PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Transkripsi

1 DEBIT HASIL POMPA COIL DENGAN DIAMETER SELANG 1 INCI DAN PANJANG SELANG 27 METER SKRIPSI Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin Program Studi Teknik Mesin Diajukan oleh : Adi Rooswanto PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015 i

2 DISCHARGE RESULT OF COIL PUMP WITH 1 INCH OF HOSE DIAMETER AND 27 METERS LENGTH OF HOSE THESIS Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering Study Program By: Adi Rooswanto MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2015 ii

3 iii

4 iv

5 v

6 vi

7 INTISARI Air merupakan suatu kebutuhan pokok bagi makhluk hidup. Sumber air yang terletak lebih rendah dari permukiman masyarakat membuat masyarakat memerlukan pompa, akan tetapi pompa pada umumnya mempunyai kendala jika sumber air tersebut jauh dari sumber listrik dan bahan bakar. Pompa coil dapat digunakan untuk mengatasi masalah tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui debit hasil pompa coil dengan diameter selang 1 inci dan panjang selang 27 meter pada setiap ketinggian output. Penelitian ini menggunakan pompa coil dengan diameter badan pompa sebesar 0,5 meter dan diameter selang 1 inci dengan panjang selang 27 meter. Parameter yang divariasikan adalah ukuran corong input pompa menggunakan corong panjang dengan kapasitas 1200 ml dan corong pendek dengan kapasitas 700 ml, putaran pompa dengan variasi 3, 5, 7, 9 dan 11 rpm dengan ketinggian 4,18; 5,18 dan 6,18 meter. Dari hasil penelitian tersebut dapat diketahui debit hasil pompa coil pada setiap ketinggian output. Pada ketinggian 4,18 meter debit hasil terbaik sebesar 6,205 liter/menit menggunakan corong panjang dan putaran 11 rpm. Pada ketinggian 5,18 meter debit hasil terbaik sebesar 4,414 liter/menit menggunakan corong panjang dan putaran 11 rpm. Pada ketinggian 6,18 meter debit hasil terbaik sebesar 1,804 liter/menit menggunakan corong panjang dan putaran 11 rpm. Kata kunci: Pompa coil, debit hasil, diameter selang, panjang selang. vii

8 ABSTRACT Water is a basic need for organism. Water source is located lower than the residential society makes people require a pump; however the pump generally has problems if the water source is far away from electricity and fuel source. Coil pump can be used to resolve the problem. This study aims to determine the results of the discharge coil pump with 1 inch hose diameter and 27 meters hose length at each altitude output. This study uses coil pump with 0.5 meters diameter body pump and 1 inch hose diameter with 27 meters hose length. Varied parameter is the size of the funnel input pump, using long funnel with 1200 ml capacity and short funnel with 700 ml capacity, rotation pump with variation 3, 5, 7, 9 and 11 rpm with of 4.18; 5.18 and 6.18 meters height. The results of this study could be discovered the discharge result of coil pump at each altitude output. At 4.18 meters height altitude, the best discharge result is liters/minutes using long funnel and 11 rpm rotation. At 5.18 meters height, the best discharge result is liters/minutes using long funnel and 11 rpm rotation. At 6.18 meters height, the best discharge result is 1,804 liters/minutes using long funnel and 11 rpm rotation. Keywords: Coil pump, discharge result, hose diameter, hose length. viii

9 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan rahmat dan kasihnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul DEBIT HASIL POMPA COIL DENGAN DIAMETER SELANG 1 INCI DAN PANJANG SELANG 27 METER Skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Dalam penyusunan skripsi ini penulis telah mendapatkan bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak yang membantu penulis dalam menyelesaikan penulisan skripsi ini. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si, M.Sc. sebagai Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma. 2. Ir. PK Purwadi, M.T. sebagai Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma 3. RB. Dwiseno Wihadi, S.T, M.Si. selaku dosen pembimbing skripsi. 4. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas kuliah, bimbingan, serta fasilitas yang diberikan selama masa kuliah. 5. Yosep Sukarjo dan Alm. Marsiana Sudarsini selaku orang tua yang telah memberikan dukungan baik secara moral maupun material. 6. Seluruh teman-teman Teknik Mesin, yang tidak dapat di sebutkan satu per satu. ix

