan besar pipa pemasukan, maka efisiensi pompa hidram akan semakin
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
1. Volume tabung udara sama dengan diameter dan tinggi tabung berbeda
menghasilkan debit aliran, koefisien debit dan efisiensi pompa tidak
memberikan pengaruh yang nyata terhadap kinerja pompa hidram.
2. Kinerja pompa hidram sangat ditentukan dan dipengaruhi oleh volume tabung
udara.
Saran
Perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang faktor katup limbah agar bisa
bekerja maksimal dan konsisten tanpa harus mengatur ulang saat pompa
