LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM MODUL 3-Frans Abriyens 2207113416[1]

(1)

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM

PRESTASI MESIN

TA 2024-2025

MODUL 03

POMPA SERI PARALEL Disusun Oleh

FRANS ABRIYENS 2207113416

B4

LABORATORIUM KONVERSI ENERGI PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

2025

(2)

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa. Berkat izin-Nya saya bisa menyelesaikan praktikum Prestasi Mesin dengan modul Pompa Seri Paralel. Praktikum ini diawali dengan responsi dan pengambilan data. Lalu, diakhiri dengan pembuatan laporan akhir.

Laporan akhir ini berjudul Pompa Seri Paralel.

Saya mengucapkan terima kasih kepada dosen pengampu praktikum Prestasi Mesin. Saya juga mengucapkan terima kasih kepada asisten laboratorium yang membimbing selama praktikum dilaksanakan. Terakhir saya juga mengucapkan terima kasih kepada orang tua dan teman-teman kelompok yang telah mendukung dan membantu selama pembuatan laporan ini.

Saya berharap dengan adanya laporan ini dapat memberikan manfaaat kepada pembaca.

Saya mengetahui laporan ini juga banyak terdapat kekurangan selama penulisannya. Oleh karena itu, saya akan sangat senang bila pembaca bersedia memberikan kritik dan saran agar saya bisa belajar untuk menulis laporan dengan baik untuk kedepannya.

Pekanbaru, 18 April 2025

Frans Abriyens

(3)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR...i

DAFTAR ISI... ii

DAFTAR GAMBAR...iv

DAFTAR TABEL...vii

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1. Latar Belakang... 1

1.2. Tujuan Praktikum...1

1.3. Manfaat Praktikum...2

1.4. Sistematika Penulisan... 2

BAB II TEORI DASAR...4

2.1. Pengertian Pompa...4

2.2. Klasifikasi Pompa... 5

BAB III ALAT DAN BAHAN...15

3.1. Alat dan Bahan Uji...15

BAB IV PROSEDUR KERJA...19

4.1. Prosedur Pengujian Aktual...19

BAB V PEMBAHASAN...36

5.1. Tabel Data Pengujian...36

5.2. Pengolahan Data...37

5.3. Data Hasil Perhitungan...40

5.4. Analisa Data...42

BAB VI PENUTUP...49

6.1. Kesimpulan...49

6.2. Saran... 49

(4)

DAFTAR PUSTAKA...50

(5)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Pompa...4

Gambar 2. 2 Pompa Perpindahan Positip...5

Gambar 2. 3 Pompa Tekanan Dinamis...8

Gambar 2. 4 Bentuk Impeler Pompa...8

Gambar 2. 5 Klasifikasi Pompa Tekanan Dinamis menurut Jumlah Tingkat...9

Gambar 2. 6 Pompa Horizontal... 9

Gambar 2. 7 Pompa Vertikal... 10

Gambar 2. 8 Pompa Jenis Belah Mendatar...11

Gambar 2. 9 Rangkaian Pompa Tunggal, Seri, dan Paralel...12

Gambar 2. 10 Ilustrasi Head Pompa... 14

Gambar 3. 1 Pompa...15

Gambar 3. 2 Katup 1...15

Gambar 3. 3Katup 2...16

Gambar 3. 8 Box Air...17

Gambar 3. 9 Gelas Ukur...17

Gambar 3. 10 Stopwatch...18

Gambar 3. 11 Penggaris... 18

Gambar 3. 12 Pressure Gauge... 18

Gambar 4. 1 Pengukuran Ketinggian air (H0)...19

Gambar 4. 2 Pembukaan Katup 1...19

Gambar 4. 3 Penghidupan Pompa 1...20

Gambar 4. 4 Pembukaan Katup 3 secara Perlahan-Lahan...20

Gambar 4. 5 Pembukaan Katup 6 secara Perlahan-Lahan...20

Gambar 4. 6 Penutupan Katup 1... 21

Gambar 4. 8 Pengukuran Tinggi Air (H1)... 21

Gambar 4. 9 Pengukuran Debit Air dan Waktu yang Diperlukan...22

Gambar 4. 10 Pencatatan Kenaikan Tinggi Air (H1), Debit Air, dan Waktu...22

(6)

Gambar 4. 11 Pengulangan Langkah 6 Sampai 9...22

Gambar 4. 12 Pematian Pompa 1...23

Gambar 4. 16 Penghidupan Pompa 2...24

Gambar 4. 23 Pematian Pompa 2...26

Gambar 4. 26 Penghidupan Pompa 1 dan 2...27

Gambar 4. 36 Pematian Pompa 1 dan 2...31

Gambar 4. 40 Pembukaan Pompa 1 dan 2...32

(7)

Gambar 4. 50 Pematian Pompa 1 dan 2...35

Gambar 5. 1 Debit Aktual Vs Head pada Pompa Tunggal 1...42

Gambar 5. 2 Debit Aktual Vs Head pada Pompa Tunggal 2...43

Gambar 5. 3 Debit Aktual Vs Head pada Pompa Seri...44

Gambar 5. 4 Debit Aktual Vs Head pada Pompa Paralel...45

Gambar 5. 5 Debit Teoritis Vs Head pada Pompa Tunggal 1...46

Gambar 5. 6 Debit Teoritis Vs Head pada Pompa Tunggal 2...46

Gambar 5. 7 Debit Teoritis Vs Head pada Pompa Seri...47

Gambar 5. 8 Debit Teoritis Vs Head pada Pompa Paralel...48

(8)

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Data Pengujian Pompa Tunggal 1... 36

Tabel 2 Data Pengujian Pompa Tunggal 2... 36

Tabel 3 Data Pengujian Pompa Seri...37

Tabel 4 Data Pengujian Pompa Paralel... 37

Tabel 5 Data Hasil Perhitungan Pompa Tunggal 1...40

Tabel 6 Data Hasil Perhitungan Pompa Tunggal 2...40

Tabel 7 Data Hasil Perhitungan Pompa Seri...41

Tabel 8 Data Hasil Perhitungan Pompa Paralel...41

(9)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Saat ini, pompa telah digunakan pada hampir disemua aspek kehidupan, baik pada industri maupun rumah tangga untuk memindahkan berbagai jenis fluida melalui media perpipaan. Salah satu jenis pompa paling banyak digunakan saat ini adalah pompa sentrifugal karena mempunyai bentuk yang sederhana dan harga yang relatif murah.

Prinsip kerja pompa sentrifugal adalah mengubah energi kinetik (kecepatan) cairan menjadi energi potensial (diinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing pompa.

Pada industri perkapalan khususnya pada kapal, pompa tersebut digunakan pada system perpipaan kapal. Pompa menjadi komponen utama yang sangat penting dalam proses pemindahan fluida (fluid transferring) khususnya pada sistem-sistem yang membutuhkan kapasitas aliran yang besar dengan sebuah viskositas fluida kerja yang relatif rendah seperti sistem ballast, sistem bilga, sistem pemadam kebakaran, sistem air tawar, sistem sanitary, dan sistem pendingin mesin. Besarnya kapasitas pompa yang digunakan bervariasi tergantung dari kebutuhan setiap sistem tersebut.

Proses pengoperasian pompa sentrifugal ini untuk memenuhi kebutuhan kapasitas aliran (flow rate) dan tekanan kerja (pressure head) sebuah sistem, dapat dilakukan secara tunggal, seri, maupun paralel. Pengoperasian pompa sentrifugal secara (single operating) sangat berguna apabila kapasitas aliran (flow rate) dan tekanan kerja (pressure head) sistem bekerja di bawah kapasitas aliran (flow rate) dan tekanan kerja pompa.

Pengoperasian pompa sentrifugal secara seri dapat dilakukan apabila sebuah sistem membutuhkan tekanan kerja yang lebih besar yang tidak bisa dilakukan oleh pengoperasian pompa secara tunggal.

1.2. Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum pada laporan ini sebagai berikut :

1. Melihat fenomena yang terjadi akibat dari pengaruh variasi debit terhadap head pada pompa tunggal.

(10)

2. Melihat fenomena yang terjadi akibat dari pengaruh variasi debit terhadap head pada pompa dengan menggunakan rangkaian seri.