10 7. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk kemajuan penelitian. Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua khususnya perkembangan energi terbarukan. Yogyakarta, 19 Februari 2015 Penulis x

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i TITLE PAGE... ii HALAMAN PENGESAHAN PEMBIMBING... iii HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI DAN DEKAN... iv HALAMAN PERNYATAAN... v LEMBAR PERNYATAAN PUBLIKASI... vi INTISARI... vii ABSTRACT... viii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... xi DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR GAMBAR... xv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat penelitian... 3 BAB II LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Dasar Teori... 5 xi

12 Pergerakan Kolom Air dan Udara Tumpahan (Spill Back) Persamaan yang Digunakan untuk Perhitungan Pompa Coil Debit Aliran Daya Input Pompa Coil Daya Output Pompa Coil Hukum Boyle Torsi Efisiensi Pompa Coil BAB III METODE PENELITIAN Alat dan Bahan Penelitian Komponen Utama Pompa Coil Prinsip Kerja Pompa Coil Alat Ukur Debit Data Penelitian Menentukan Tinggi Output Menetukan Putaran Pompa Menentukan Daya Input Menentukan Daya Output Diagram Alur Pengambilan Data BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian Perhitungan xii

13 Perhitungan Debit Perhitungan Daya Input Perhitungan Torsi Pompa Perhitungan Daya Output Perhitungan Efisiensi Pompa Grafik Pembahasan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

14 DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian output 4,18 meter menggunakan corong panjang Tabel 4.2. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian output 4,18 meter menggunakan corong pendek Tabel 4.3. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian output 5,18 meter menggunakan corong panjang Tabel 4.4. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian output 5,18 meter menggunakan corong pendek Tabel 4.5. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian output 6,18 meter menggunakan corong panjang Tabel 4.6. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian output 6,18 meter menggunakan corong pendek Tabel 4.7. Data Hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 4,18 meter dengan corong panjang Tabel 4.8. Data Hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 4,18 meter dengan corong pendek Tabel 4.9. Data Hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 5,18 meter dengan corong panjang Tabel Data Hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 5,18 meter dengan corong pendek Tabel Data Hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 6,18 meter dengan corong panjang Tabel Data Hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 6,18 meter dengan corong pendek xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Aliran Air dalam Pompa Wirtz... 6 Gambar 2.2. Pompa Wirtz... 6 Gambar 2.3. Rangkaian Pompa Coil... 7 Gambar 2.4. Pompa Coil... 8 Gambar 2.5. V-Notch Gambar 2.6. Contoh Sambungan Star Gambar 2.7. Sambungan Star pada Motor Listrik Gambar 3.1. Instalasi Pompa Coil Gambar 3.2. Kerangka Badan Pompa Coil Gambar 3.3. Sambungan Mampu Putar (Rotary Joint) Gambar 3.4. Lilitan selang 1 inci Gambar 3.5. Corong Pendek Gambar 3.6. Corong Panjang Gambar 3.7. Alat Ukur Debit Gambar 3.8. Bak V-Notch Gambar 3.9. Menentukan Tinggi Output Gambar Diagram Alur Pengambilan Data Gambar 4.1. Grafik Hubungan Debit dengan Ketinggian Output pada Corong Pnjang Gambar 4.2. Grafik Hubungan Debit dengan Ketinggian Output pada Corong Pendek Gambar 4.3. Grafik Hubungan Debit dengan Putaran pada Corong Panjang Gambar 4.4. Grafik Hubungan Debit dengan Putaran pada Corong Pendek xv