3. Melihat fenomena yang terjadi akibat dari pengaruh variasi debit terhadap head pada pompa dengan menggunakan rangkaian paralel.

1.3. Manfaat Praktikum

Manfaat praktikum pada laporan ini sebagai berikut :

1. Praktikan dapat melihat fenomena yang terjadi akibat dari pengaruh variasi debit terhadap head pada pompa tunggal.

2. Praktikan dapat melihat fenomena yang terjadi akibat dari pengaruh variasi debit terhadap head pada pompa dengan menggunakan rangkaian seri.

3. Praktikan dapat melihat fenomena yang terjadi akibat dari pengaruh variasi debit terhadap head pada pompa dengan menggunakan rangkaian paralel.

1.4. Sistematika Penulisan KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL

BAB I PENDAHULUAN

Bab 1 ini berisi tentang latar belakang, tujuan praktikum, manfaat praktikum, dan sistematika penulisan.

BAB II TEORI DASAR

Bab 2 ini berisi tentang pengertian pompa, klasifikasi pompa, dan pompa sentrifugal.

BAB III ALAT DAN BAHAN

Bab 3 ini berisi tentang alat dan bahan pengujian.

BAB IV PROSEDUR KERJA

Bab 4 ini berisi tentang prosedur kerja aktual.

(11)

BAB V PEMBAHASAN

Bab 5 ini berisi tentang tabel data pengujian, pengolahan data, data hasil pengujian, dan analisa data.

BAB VI PENUTUP

Bab 6 ini berisi tentang kesimpulan dan saran.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(12)

BAB II TEORI DASAR

2.1 Pengertian Pompa

Pompa merupakan salah satu komponen mekanis yang sangat penting dalam sistem pemindahan fluida, baik dalam skala kecil maupun besar. Secara umum, pompa dapat diartikan sebagai alat yang digunakan untuk memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara memberikan energi tambahan ke dalam fluida tersebut. Energi ini dapat berupa energi kinetik, energi tekanan, atau kombinasi dari keduanya. Pompa berfungsi untuk mengatasi perbedaan ketinggian, tekanan, atau hambatan aliran dalam suatu sistem perpipaan. Dalam penerapannya, pompa tidak hanya digunakan untuk air, tetapi juga untuk berbagai jenis cairan lain seperti oli, bahan kimia, lumpur, bahkan gas dalam sistem tertentu. Kemampuan pompa untuk memberikan dorongan pada fluida menjadikannya elemen vital dalam sistem transportasi fluida di berbagai sektor industri, pertanian, perumahan, hingga instalasi air bersih dan pengolahan air limbah.

Secara prinsip kerja, pompa mengandalkan suatu bentuk konversi energi dari sumber penggerak menjadi energi yang diteruskan kepada fluida. Energi dari sumber penggerak, yang umumnya berupa motor listrik atau mesin pembakaran dalam, akan menggerakkan bagian utama pompa seperti impeller atau piston, yang selanjutnya akan mendorong fluida untuk mengalir. Proses ini memungkinkan fluida mengalir melawan gravitasi, melawan tekanan balik, atau melalui sistem pipa yang panjang dengan kerugian gesek yang signifikan. Dalam sistem yang lebih kompleks, pompa juga digunakan untuk mengatur tekanan, kecepatan aliran, dan volume fluida yang dialirkan, menjadikannya elemen penting dalam kendali proses industri.

Pompa telah dikenal sejak peradaban kuno dan terus berkembang seiring kemajuan teknologi. Salah satu bentuk awal pompa yang dikenal adalah pompa sekrup Archimedes, yang digunakan untuk mengangkat air dari permukaan rendah ke tempat yang lebih tinggi untuk keperluan irigasi. Sejak saat itu, berbagai jenis dan teknologi pompa telah diciptakan untuk memenuhi kebutuhan yang semakin spesifik. Di era modern, pompa hadir dalam berbagai bentuk, ukuran, dan mekanisme kerja, tergantung pada jenis fluida yang dipindahkan, jumlah debit yang diinginkan, tekanan kerja, serta efisiensi operasional. Pompa kini menjadi komponen utama dalam sistem perpipaan, pengolahan kimia, pengolahan limbah, transportasi fluida pada industri perminyakan, hingga sistem pendingin dan pemanas dalam bangunan.

(13)

Dalam dunia teknik, pompa sering dikategorikan berdasarkan prinsip kerjanya menjadi dua jenis utama, yaitu pompa perpindahan positif (positive displacement pump) dan pompa dinamis (dynamic pump). Pompa perpindahan positif bekerja dengan cara memindahkan volume fluida tertentu melalui ruang tertutup yang berubah-ubah volumenya, seperti pada pompa piston, pompa gear, atau pompa diafragma. Sementara itu, pompa dinamis, seperti pompa sentrifugal dan pompa aksial, bekerja dengan memberikan energi kinetik kepada fluida melalui komponen yang berputar dengan kecepatan tinggi. Energi kinetik ini kemudian dikonversi menjadi energi tekanan saat fluida keluar dari pompa. Perbedaan utama antara keduanya terletak pada cara penambahan energi dan karakteristik alirannya. Pompa dinamis lebih umum digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan debit besar dengan tekanan sedang, sedangkan pompa perpindahan positif lebih cocok untuk fluida dengan viskositas tinggi atau kebutuhan tekanan tinggi dalam volume kecil.

Keberadaan pompa dalam sistem teknik juga berkaitan erat dengan aspek efisiensi dan keselamatan. Sebuah sistem pompa yang baik harus dirancang agar mampu bekerja secara efisien, yakni dengan konsumsi energi yang minimal namun menghasilkan kinerja maksimal.

Dalam hal ini, efisiensi pompa menjadi parameter penting yang perlu diperhatikan, di mana efisiensi dihitung dari perbandingan antara daya hidrolik yang disalurkan ke fluida dengan daya mekanik yang diberikan oleh penggerak. Selain itu, pemilihan jenis pompa yang tepat, perawatan rutin, serta pengoperasian yang sesuai prosedur sangat memengaruhi umur operasional pompa dan kestabilan sistem secara keseluruhan. Kegagalan dalam sistem pompa dapat berakibat fatal, seperti terjadinya kavitasi, kerusakan pada komponen internal, atau bahkan gangguan total pada proses industri yang bergantung pada kelancaran aliran fluida.

Dari sisi rekayasa, pemahaman yang mendalam tentang prinsip kerja, karakteristik, serta aplikasi pompa menjadi penting bagi para teknisi dan insinyur dalam merancang sistem fluida yang handal. Pompa tidak hanya sekadar alat pemindah fluida, tetapi merupakan bagian integral dari sistem yang kompleks, di mana ia harus bekerja selaras dengan pipa, katup, tangki, sensor, dan kontrol otomatisasi. Oleh karena itu, pemilihan pompa tidak bisa dilakukan secara sembarangan. Banyak faktor yang perlu dipertimbangkan, seperti jenis fluida (korosif, abrasif, bersih, kental), temperatur, tekanan kerja, kebutuhan head dan debit, serta faktor ekonomi dan lingkungan. Keseluruhan pertimbangan ini menunjukkan bahwa pemahaman teoritis dan praktis tentang pompa merupakan fondasi penting dalam penguasaan sistem pemindahan fluida, yang aplikasinya sangat luas di dunia teknik modern.

(14)

Gambar 2.1 Pompa (Isnaeni, 2021)

2.2 Prinsip Kerja Pompa

Pompa sebagai perangkat mekanis berperan penting dalam memberikan energi tambahan kepada fluida agar dapat berpindah dari satu tempat ke tempat lain. Prinsip kerja pompa secara umum adalah mengubah energi mekanik yang dihasilkan oleh penggerak, seperti motor listrik atau mesin pembakaran dalam, menjadi energi fluida yang berupa tekanan (pressure energy), kecepatan (kinetic energy), atau ketinggian (potential energy). Energi ini menyebabkan fluida mampu melawan gaya gravitasi, hambatan gesekan dalam pipa, dan perbedaan tekanan antar titik dalam sistem perpipaan. Dalam praktiknya, dua prinsip utama yang digunakan dalam operasi pompa adalah prinsip konservasi energi dan hukum Bernoulli.

Hukum Bernoulli menyatakan bahwa dalam aliran fluida ideal (tanpa gesekan dan kompresibilitas diabaikan), jumlah dari tekanan statis, tekanan dinamis, dan tekanan gravitasi adalah konstan sepanjang satu garis arus. Secara matematis, persamaan Bernoulli dapat ditulis sebagai:

P ρg

+

^V²

2g

+ z = konstanta

Dimana;

P = tekanan fluida ρ = massa jenis fluida v = kecepatan aliran g = percepatan gravitasi z = ketinggian atau elevasi

(15)

Dalam sistem pompa, hukum ini digunakan untuk memahami bagaimana energi ditransfer dari pompa ke fluida. Ketika pompa bekerja, ia menambah salah satu atau lebih dari komponen energi dalam persamaan tersebut, biasanya dalam bentuk energi tekanan dan energi ketinggian.

Gambar 2.2 Hukum Bernoulli pada fluida (Isnaeni, 2021)

Pada pompa dinamis seperti pompa sentrifugal, prinsip kerja utama adalah memberikan energi kinetik kepada fluida melalui impeller yang berputar dengan kecepatan tinggi. Fluida yang masuk ke pusat impeller akan terdorong ke arah luar karena gaya sentrifugal, sehingga kecepatannya meningkat. Setelah keluar dari impeller, energi kinetik fluida tersebut akan dikonversi menjadi energi tekanan saat fluida memasuki ruang volute atau diffuser.

Transformasi ini menyebabkan tekanan fluida meningkat secara signifikan dan memungkinkan fluida mengalir ke titik yang lebih tinggi atau melawan sistem tekanan yang lebih besar. Head yang dihasilkan oleh pompa sentrifugal secara teoritis berkaitan dengan kecepatan tepi impeller, dan dapat ditulis sebagai:

H =

^V²

2g

Dimana;

v= kecepatan tangensial fluida pada tepi impeller g= percepatan gravitasi

Oleh karena itu, semakin besar diameter impeller atau kecepatan putarnya, semakin besar pula head yang dihasilkan. Berbeda dengan pompa dinamis, pompa perpindahan positif bekerja dengan cara menjebak volume fluida tertentu dalam ruang tertutup, lalu mendorongnya ke sisi keluar secara paksa. Energi yang diberikan bersifat langsung dan konstan, tidak bergantung

(16)

pada kecepatan aliran. Prinsip ini memungkinkan pompa perpindahan positif menghasilkan tekanan tinggi meskipun dengan debit aliran yang kecil. Salah satu karakteristik utama dari pompa ini adalah bahwa tekanan yang dihasilkan tergantung pada resistansi sistem, bukan pada karakteristik pompa itu sendiri. Dalam sistem perpindahan fluida, perbedaan tekanan yang dibangkitkan oleh pompa akan menimbulkan aliran, sebagaimana dinyatakan dalam hukum dasar aliran fluida bahwa:

Q

=

^ΔP_R

Dimana;

Q = debit aliran

ΔP = perbedaan tekanan antara sisi hisap dan sisi tekan R = hambatan sistem

Rumus ini secara sederhana menunjukkan bahwa semakin besar tekanan yang dihasilkan oleh pompa, maka semakin besar pula laju aliran fluida yang mampu dihasilkan, dengan asumsi hambatan sistem tetap.

Gambar 2.3 Pompa Sentrifugal (Putra, 2020)

Dalam sistem nyata, pompa harus mengatasi berbagai kerugian energi, termasuk kerugian akibat gesekan dinding pipa, perubahan arah aliran, dan komponen sistem lainnya.

Oleh karena itu, pompa harus dirancang dengan mempertimbangkan total head sistem yang mencakup head hisap, head tekan, dan head kerugian. Total head (Total Dynamic Head atau

(17)

TDH) yang dibutuhkan oleh sistem dan rugian tekanan karena gesekan dan komponen minor seperti katup dan belokan. Dapat dirumuskan sebagai:

Htotal=Hdischarge−Hsuction+hf

hf=f ⋅

_D^L

⋅

₂^V_g²

Dimana;

hf= kerugian tekanan karena gesekan dan komponen minor f = faktor gesekan

L = panjang pipa D = diameter pipa

Persamaan ini menunjukkan pentingnya desain sistem pipa dalam menunjang efisiensi kerja pompa.

Selama beroperasi, pompa tidak hanya memberikan tekanan kepada fluida, tetapi juga mengalami kehilangan energi karena efisiensi mekanik, efisiensi hidrolik, dan efisiensi volumetrik yang kurang dari 100%. Oleh karena itu, efisiensi total pompa (η) menjadi parameter penting yang menunjukkan seberapa baik pompa mengubah daya input menjadi daya yang bermanfaat bagi fluida.

Gambar 2.4 Grafik Pompa Sentrifugal (Putra, 2020)

(18)

Secara keseluruhan, prinsip kerja pompa melibatkan interaksi antara hukum fisika fluida, energi mekanik, dan sistem perpipaan. Pemahaman mendalam terhadap prinsip kerja ini sangat penting dalam proses perancangan, pengoperasian, dan pemeliharaan sistem pemompaan yang andal dan efisien. Dalam praktiknya, berbagai parameter seperti tinggi hisap, tinggi tekan, kecepatan putar impeller, viskositas fluida, dan suhu operasi harus diperhitungkan agar pompa bekerja pada titik operasi yang optimal. Oleh karena itu, prinsip kerja pompa tidak hanya bersifat teoritis, tetapi juga sangat aplikatif dan menjadi dasar dalam hampir seluruh bidang teknik yang melibatkan pemindahan fluida.

2.3 Jenis-Jenis Pompa

Pompa dalam praktik keteknikan terbagi ke dalam berbagai jenis berdasarkan prinsip kerjanya, karakteristik aliran, dan aplikasi penggunaannya. Secara umum, pompa dapat dikelompokkan menjadi dua kategori utama, yaitu pompa dinamis dan pompa perpindahan positif. Keduanya memiliki mekanisme dan karakteristik yang berbeda dalam memindahkan fluida. Pompa dinamis, seperti pompa sentrifugal, bekerja dengan memberikan energi kinetik kepada fluida melalui elemen berputar seperti impeller. Fluida yang masuk ke dalam impeller dipercepat oleh gaya sentrifugal, dan kemudian energi kinetiknya diubah menjadi energi tekanan saat fluida keluar dari pompa. Keunggulan dari pompa jenis ini adalah kemampuannya mengalirkan fluida dalam volume besar dengan tekanan yang relatif stabil, sehingga banyak digunakan pada sistem perpipaan industri, sistem pendingin, hingga instalasi air bersih.

Gambar 2.5 Pompa Dinamis (Putra, 2020)

(19)

Sementara itu, pompa perpindahan positif bekerja dengan prinsip menjebak sejumlah volume fluida dalam ruang tertentu lalu mendorongnya keluar secara mekanis. Volume yang dipindahkan bersifat tetap untuk setiap siklus kerja pompa, sehingga jenis pompa ini sangat cocok digunakan dalam aplikasi yang memerlukan tekanan tinggi atau penanganan fluida dengan viskositas tinggi. Contoh dari pompa perpindahan positif adalah pompa piston, pompa diafragma, dan pompa gear. Pompa piston menggunakan gerak bolak-balik untuk mengisap dan menekan fluida, sedangkan pompa gear menggunakan gerak putar roda gigi untuk mengangkut fluida melalui ruang antar gigi. Karena kemampuannya mempertahankan aliran meskipun ada fluktuasi tekanan dalam sistem, pompa perpindahan positif banyak digunakan dalam industri kimia, farmasi, dan pemrosesan makanan yang membutuhkan ketelitian aliran.

Selain berdasarkan prinsip kerjanya, pompa juga dapat diklasifikasikan berdasarkan arah aliran fluida terhadap sumbu pompa, seperti pompa aksial, radial, dan campuran. Pompa aksial mendorong fluida sejajar dengan poros pompa dan biasanya digunakan untuk aplikasi debit besar dengan head rendah. Sebaliknya, pompa radial seperti pompa sentrifugal menghasilkan aliran yang keluar secara tegak lurus terhadap poros, menghasilkan head tinggi dan cocok untuk tekanan sedang hingga tinggi.