16 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan komponen yang sangat penting dalam kehidupan seharihari. Selain sebagai pemenuhan kebutuhan sehari-hari, air juga digunakan dalam sektor pertanian, perikanan, ataupun peternakan. Dalam perkembangannya air digunakan sebagai pembangkit listrik dan bentuk teknologi lain. Masyarakat membutuhkan air dalam jumlah besar. Masyarakat yang bermukim didaerah yang persediaan airnya melimpah tidak perlu bersusah payah mencari sumber air untuk kehidupan mereka sehari-hari. Masyarakat hanya memerlukan pipa-pipa untuk mengalirkan air ke rumah-rumah penduduk ataupun lahan pertanian. Namun tidak semua masyarakat bermukim di daerah yang persediaan airnya mudah untuk didapatkan. Misalkan didaerah pegunungan yang sumber airnya berada dibawah tempat tinggal mereka maka dibutuhkan peralatan mekanis yang dapat mengalirkan air dari sumber yang berada dibawah permukiman penduduk. Pompa adalah suatu peralatan mekanis yang digunakan untuk mengalirkan fluida. Dalam hal ini adalah air sebagai fluida kerja. Pompa dapat digunakan untuk mengalirkan ke tempat yang lebih tinggi atau dari suatu tempat ke tempat lain dengan jarak tertentu dan dengan ketinggian tertentu. Jenis pompa yang umum digunakan adalah dengan menggunakan motor listrik atau motor bakar untuk dapat bekerja mengalirkan air. Namun, pada kenyataannya kondisi 1

17 2 masyarakat tidak semua cukup dalam hal finansial, maka hal ini dapat menghambat produktivitas masyarakat pedesaan, khususnya yang bermukim didaerah perbukitan maupun pegunungan yang jauh dari sumber mata air. Oleh karena itu dibutuhkan pompa yang tidak memerlukan energi lain ataupun yang membutuhkan biaya untuk bekerja memompa air. Pompa coil adalah sebuah pompa dengan memanfaatkan energi aliran air sebagai penggerak sehingga biaya operasional dapat diminimalkan atau bahkan tidak memerlukan biaya operasional karena pompa ini memanfaatkan aliran air. Pompa coil memiliki beberapa kelebihan, yaitu mudah dalam operasional pemakaian, tidak memerlukan bahan bakar, dan dapat bekerja pada aliran sungai apabila dilengkapi dengan sirip sirip. 1.2 Rumusan Masalah Unjuk kerja pompa coil dipengaruhi oleh beberapa factor diantaranya: diameter selang, kecepatan putar pompa, panjang selang, ukuran corong, ketinggian output dan diameter badan pompa. Dari uraian tersebut bagaimana debit hasil pompa coil jikan dilakukan variasi corong input pompa coil, putaran pompa coil dan tinggi output keluaran air? 1.3 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian pompa coil ini adalah untuk mengetahui debit hasil pompa coil dengan diameter selang 1 inci dan panjang selang 27 meter.

18 3 1.4 Batasan Masalah Batasan masalah yang dapat diambil oleh penulis sesuai dengan spesifikasi pompa yang ada pada penelitian ini adalah : 1. Fluida yang digunakan adalah air. 2. Diameter badan pompa coil sebesar 0,5 meter. 2. Diameter selang yang dililitkan pada badan pompa coil yaitu 1 inci dengan panjang selang 27 meter. 3. Corong yang digunakan untuk saluran input pompa coil ini adalah corong panjang dengan volume 1200 ml dan corong pendek dengan volume 700 ml. 1.5 Manfaat Penelitian Bagi Mahasiswa : 1. Membantu perkembangan teknologi energi terbarukan. 2. Menambah referensi tentang pompa coil. 3. Mahasiswa mendapat pengetahuan secara nyata mengenai cara membuat dan cara kerja pompa coil. Bagi Universitas : 1. Dapat memberikan tambahan wawasan kepada rekan universitas tentang fungsi dan cara kerja pompa coil. 2. Pompa coil ini dapat dijadikan acuan agar dapat menghasilkan variasi yang lebih baik.

19 BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Penelitian pompa spiral dilakukan pada tahun 1997 oleh Suharto, Rahadi dan Ahmad, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya Malang. Bagian penting dari pompa spiral berupa kumparan pipa plastik pada suatu silinder. Besarnya debit yang dihasilkan dapat diatur sesuai dengan lilitan selang, diameter pipa plastik serta tenaga aliran sungai yang tersedia. Hasil dari penelitian menunjukkan bahwa pada putaran 17 rpm air mencapai ketinggian maksimal 15 m dengan debit hanya 0,226 liter/menit, pada putaran 52 rpm pompa spiral mampu menaikkan air setinggi 27,07 m dengan debit 12,973 liter/menit, dan pada putaran 70 pompa spiral mampu menaikkan air hingga 43,80 m dengan debit 13,735 liter/menit (Suharto dkk, 1997). Meningkatnya kecepatan putaran pompa dapat mengakibatkan bertambahnya aliran air ketika mencapai titik ketinggian maksimum akan tetapi tergantung saat rasio terendam lilitan pompa. Jika rasio terendam pompa meningkat maka laju aliran pompa akan mencapai maksimum tergantung pada kecepatan putar pompa, kemudian menurun sampai nol ketika pompa sepenuhnya tenggelam. Rasio terendam pompa memiliki efek kecil pada head statis maksimum, hampir konstan tetapi menurun drastis menjadi nol ketika pompa terendam mencapai 100%. Jumlah lilitan pompa juga menjadi salah satu 4

20 5 parameter yang efektif pada performa pompa. Bahwa semakin banyak jumlah lilitanm maka debit keluaran hampir konstan (Kazzab, dkk, 2005) Dasar Teori Pompa merupakan suatu alat yang digunakan untuk memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang diinginkan melalui perantara pipa (saluran) atau selang. Zat cair tersebut diantaranya adalah air, minyak pelumas, dan fluida lainnya. Pompa bekerja dengan prinsip perbedaaan tekanan pada bagian hisap dan bagian tekan.pada pompa akan terjadi perubahan dari energi mekanik menjadi energi fluida. Pada mesin-mesin hidrolik termasuk pompa, energi fluida ini disebut head atau energi persatuan berat zat cair. Ada tiga bentuk head yang mengalami perubahan yaitu head tekan, kecepatan dan potensial. Selain dapat memindahkan cairan, pompa juga dapat berfungsi sebagai untuk meningkatkan kecepatan, tekanan dan ketinggian pemompaan. (Pudjanarsa & Nursuhud, 2006). Air secara alami akan mengalir dari tempat yang lebih tinggi menuju ketempat yang lebih rendah. Pompa coil bekerja berdasarkan prinsip aliran dalam pipa. Jika di ujung pipa mendapat tekanan hal tersebut akan menaikkan air ke tempat yang lebih tinggi. Jenis pompa ini pertama kali ditemukan pada tahun 1746 oleh H.A. Wirtz. Zurich, Swiss. Dalam penelitian terbaru Peter Tailer, kurator museum Windfarm di Martha s Vineyard, Massachusetts,yang memiliki potensi besar dengan biaya operasional yang rendah. Pompa Wirtz dibuat dengan melilitkan pipa. Dalam lilitan pipa tersebut terdapat rangka yang dihubungkan pada poros rotasi dengan mesin. Pada gambar 2.1dan 2.2 menunjukkan gambaran pompa yang diambil dari

21 6 buku A Descriptive and Historical Account of Hydraulic and Other Machines for Raising Water, Thomas Ewbank, 1849, New York. Gambar 2.1 Aliran Air dalam Pompa Wirtz (Ewbank, 1849) Gambar 2.2 Pompa Wirtz (Ewbank, 1849)