Gambar 2.6 Pompa perpindahan positif (Rizky, 2021)

Khusus dalam konteks percobaan pompa seri dan paralel, pompa yang digunakan umumnya adalah jenis pompa sentrifugal. Pompa ini sangat umum karena konstruksinya yang sederhana, biaya operasional yang relatif rendah, serta kemampuannya untuk bekerja dalam berbagai konfigurasi sistem. Dalam konfigurasi seri, dua pompa atau lebih dihubungkan sedemikian rupa sehingga fluida yang keluar dari pompa pertama langsung masuk ke pompa berikutnya. Tujuan dari penyusunan pompa secara seri adalah untuk meningkatkan total head sistem. Sebaliknya, dalam konfigurasi paralel, dua pompa atau lebih bekerja secara bersamaan dalam jalur terpisah dan menyuplai fluida ke sistem utama. Konfigurasi paralel bertujuan untuk meningkatkan total debit aliran sistem. Perbedaan cara kerja ini memberikan efek berbeda

(20)

terhadap karakteristik aliran dan tekanan, sehingga penting untuk memahami pengaruh konfigurasi pompa terhadap performa sistem secara keseluruhan.

Gambar 2.7 Instalasi Pompa Seri (Sukma, 2015)

2.4 Konfigurasi Pompa Seri dan Paralel

Dalam sistem pemompaan, konfigurasi pompa sangat menentukan performa dan efisiensi dari pemindahan fluida. Dua konfigurasi umum yang sering digunakan dalam dunia actor adalah konfigurasi pompa seri dan paralel. Keduanya memiliki prinsip kerja dan hasil yang sangat berbeda, baik dalam hal total head maupun debit aliran, sehingga pemahaman mendalam terhadap karakteristik masing-masing konfigurasi menjadi penting dalam proses perancangan dan pengoperasian sistem. Konfigurasi pompa seri merupakan sistem di mana dua atau lebih pompa dihubungkan secara berurutan, sehingga fluida yang keluar dari pompa pertama langsung masuk ke pompa kedua, dan seterusnya. Dalam sistem ini, aliran fluida (debit) yang melewati setiap pompa adalah sama, namun tekanan (head) yang dihasilkan oleh masing-masing pompa akan saling menambah. Oleh karena itu, konfigurasi seri sangat efektif untuk mencapai head total yang tinggi tanpa harus menggunakan satu pompa tunggal berkapasitas besar, yang secara teknis dan ekonomis mungkin tidak efisien atau sulit direalisasikan.

Secara teoritis, total head dalam sistem pompa seri merupakan penjumlahan dari head yang dihasilkan masing-masing pompa. Jika dua pompa actor dioperasikan secara seri, maka head total menjadi dua kali lipat dibandingkan satu pompa tunggal, sementara debitnya tetap.

Hal ini didasarkan pada prinsip dasar hukum kontinuitas dan hukum Bernoulli, yang menyatakan bahwa dalam suatu sistem tertutup, debit fluida harus konstan di seluruh bagian

(21)

sistem, dan tekanan fluida akan bertambah karena energi yang diberikan oleh masing-masing pompa. Konfigurasi seri sering dijumpai pada aplikasi yang membutuhkan pemindahan fluida ke ketinggian yang sangat tinggi, seperti dalam instalasi air di actor pencakar langit atau sistem irigasi pada daerah bertingkat. Penggunaan konfigurasi ini memungkinkan pencapaian head yang tidak dapat dijangkau oleh satu pompa saja, serta memberikan fleksibilitas dalam pengaturan operasi sistem.

Sebaliknya, konfigurasi pompa paralel adalah sistem di mana dua atau lebih pompa dihubungkan ke jalur isap dan tekan yang sama, namun masing-masing pompa mengambil dan mendorong fluida secara terpisah dan bersamaan ke sistem utama. Dalam sistem ini, tekanan atau head yang dihasilkan akan tetap sama dengan satu pompa tunggal, tetapi debit total yang dihasilkan adalah penjumlahan dari debit masing-masing pompa. Artinya, konfigurasi paralel bertujuan untuk meningkatkan kapasitas aliran tanpa meningkatkan head. Sistem paralel sangat cocok untuk aplikasi yang memerlukan pengaliran fluida dalam volume besar, seperti pada sistem pendingin actory, pengisian actor besar, atau distribusi air kota. Dalam banyak kasus, sistem paralel juga memberikan kelebihan berupa redundansi, yakni jika salah satu pompa mengalami kegagalan, pompa lainnya masih dapat beroperasi dan menjaga agar aliran fluida tetap berjalan meskipun dengan kapasitas yang lebih kecil.

Karakteristik dari kedua konfigurasi ini juga dapat dilihat dari kurva performa sistem dan pompa. Pada sistem seri, kurva performa total akan menunjukkan kenaikan head pada debit yang sama, sedangkan pada sistem paralel, kurva akan menunjukkan kenaikan debit pada head yang sama. Dalam pengujian praktikum, karakteristik ini dapat diamati dengan mencatat perubahan head dan debit pada berbagai kondisi pembebanan, lalu memplotnya dalam grafik untuk melihat kecenderungan yang terbentuk. Penggunaan kurva ini tidak hanya penting dalam mengevaluasi kinerja pompa, tetapi juga sangat berguna dalam proses seleksi pompa di dunia actory. Selain itu, perlu dicatat bahwa dalam kenyataannya, penjumlahan head atau debit tidak selalu linier karena adanya actor kerugian energi seperti gesekan, turbulensi, atau ketidakseimbangan mekanis. Oleh sebab itu, analisis teknis yang matang dan perhitungan head kerugian sangat diperlukan untuk memastikan sistem berjalan optimal.

(22)

Gambar 2.8 Kurva performa pompa tunggal dan paralel (Sukma, 2015)

Implementasi dari konfigurasi seri dan paralel juga membawa implikasi terhadap aspek pemeliharaan dan efisiensi energi. Pada sistem seri, pompa yang digunakan harus memiliki spesifikasi yang mampu menahan tekanan tinggi di sisi masuk pompa kedua dan seterusnya. Ini berarti pompa dalam konfigurasi seri cenderung memiliki desain yang lebih kokoh dan memerlukan perhatian khusus terhadap tekanan kerja maksimum. Sedangkan dalam sistem paralel, tantangan utamanya adalah memastikan keseragaman pembebanan di antara pompa, karena perbedaan kecil dalam karakteristik dapat menyebabkan salah satu pompa bekerja lebih berat dibandingkan yang lain. Oleh karena itu, dalam sistem paralel sering digunakan sistem kontrol otomatis yang dapat menyeimbangkan kerja antar pompa dan menjaga kestabilan tekanan serta aliran.

Dengan memahami karakteristik dan prinsip kerja kedua konfigurasi ini, pengguna dapat merancang sistem pemompaan yang sesuai dengan kebutuhan teknis dan operasionalnya.

Sistem seri menawarkan solusi praktis untuk kebutuhan tekanan tinggi, sementara sistem paralel menyediakan kapasitas aliran yang besar dan fleksibilitas dalam pengoperasian. Dalam dunia nyata, kombinasi dari kedua konfigurasi ini bahkan sering digunakan dalam sistem kompleks, seperti instalasi air bersih di kota besar, jaringan irigasi terintegrasi, maupun industri pengolahan yang membutuhkan aliran fluida dalam skala besar dan variatif. Oleh karena itu, pemahaman teori dasar tentang konfigurasi pompa seri dan paralel menjadi landasan penting dalam pembelajaran dan penerapan teknologi pemompaan yang efisien dan handal.

(23)

Gambar 2.9 Kurva Efesiensi pompa (Yulianto, 2017)

2.5 Parameter Performa Pompa

Untuk dapat mengevaluasi dan memahami kinerja suatu pompa secara menyeluruh, diperlukan penguasaan terhadap berbagai parameter performa yang menggambarkan kemampuan pompa dalam memindahkan fluida. Parameter-parameter ini antara lain meliputi debit aliran (flow rate), head (ketinggian tekanan), daya (power), efisiensi, dan Net Positive Suction Head (NPSH). Masing-masing parameter tersebut saling berhubungan dan berkontribusi dalam menentukan performa total dari sebuah sistem pemompaan.Debit aliran atau flow rate (Q) adalah volume fluida yang dipindahkan oleh pompa per satuan waktu, yang umumnya dinyatakan dalam satuan liter per detik (L/s), meter kubik per jam (m³/h), atau galon per menit (GPM). Besarnya debit dipengaruhi oleh kecepatan putaran impeller, bentuk dan ukuran impeller, serta kondisi sistem aliran itu sendiri. Dalam praktiknya, debit ini diukur dengan menggunakan alat flowmeter atau dihitung dari volume fluida yang keluar dalam interval waktu tertentu.