22 7 Pompa Wirtz dirancang sedemikian rupa sehingga pada setiap pompa berputar menggayung seperempat dari volume luar lilitan, disetiap aliran air dalam pipa terdapat udara yang terhisap dan menekan air, dengan cara ini air dalam lilitan pipa mendapat tekanan dari udara yang terjebak dalam lilitan sehingga memberikan tekanan air pada pompa. Jurnal The Coil Pump-Theory and Practice, pompa sederhana yang tersusun dari lilitan selang fleksibel ini telah dibuat dengan berbagai variasi nama, sebagai contoh: the spiral pump, manometricpump and hydrostatic pump. Pada jurnal ini disebut sebagai coil pump. Pompa ini sederhana baik dalam konstruksi maupun dalam pengoperasian. Pompa terdiri dari selang fleksibel yang dililitkan melingkar pada bagian luar silinder yang sebagian terendam air dengan sumbu sejajar dengan permukaan air. Pada salah satu ujung selang terdapat corong yang berfungsi sebagai saluran input. Pada ujung selang yang lain terhubung dengan rotary joint dan menuju ke selang output (Mortimer & Annable 1984). Gambar 2.3. Rangkaian Pompa Coil (Mortimer & Annable 1984).

23 8 Menurut Fraenkel pompa coil adalah pompa yang disusun melingkar sepanjang badan pompa salah satu ujung pipa terbuka dan saat berputar menyentuh dan mengambil air masuk ke dalam selang pada setiap putaran pompa, sementara itu terdapat udara yang terjebak masuk kedalam lilitan. Pada setiap keluaran air terdapat jeda udara saat corong tidak menyentuh air. Gambar 2.4. Pompa Coil (Fraenkel, 1995) Pergerakan Kolom Air dan Udara Pada saat pompa berputar dan diasumsikan bahwa lilitan selang (kumparan) sebagai pipa diam yang lurus dimana terdapat kolom air dan udara yang bergerak sepanjang pipa. Kolom air dan udara bergerak dalam pipa selama pompa berputar mulai dari input menuju output. Udara akan terkompresi oleh tekanan air ketika mendekati output. Oleh karena itu setiap titik pada pipa akan memiliki panjang kolom udara yang berbeda. Demikian juga pada kolom air kecuali apabila perubahan panjang kolom ini disebabkan oleh air yang bergerak

24 9 dari satu kolom menuju pada kolom yang ada di depannya. Dalam satu revolusi badan pompa susunan kolom akan sama (Mortimer & Annable, 1984) Tumpahan (Spill Back) Kolom air yang bergerak sepanjang kumparan mendapat tekanan dari air yang masuk ke dalam kumparan. Kolom udara tersebut menyebabkan tekanan yang berlebih pada kolom air. Tekanan udara yang dihasilkan oleh air kemudian udara yang terkompresi ini mengembang dan menekan air yang berada dibelakangnya kemudian tumpah melalui input (Mortimer & Annable, 1984) Persamaan yang Digunakan Untuk Perhitungan Pompa Coil Debit Aliran Jumlah zat cair yang mengalir melalui tampang lintang aliran tiap satu satuan waktu disebut debit aliran dan diberi notasi. Debit aliran biasanya diukur dalam volume zat cair tiap satuan waktu, sehingga satuannya adala meter kubik per detik (m 3 /d) atau satuan yang lain (liter/menit) (Triatmodjo, 2014). Dalam perhitungan debit secara umum, dapat digunakan persamaan : Q = A. v (2.1) dengan, Q adalah debit air, A adalah luas penampang pipa dan v adalah kecepatan aliran air. Besar debit yang dihasilkan oleh pompa coil ini tidak kontinyu karena siklus pemompaan dimana terjadi jeda air udara air. Oleh karena itu air hasil pempompaan ditampung dalam bak V-notch yang diatas V-notch diletakkan sensor ketinggian air untuk menghitung ketinggian dari ujung sensor dari

25 10 permukaan air pada V-notch. Untuk mengolah data yang didapat menggunakan persamaan sebagai berikut (Streeter & Benjamin, 1985). Q = g. tan θ 2. H5 2 (2.2) dengan, Q (liter/menit) adalah debit air, g (m/s 2 ) adalah pecepatan gravitasi. θ adalah sudut takik V-notch. H (meter) adalah tinggi permukaan air dari dasar V- notch. Gambar 2.5. V-Notch (Bengtson, 2011) Daya Input Pompa Coil Daya input pompa coil menggunakan motor listrik untuk membuat pompa berputar. Motor listrik yang digunakan adalah motor listrik 3 fasa dengan sambungan dan arus star, tetapi dalam pengukuran tegangannya dilakukan antar terminal atau pengukurannya delta. Sambungan STAR disusun dengan menyambungkan terminal U2, V2, W2 menjadi satu titik (Bondan, 2013).

26 11 Gambar 2.6. Contoh Sambungan Star Gambar 2.7. Sambungan Star pada Motor Listrik Daya input pompa diperoleh dari daya motor penggerak pompa coil dihitung dengan menggunakan persamaan (Wildi, 2006). P in = I a. Va 3 + I b. Vb 3 + I c. Vc 3 (2.3) dengan, P in adalah daya input pompa, V a adalah tegangan listrik terukur pada kabel a dan b, V b adalah tegangan listrik yang terukur pada kabel b dan c, V c adalah tegangan yang terukur pada kabel a dan c dan I a adalh kuat arus yang

27 12 terukur pada kabel a, I b adalah kuat arus yang terukut pada kabel b, dan I c adalah kuat arus yang terukur pada kabel c Daya Output Pompa Coil Daya output pompa coil dapat dirumuskan sebagai berikut (Dietzel, 1992). P out = ρ.g.h.q (2.4) dengan P out adalah daya yang keluar dari pompa coil, ρ adalah massa jenis air, g adalah percepatan gravitasi, h adalah tinggi pemompaan, dan Q adalah debit yang dihasilkan oleh pompa coil Hukum Boyle Apabila suhu dalam suatu gas dengan massa tertentu dikonstankan, sedangkan volumenya berubah, maka tekanan gas tersebut juga berubah. Sehingga hasil kali tekanan dan volumenya tetap konstan. Secara matematis dituliskan dengan persamaan (Sears, 1962). pv = konstan (2.5) Jika terdapat 2 macam gas yang berbeda dalam suhu yang sama hukum Boyle dapat pula dituliskan: p 1.V 1 = p 2.V 2 (2.6) dengan, P 1 adalah tekanan awal, V 1 adalah volume awal, P 2 adalah tekanan akhir, dan V 2 adalah volume akhir.

28 Torsi Dengan mengetahui daya yang bekerja pada motor listrik maka torsi bisa di ketahui. Untuk mengetahui torsi yang bekerja dapat di gunakan persamaan sebagai berikut (Wildi, 2006). T = P in. 9,55 n (2.7) dengan T adalah torsi yang bekerja, P adalah daya yang bekerja pada motor listrik dan n adalah putaran Efisiensi Pompa Coil Untuk mengetahui efisiensi pompa coil menggunakan persamaan sebagai berikut (Wildi, 2005). η = P out P in x 100% (2.8) dengan, P out adalah daya yang dikeluarkan oleh pompa coil, dan P in adalah daya yang dihasilkan oleh motor untuk memutar pompa coil.

29 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Alat dan Bahan penelitian Penelitian ini menggunakan pompa coil dengan diameter badan pompa 0.5 m dan diameter selang sebesar 1 inci. Selain pompa coil alat-alat lain yang digunakan sebagai penunjang dalam pengujian pompa coil adalah : 1. Stopwatch Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu pada saat melakukan pengambilan data. 2. Sensor Ketinggian Air Sensor ketinggian air ini berfungsi untuk mengukur ketinggian air pada V- notch yang terdapat di bak penampung output. Alat ini menggunakan sensor ultrasonik sebagai pendeteksi dari benda dengan cara pemantulan suara oleh transmiter dan di tangkap oleh receiver. Respon itu dieksekusi oleh komponen mikrokontroler sebagai otak dari sistem alat ini. 3. Motor listrik Motor listrik digunakan sebagai tenaga penggerak untuk memutar pompa. Motor listrik yang digunakan untuk menggerakkan pompa adalah motor listrik 3 fase berdaya 1 HP dengan putaran maksimum 1400 rpm. 14