Salah satu parameter utama lainnya adalah head (H), yang menunjukkan besarnya energi per satuan berat fluida yang diberikan oleh pompa. Head dinyatakan dalam satuan panjang, biasanya meter (m), dan mencerminkan total energi potensial, kinetik, serta tekanan yang dimiliki oleh fluida akibat kerja pompa. Head sering kali dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu head hisap (suction head), head tekan (discharge head), dan head total (total dynamic head). Head total dapat dihitung dengan rumus:

H =

^Hd

-

^Hs

+

^hf

Dimana;

(24)

H_d = head pada sisi tekan H_s = head pada sisi hisap h_f = head loss akibat gesekan

Parameter lain yang tidak kalah penting adalah daya pompa atau power. Daya yang dibutuhkan oleh pompa (brake horsepower, BHP) tergantung pada debit, head, dan berat jenis fluida. Rumus untuk menghitung daya hidrolik (water horsepower, WHP) yang disalurkan ke fluida adalah:

WHP

=

^ρ^⋅^g₁₀₀₀^⋅^Q^⋅^H

Dimana;

ρ = massa jenis fluida (kg/m³) g = percepatan gravitasi (9,81 m/s²) Q= debit aliran (m³/s)

H= head total (m)

Daya aktual yang disuplai ke pompa dari motor akan lebih besar dari WHP karena adanya kehilangan energi akibat friksi mekanis dan hidrolik, serta kebocoran internal. Oleh karena itu, efisiensi pompa perlu diperhitungkan untuk mengetahui seberapa baik pompa mengubah energi input menjadi energi fluida.

Karakteristik performa pompa secara keseluruhan dapat digambarkan dalam kurva karakteristik pompa, yang merupakan grafik hubungan antara head, debit, daya, dan efisiensi.

Kurva ini sangat penting untuk menentukan titik kerja optimal pompa yang biasa disebut Best Efficiency Point (BEP). Pada titik ini, pompa bekerja dengan efisiensi maksimum dan sistem berjalan dengan performa yang paling ekonomis. Pemilihan pompa yang tidak sesuai dengan kebutuhan sistem akan menyebabkan pompa bekerja di luar titik BEP, yang dapat mengakibatkan getaran, kebisingan, konsumsi energi tinggi, bahkan kerusakan dini.

Dengan mempertimbangkan semua parameter tersebut, perancang sistem dan operator dapat memastikan bahwa pompa yang dipilih dan dikendalikan sesuai dengan kebutuhan spesifik sistem. Hal ini tidak hanya menjamin performa yang optimal tetapi juga memperpanjang umur pakai pompa dan menurunkan biaya pemeliharaan serta konsumsi energi. Oleh karena itu, pemahaman terhadap parameter performa pompa merupakan fondasi penting dalam ilmu teknik fluida dan sistem pemompaan modern.

(25)

Gambar 2.10 Kurva BEP pompa (Yulianto, 2017)

(26)

BAB III

ALAT DAN BAHAN

1.1. Alat dan Bahan Uji

Adapun alat dan bahan uji yang digunakan pada praktikum ini adalah sebagai berikut : 1. Pompa

Pompa digunakan memindahkan air dari satu tempat ke tempat yang lain.

Gambar 3. 1 Pompa 2. Katup 1 sampai 6

Katup 1 sampai 6 digunakan untuk mengatur aliran.

Gambar 3. 2 Katup 1

(27)

Gambar 3. 3Katup 2

Gambar 3. 4 Katup 6

Gambar 3. 5 Katup 5

Gambar 3. 6 Katup 4

(28)

Gambar 3. 7 Katup 3 3. Box air

Box air digunakan untuk menampung air.

Gambar 3. 8 Box Air 4. Gelas ukur

Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume air.

Gambar 3. 9 Gelas Ukur 5. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk mengatur waktu saat pengukuran volume air.

(29)

Gambar 3. 10 Stopwatch 6. Penggaris

Penggaris digunakan untuk mengukur ketinggian H1 dan H0.

Gambar 3. 11 Penggaris 7. Pressure gauge

Pressure gauge digunakan untuk mengukur tekanan.

Gambar 3. 12 Pressure Gauge

(30)

BAB IV

PROSEDUR KERJA

4.1. Prosedur Pengujian Aktual

Adapun prosedur pengujian aktual pada praktikum ini adalah sebagai berikut : 1. Ukur ketinggian air (H0) pada V-notch dengan penggaris.

Gambar 4. 1 Pengukuran Ketinggian air (H0)

a. Pengujian pompa tunggal 1

1. Buka penuh katup 1 dan tutup penuh katup yang lain.

Gambar 4. 2 Pembukaan Katup 1 2. Hidupkan pompa 1.

(31)

Gambar 4. 3 Penghidupan Pompa 1 3. Buka secara perlahan-lahan katup 3 sehingga terbuka penuh.

Gambar 4. 4 Pembukaan Katup 3 secara Perlahan-Lahan

4. Buka secara perlahan-lahan katup 6 sehingga terbuka penuh, lalu tunggu sekitar 1 menit agar air mengalir stabil.

Gambar 4. 5 Pembukaan Katup 6 secara Perlahan-Lahan 5. Tutup secara perlahan-lahan katup 1 sehingga tertutup penuh.

(32)

Gambar 4. 6 Penutupan Katup 1

6. Tutup secara perlahan-lahan katup 6 sehingga tekanan pada pressure gauge (P1) menunjukkan tekanan 0,2 bar.

Gambar 4. 7 Penutupan Katup 6 7. Ukur ketinggian air (H1) di dalam box air.

Gambar 4. 8 Pengukuran Tinggi Air (H1)

8. Ukur debit air yang keluar dari V-notch menggunakan gelas ukur dan ukur juga waktu yang diperlukan hingga debit yang keluar mencapai 500 mL.

(33)

Gambar 4. 9 Pengukuran Debit Air dan Waktu yang Diperlukan 9. Catat kenaikan tinggi air (H1), debit air, dan waktu yang diperlukan.

Gambar 4. 10 Pencatatan Kenaikan Tinggi Air (H1), Debit Air, dan Waktu

10. Ulangi langkah 6 sampai 9 untuk tiap kenaikan tekanan 0,2 bar hingga tekanan menunjukkan angka 2 bar.

Gambar 4. 11 Pengulangan Langkah 6 Sampai 9 11. Matikan Pompa 1.

(34)

Gambar 4. 12 Pematian Pompa 1 b. Pengujian pompa tunggal 2

1. Buka penuh katup 4, 5, dan 6 serta tutup penuh katup yang lain.

Gambar 4. 13 Pembukaan Katup 4

(35)

Gambar 4. 15 Pembukaan Katup 6 2. Hidupkan pompa 2.

Gambar 4. 16 Penghidupan Pompa 2 3. Tutup secara perlahan-lahan katup 4 sehingga tertutup penuh.

(36)

(37)

Gambar 4. 22 Pengulangan Langkah 4 Sampai 7 9. Matikan Pompa 2.

Gambar 4. 23 Pematian Pompa 2 c. Pengujian pompa seri

1. Buka penuh katup 1 dan 4 kemudian tutup penuh katup yang lain.

(38)

Gambar 4. 25 Pembukaan Katup 4 2. Hidupkan pompa 1 dan 2.

Gambar 4. 26 Penghidupan Pompa 1 dan 2 3. Buka secara perlahan-lahan katup 2 sehingga terbuka penuh.

(39)

Gambar 4. 27 Pembukaan Katup 2 4. Buka secara perlahan-lahan katup 6 sehingga terbuka penuh.

5. Tutup secara perlahan-lahan katup 1 dan katup 4 sehingga tertutup penuh.

(40)

(41)

Gambar 4. 35 Pengulangan Langkah 6 Sampai 9 11. Matikan Pompa 1 dan 2.

(42)

Gambar 4. 36 Pematian Pompa 1 dan 2 d. Pengujian pompa paralel

1. Buka penuh katup 1, 4, dan 5 kemudian tutup penuh katup yang lain.

(43)

Gambar 4. 39 Pembukaan Katup 5 2. Hidupkan pompa 1 dan 2.

Gambar 4. 40 Pembukaan Pompa 1 dan 2 3. Buka secara perlahan-lahan katup 3 sehingga terbuka penuh.

Gambar 4. 41 Pembukaan Katup 3 4. Buka secara perlahan-lahan katup 6 sehingga terbuka penuh.

(44)

5. Tutup secara perlahan-lahan katup 1 dan 4 sehingga tertutup penuh.

(45)

(46)

Gambar 4. 49 Pengulangan Langkah 6 Sampai 9 11. Matikan Pompa 1 dan 2.

Gambar 4. 50 Pematian Pompa 1 dan 2

(47)

BAB V PEMBAHASAN

5.1. Tabel Data Pengujian

1. Data pengujian pompa tunggal 1

Tabel 1 Data Pengujian Pompa Tunggal 1

No H0

(m)

H1

(m)

P (Pa)

V (m³)

t (s)

1 0,12 0,173 25x10³ 0,0005 2,47

2 0,12 0,165 50x10³ 0,0005 2,44

3 0,12 0,166 75x10³ 0,0005 2,40

4 0,12 0,167 10⁵ 0,0005 2,33

5 0,12 0,162 1,2x10⁵ 0,0005 3,14

6 0,12 0,160 1,4x10⁵ 0,0005 3,67

7 0,12 0,158 1,6x10⁵ 0,0005 5,24

8 0,12 0,156 1,8x10⁵ 0,0005 7,10

9 0,12 0,154 2x10⁵ 0,0005 11,14

2. Data pengujian pompa tunggal 2

Tabel 2 Data Pengujian Pompa Tunggal 2

No H0

(m)

H1

(m)

P (Pa)

V (m³)

t (s)

1 0,12 0,172 25x10³ 0,0005 1,9

2 0,12 0,168 50x10³ 0,0005 1,74

3 0,12 0,166 75x10³ 0,0005 2,9

4 0,12 0,164 10⁵ 0,0005 2,16

5 0,12 0,163 1,2x10⁵ 0,0005 3,07

6 0,12 0,161 1,4x10⁵ 0,0005 3,87

7 0,12 0,160 1,6x10⁵ 0,0005 5,35

8 0,12 0,157 1,8x10⁵ 0,0005 7,57

9 0,12 0,155 2x10⁵ 0,0005 8,35

(48)

3. Data pengujian pompa seri

Tabel 3 Data Pengujian Pompa Seri

No H0

(m)

H1

(m)

P (Pa)

V (m³)

t (s)

1 0,12 0,171 25x10³ 0,0005 1,62

2 0,12 0,170 50x10³ 0,0005 1,47

3 0,12 0,170 75x10³ 0,0005 1,62

4 0,12 0,170 10⁵ 0,0005 1,48

5 0,12 0,170 1,2x10⁵ 0,0005 1,63

6 0,12 0,172 1,4x10⁵ 0,0005 1,64

7 0,12 0,171 1,6x10⁵ 0,0005 1,48

8 0,12 0,169 1,8x10⁵ 0,0005 1,7

9 0,12 0,168 2x10⁵ 0,0005 1,82

4. Data pengujian pompa paralel

Tabel 4 Data Pengujian Pompa Paralel

No H0

(m)

H1

(m)

P (Pa)

V (m³)

t (s)

1 0,12 0,182 25x10³ 0,0005 1,04

2 0,12 0,181 50x10³ 0,0005 0,73

3 0,12 0,178 75x10³ 0,0005 0,94

4 0,12 0,177 10⁵ 0,0005 0,88

5 0,12 0,176 1,2x10⁵ 0,0005 1,08

6 0,12 0,174 1,4x10⁵ 0,0005 1,08

7 0,12 0,172 1,6x10⁵ 0,0005 1,13

8 0,12 0,170 1,8x10⁵ 0,0005 1,64

9 0,12 0,166 2x10⁵ 0,0005 2,66

5.2. Pengolahan Data

 Diketahui :

- Massa jenis (ρ) = 998 kg

m³

(49)

- Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m s²

- Sudut (θ) = 90°

- Koefisien discharge (Cd) = 0,578 - Minor loss (Kn) = 0,008

 Ditanya : a. ∆ H ? b. Qaktual ? c. He ? d. Qteoritis

 Penyelesaian a. ∆ H = H1 – H0

1. Pompa tunggal 1

∆ H = 0,162 m – 0,120 m

= 0,042 m 2. Pompa tunggal 2

∆ H = 0,163 m – 0,120 m

= 0,043 m 3. Pompa seri

∆ H = 0,170 m – 0,120 m

= 0,05 m 4. Pompa paralel

∆ H = 0,176 m – 0,120 m

= 0,056 m

b. Qaktual = V

t 1. Pompa tunggal 1

Qaktual = 0,0005m³ 3,14s

= 0,00015924 m³ s 2. Pompa tunggal 2

Qaktual = 0,0005m³ 3,07s

= 0,000163 m³ s

(50)

3. Pompa seri

Qaktual = 0,0005m³ 1,63s

= 0,0003068 m³ s 4. Pompa paralel

Qaktual = 0,0005m³ 1,08s

= 0,000463 m³ s c. He = ∆ H + Kn

1. Pompa tunggal 1

He = 0,042 m + 0,008

= 0,05 m 2. Pompa tunggal 2

He = 0,043 m + 0,008

= 0,051 m 3. Pompa seri

He = 0,05 m + 0,008

= 0,058 m 4. Pompa paralel

He = 0,056 m + 0,008

= 0,064 m

d. Qteoritis = C_d 8

15

√

²^g^tan^θ₂^He 5 2

1. Pompa tunggal 1 Qteoritis = 0,578x 8

15

√

²^x⁹^,⁸¹^m^s²^tan⁹⁰² ⁰^,05^m⁵²

= 0,000763 m³ s 2. Pompa tunggal 2

(51)

Qteoritis = 0,578x 8

15

√

²^x⁹^,⁸¹^m^s²^tan⁹⁰² ^0,051^m⁵²

= 0,000802 m³ s 3. Pompa seri

15

√

²^x⁹^,⁸¹^m^s²^tan⁹⁰² ^0,058^m⁵²

= 0,001106 m³ s 4. Pompa paralel

15

√

²^x⁹^,⁸¹^m^s²^tan⁹⁰² ^0,064^m⁵²

= 0,001414 m³ s

5.3. Data Hasil Perhitungan

1. Data hasil perhitungan pompa tunggal 1

Tabel 5 Data Hasil Perhitungan Pompa Tunggal 1

No

H0 H1 P V t ∆ H Qaktual He Qteoritis

(m) (m) (Pa) (m³) (s) (m)

(

^m^s³

)

^(m) ^m^s³

1 0,12 0,173 25x10³ 0,0005 2,47 0,053 0,0002024291 0,061 0,001254 2 0,12 0,165 50x10³ 0,0005 2,44 0,045 0,0002049180 0,053 0,000883 3 0,12 0,166 75x10³ 0,0005 2,4 0,046 0,0002083333 0,054 0,000925 4 0,12 0,167 105 0,0005 2,33 0,047 0,0002145923 0,055 0,000968 5 0,12 0,162 1,2x10⁵ 0,0005 3,14 0,042 0,0001592357 0,05 0,000763 6 0,12 0,16 1,4x10⁵ 0,0005 3,67 0,04 0,0001362398 0,048 0,000689 7 0,12 0,158 1,6x10⁵ 0,0005 5,24 0,038 0,0000954198 0,046 0,000619 8 0,12 0,156 1,8x10⁵ 0,0005 7,1 0,036 0,0000704225 0,044 0,000554 9 0,12 0,154 2x10⁵ 0,0005 11,14 0,034 0,0000448833 0,042 0,000493

2. Data hasil perhitungan pompa tunggal 2

Tabel 6 Data Hasil Perhitungan Pompa Tunggal 2

(52)

No

(m) (m) (Pa) (m^3) (s) (m)

(

^m^s³

)

^(m) ^m^s³

1 0,12 0,172 25x10³ 0,0005 1,9 0,052 0,0002631579 0,06 0,001203 2 0,12 0,168 50x10³ 0,0005 1,74 0,048 0,0002873563 0,056 0,001013 3 0,12 0,166 75x10³ 0,0005 2,9 0,046 0,0001724138 0,054 0,000925 4 0,12 0,164 105 0,0005 2,16 0,044 0,0002314815 0,052 0,000842 5 0,12 0,163 1,2x10⁵ 0,0005 3,07 0,043 0,0001628664 0,051 0,000802 6 0,12 0,161 1,4x10⁵ 0,0005 3,87 0,041 0,0001291990 0,049 0,000725 7 0,12 0,16 1,6x10⁵ 0,0005 5,35 0,04 0,0000934579 0,048 0,000689 8 0,12 0,157 1,8x10⁵ 0,0005 7,57 0,037 0,0000660502 0,045 0,000586 9 0,12 0,155 2x10⁵ 0,0005 8,35 0,035 0,0000598802 0,043 0,000523

3. Data hasil perhitungan pompa seri

Tabel 7 Data Hasil Perhitungan Pompa Seri

No

(m) (m) (Pa) (m³) (s) (m)

(

^m^s³

)

^(m) ^m^s³

1 0,12 0,171 25x10³ 0,0005 1,62 0,051 0,0003086420 0,059 0,001154 2 0,12 0,17 50x10³ 0,0005 1,47 0,05 0,0003401361 0,058 0,001106 3 0,12 0,17 75x10³ 0,0005 1,62 0,05 0,0003086420 0,058 0,001106 4 0,12 0,17 105 0,0005 1,48 0,05 0,0003378378 0,058 0,001106 5 0,12 0,17 1,2x10⁵ 0,0005 1,63 0,05 0,0003067485 0,058 0,001106 6 0,12 0,172 1,4x10⁵ 0,0005 1,64 0,052 0,0003048780 0,06 0,001203 7 0,12 0,171 1,6x10⁵ 0,0005 1,48 0,051 0,0003378378 0,059 0,001154 8 0,12 0,169 1,8x10⁵ 0,0005 1,7 0,049 0,0002941176 0,057 0,001059 9 0,12 0,168 2x10⁵ 0,0005 1,82 0,048 0,0002747253 0,056 0,001013

4. Data hasil perhitungan pompa paralel

Tabel 8 Data Hasil Perhitungan Pompa Paralel

No

(m) (m) (Pa) (m^3) (s) (m)

(

^m^s³

)

^(m) ^m^s³

1 0,12 0,182 25x10³ 0,0005 1,04 0,062 0,0004807692 0,07 0,001769

(53)

2 0,12 0,181 50x10³ 0,0005 0,73 0,061 0,0006849315 0,069 0,001707 3 0,12 0,178 75x10³ 0,0005 0,94 0,058 0,0005319149 0,066 0,001527 4 0,12 0,177 105 0,0005 0,88 0,057 0,0005681818 0,065 0,00147 5 0,12 0,176 1,2x10⁵ 0,0005 1,08 0,056 0,0004629630 0,064 0,001414 6 0,12 0,174 1,4x10⁵ 0,0005 1,08 0,054 0,0004629630 0,062 0,001306 7 0,12 0,172 1,6x10⁵ 0,0005 1,13 0,052 0,0004424779 0,06 0,001203 8 0,12 0,17 1,8x10⁵ 0,0005 1,64 0,05 0,0003048780 0,058 0,001106 9 0,12 0,166 2x10⁵ 0,0005 2,66 0,046 0,0001879699 0,054 0,000925

5.4. Analisa Data

a. Debit aktual Vs head pompa

1. Pompa tunggal 1 dan pompa tunggal 2

0.053 0.045 0.046 0.047 0.042 0.04 0.038 0.036 0.034 0

0.00005 0.0001 0.00015 0.0002 0.00025

0.00020242910.0002049180.00020833330.0002145923 0.0001592357

0.0001362398 0.0000954198

0.0000704225 0.0000448833

Debit Aktual Vs Head pada Pompa Tunggal 1

Pompa Tunggal 1 Head Pompa (m)

Debit Aktual Pompa (m^3/s)

Gambar 5. 1 Debit Aktual Vs Head pada Pompa Tunggal 1

Pada gambar 5.1 di atas, dapat dilihat bahwa awalnya debit aktual pompa memang naik, tetapi semakin lama pompa bekerja semakin turun besar debit aktualnya. Setelah titik puncak, debit dan head menurun, yang menandakan bahwa pompa telah mencapai batas efisiensi maksimal dan mengalami penurunan performa. Titik tertinggi pada diagram menunjukkan head maksimum yang dapat dicapai pompa pada debit tertentu. Di

(54)

mana titik maksimum tersebut menghasilkan debit aktual sebesar 0,000214592 m³ s dengan head 0,047 m.

Setelah titik maksimum, head mulai turun drastis. Hal ini menunjukkan bahwa overload debit atau peningkatan aliran melebihi kapasitas optimal yang menyebabkan kinerja pompa menurun, yang umum terjadi akibat kavitasi atau hambatan aliran.

Untuk sistem perpompaan yang efisien, pompa sebaiknya dioperasikan mendekati titik optimum (head dan debit tertinggi) agar daya yang digunakan tidak terbuang sia-sia.

Pengoperasian di luar titik optimum (terlalu kecil atau terlalu besar debitnya) menyebabkan turunnya efisiensi dan potensi kerusakan jangka panjang pada pompa.

0.052 0.048 0.046 0.044 0.043 0.041 0.04 0.037 0.035 0

0.00005 0.0001 0.00015 0.0002 0.00025 0.0003 0.00035

0.00026315790.0002873563 0.0001724138

0.0002314815 0.0001628664

0.000129199 0.0000934579

0.00006605020.0000598802

Debit Aktual Vs Head pada Pompa Tunggal 2

Debit Aktual (m^3/s)

Gambar 5. 2 Debit Aktual Vs Head pada Pompa Tunggal 2

Pada gambar 5.2 di atas, dapat dilihat bahwa pada pengujian pompa tunggal 2 menghasilkan debit aktual yang grafiknya naik turun sampai titik ke empat. Setelah titik ke empat tersebut, pompa mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya titik pengujian. Titik maksimum pompa yaitu berada pada titik kedua dengan debit 0,000287356 m³

s dan head 0,048 m.

Adanya grafik yang naik turun, disebabkan oleh faktor lingkungan, yaitu adanya kesalahan pengukuran saat pengambilan data, waktu yang digunakan untuk pengambilan debit tidak sesuai, kesalahan praktikan yang kurang teliti sehingga menyebabkan hasil pengukuran yang kurang akurat.

Titik maksimum pada pompa tersebut menandakan bahwa efisiensi yang optimum terjadi pada titik tersebut, namun setelah melewati titik maksimum pompa mengalami

(55)

penurunan lalu naik satu titik dan setelah itu mengalami penurunan drastis. Hal ini menandakan bahwa pompa telah melewati titik kerja optimalnya.

Untuk sistem perpompaan yang efisien, pompa sebaiknya dioperasikan mendekati titik optimum (head dan debit tertinggi) agar daya yang digunakan tidak terbuang sia-sia.

Pengoperasian di luar titik optimum (terlalu kecil atau terlalu besar debitnya) menyebabkan turunnya efisiensi dan potensi kerusakan jangka panjang pada pompa.

2. Pompa seri dan pompa paralel

0.051 0.05 0.05 0.05 0.05 0.052 0.051 0.049 0.048 0

0.00005 0.0001 0.00015 0.0002 0.00025 0.0003 0.00035

0.00040.0003086419753 08642

0.0003401360544 217690.0003086419753

08642

0.0003378378378 378380.0003067484662

576690.0003048780487 80488

0.0003378378378 378380.0002941176470

588240.0002747252747 25275

Debit Aktual Vs Head pada Pompa seri

Pompa Seri Head Pompa (m)

Gambar 5. 3 Debit Aktual Vs Head pada Pompa Seri

Pada gambar 5.3 di atas, dapat dilihat grafik yang ditunjukkan naik turun hingga ke titik akhir pengujian, namun debit dan head yang dihasilkan berbeda. Grafik yang menunjukkan hasil yang naik turun ini disebabkan oleh faktor lingkungan, yaitu adanya kesalahan pengukuran saat pengambilan data, waktu yang digunakan untuk pengambilan debit tidak sesuai, kesalahan praktikan yang kurang teliti sehingga menyebabkan hasil pengukuran yang kurang akurat.

Dari grafik tersebut, tampak bahwa hubungan antara head dan debit cenderung berfluktuasi, namun secara umum menunjukkan bahwa head cenderung lebih tinggi dibandingkan konfigurasi pompa tunggal. Dalam konfigurasi seri, dua pompa bekerja

(56)

berurutan untuk meningkatkan tekanan (head) pada debit yang sama. Artinya, head total sistem merupakan penjumlahan head masing-masing pompa, sementara debit tetap.

Head relatif stabil di kisaran 0,048 m – 0,052 m, dengan variasi kecil yang bisa disebabkan oleh fluktuasi pengukuran atau variasi beban. Debit aktual bervariasi di kisaran 0,000274 – 0,00034 m³/s, yang menunjukkan bahwa sistem masih mempertahankan debit relatif konstan walaupun terjadi perubahan kecil pada head.

Dibanding grafik pompa tunggal sebelumnya, terlihat bahwa head pada konfigurasi seri lebih tinggi meskipun debitnya mirip atau sedikit lebih tinggi. Hal ini mengindikasikan bahwa pompa seri lebih cocok digunakan ketika dibutuhkan head tinggi, seperti dalam sistem pemompaan vertikal atau untuk mengatasi perbedaan ketinggian besar. Karena grafik tidak menunjukkan puncak tajam atau penurunan head drastis, bisa diasumsikan sistem ini bekerja cukup stabil.

0.062 0.061 0.058 0.057 0.056 0.054 0.052 0.05 0.046 0

0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.0008

0.0004807692307 69231

0.0006849315068 49315

0.0005319148936 17021

0.0005681818181 818180.0004629629629

62963

0.0004629629629 629630.0004424778761

061950.0003048780487 804880.0001879699248

1203

Debit Aktual Vs Head pada Pompa Paralel

Pompa Paralel Head Pompa (m)

Gambar 5. 4 Debit Aktual Vs Head pada Pompa Paralel

Dari grafik, terlihat bahwa head menurun secara bertahap saat debit meningkat, dengan titik puncak debit pada awal grafik. Dalam konfigurasi paralel, dua pompa bekerja berdampingan untuk meningkatkan debit pada head yang relatif tetap. Head pada sistem akan mengikuti pompa dengan head terkuat (biasanya sama jika pompa identik).

Debit tertinggi tercatat sekitar 0,000684932 m³/s pada head sekitar 0,061 m. Setelah titik tersebut, debit menurun seiring penurunan head, menunjukkan bahwa sistem mulai mengalami penurunan performa. Hal ini bisa disebabkan oleh peningkatan losses atau ketidakseimbangan antar pompa, dan juga faktor lingkungan, seperti adanya kesalahan pengukuran saat pengambilan data, waktu yang digunakan untuk pengambilan debit tidak

(57)

sesuai, kesalahan praktikan yang kurang teliti sehingga menyebabkan hasil pengukuran yang kurang akurat.

Dibanding konfigurasi pompa tunggal dan seri, pompa paralel memberikan debit tertinggi, yang sesuai dengan tujuannya. Namun, sistem ini cenderung lebih sensitif terhadap perbedaan tekanan kecil antar pompa. Bila pompa tidak identik atau sinkron, satu pompa bisa menghambat yang lain.

b. Debit teoritis vs head pompa

1. Pompa tunggal 1 dan pompa tunggal 2

0.053 0.045 0.046 0.047 0.042 0.04 0.038 0.036 0.034 0

0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012

0.00140.0012542478383 1307

0.0008825685504 19802

0.0009247901027 80934

0.0009682009343 28465

0.0007629284047 56050.0006889090137

026920.0006193745451 177940.0005542305548

895380.0004933805214 72092

Debit Teoritis Vs Head pada Pompa Tunggal 1

Head Pompa (m)

Debit Teoritis (m^3/s)

Gambar 5. 5 Debit Teoritis Vs Head pada Pompa Tunggal 1

Pada gambar 5.5 di atas, dapat dilihat bahwa seiring bertambahnya titik pengujian debit teoritis yang dihasilkan juga semakin menurun dan begitu juga head pompa. Namun debit maksimum terjadi pada titik awal pengujian yaitu 0,001254248 m³/s dan head 0,053 m.

Penurunan debit saat head berkurang menunjukkan bahwa energi yang dimiliki fluida untuk mengalir juga menurun. Ini mencerminkan hubungan terbalik antara head dan kecepatan aliran pada sistem tertutup. Dibandingkan dengan grafik Debit Aktual vs H ead, terlihat bahwa debit teoritis selalu lebih tinggi dari debit aktual. Selisih ini disebabkan oleh adanya kerugian energi (rugi-rugi mekanis, gesekan, turbulensi, kebocoran) yang terjadi di sistem nyata.

(58)

0.052 0.048 0.046 0.044 0.043 0.041 0.04 0.037 0.035 0

0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012

0.00140.0012034745194 9340.0010128120067

01620.0009247901027 809340.0008415252136

217320.0008016489238 785020.0007253522687

036490.0006889090137 026920.0005862597225

123130.0005232749111 37667

Debit Teoritis Vs Head pada Pompa Tunggal 2

Gambar 5. 6 Debit Teoritis Vs Head pada Pompa Tunggal 2

Pada gambar 5.6 di atas dapat dilihat bahwa seiring bertambahnya titik pengujian maka semakin menurun debit dan head yang dihasilkan. Hal ini secara teoritis, debit ideal ditentukan dari rumus berdasarkan konservasi energi fluida. Penurunan debit saat head berkurang menunjukkan bahwa energi yang dimiliki fluida untuk mengalir juga menurun.

Ini mencerminkan hubungan terbalik antara head dan kecepatan aliran pada sistem tertutup. Titik maksimum grafik yaitu pada debit 0,001203475 m³/s dan head 0,052 m.

0.051 0.05 0.05 0.05 0.05 0.052 0.051 0.049 0.048 0.0009

0.00095 0.001 0.00105 0.0011 0.00115 0.0012 0.00125

0.0011539548127 09870.0011056782270

54820.0011056782270 54820.0011056782270

54820.0011056782270 5482

0.0012034745194 9340.0011539548127

0987

0.0010586341823 24980.0010128120067

0162

Debit Teoritis Vs Head pada Pompa Seri

Head Pompa (m)

Gambar 5. 7 Debit Teoritis Vs Head pada Pompa Seri

Terdapat sedikit fluktuasi, dengan kenaikan debit teoritis pada titik head sekitar 0,052 m dan debit puncak 0,001203475 m³/s). Setelah titik tersebut, debit mulai menurun secara bertahap. Pada pompa seri, head total meningkat, tetapi debit teoritis tetap dalam rentang kecil karena debit sistemnya tidak bertambah (tetap). Kenaikan mendadak di titik

(59)

0,052 m bisa disebabkan oleh anomali data pengukuran head atau perbedaan kondisi eksperimen.

Setelahnya, tren penurunan debit teoritis sesuai dengan penurunan energi potensial dalam sistem atau adanya kerugian head minor. Secara keseluruhan, kurva cukup stabil, menunjukkan bahwa sistem pompa seri memiliki karakteristik debit konstan, yang sesuai teori. Fluktuasi kecil kemungkinan berasal dari faktor lingkungan, yaitu adanya kesalahan pengukuran saat pengambilan data, waktu yang digunakan untuk pengambilan debit tidak sesuai, kesalahan praktikan yang kurang teliti sehingga menyebabkan hasil pengukuran yang kurang akurat.

0.062 0.061 0.058 0.057 0.056 0.054 0.052 0.05 0.046 0

0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 0.0014 0.0016 0.0018

0.0020.00176930