30 15 4. Inverter Inverter digunakan untuk mengatur frekuensi yang selanjutnya untuk mengatur putaran motor listrik. 5. Note book Note book digunakan untuk menyimpan dan mengolah data yang didapatkan oleh sensor ketinggian permukaan air. Data ketinggian yang didapatkan dari sensor langsung masuk ke dalam notebook. 6. Clamp Meter Clamp Meter (Tang Ampere) digunakan untuk mengukur arus pada motor listrik. 7. Tachometer Digunakan untuk mengetahui putaran yang di inginkan pada pompa coil. 8. Multimeter Multimeter digunakan untuk mengukur tegangan listrik. 9. Transmisi roda gigi cacing Digunakan untuk mentransmisikan daya motor listrik dan untuk menurunkan putaran motor listrik. Transmisi ini mempunyai perbandingan roda gigi sebesar 1:40 apabila putaran poros input berputar 40 putaran maka poros output berputar 1 putaran. 10. Bak V-notch Bak ini berfungsi untuk menampung hasil dari pemompaan. Pada bak ini terdapat V-notch yang berguna untuk mengukur debit hasil pemompaan.

31 Transmisi ratai motor Digunakan untuk menghubungkan motor listrik dengan transmisi roda gigi cacing dan menghubungkan transmisi ke pompa dengan menggunakan rantai. Gambar 3.1. Instalasi Pompa Coil. Keterangan Gambar instalasi pompa coil : 1. Pompa coil 2. Corong pompa 3. Gear 4. Inverter 5. Rantai 6. Transmisi 7. Motor listrik

32 17 8. Permukaan air 9. Note book 10. Bak V-notch 11. Sensor ketinggian air 12. Selang output (delivery pipe) 3.2. Komponen Utama Pompa Coil 1. Kerangka Lilitan (Badan Pompa) Kerangka lilitan adalah badan pompa yang digunakan sebagai tempat lilitan selang. Kerangka menggunakan plat dan besi strip dengan tebal 2,3 mm diameter silinder ini sebesar 0.5 m. Gambar 3.2. Kerangka Badan Pompa Coil 2. Poros Penggerak (Drive Shaft) Material poros penggerak terbuat dari besi stainless steel berdiameter 25,4 mm, dengan panjang 1420 mm yang berfungsi sebagai poros penggerak pompa sekaligus untuk saluran keluar (output) yang terhubung dengan rotary joint.

33 18 3. Bantalan (Bearing) Bantalan yang digunakan berukuran 6502 dengan diameter luar bantalan 52 mm. Bantalan berfungsi sebagai penahan antara poros pompa dengan dudukan pompa ataupun dalam rotary joint. 4. Sambungan Mampu Putar (Rotary Joint) Gambar 3.3. Sambungan Mampu Putar (Rotary Joint) Sambungan mampu putar terbuat dari aluminum berdiameter 63 mm. Pada rotary joint ini tidah boleh terjadi kebocoran karena akan menghilangkan tekanan yang dihasilkan pompa untuk menaikkan air. Pada ujung rotary joint akan terhubung dengan selang output yang menuju ke bak V-notch. 5. Sil Perapat Untuk mencegah terjadinya kebocoran pada sambungan mampu putar, maka digunakan sil pada bagian dalam sambungan mampu putar. Pada sisi bagian dalam sambungan mampu putar ditambah satu sil putar untuk mencegah kebocoran.

34 19 6. Selang Selang ini dililitkan pada badan pompa, Pada pompa coil ini menggunakan selang berdiameter 1 inch dengan panjang selang 27 meter. Gambar 3.4. Lilitan Selang 1 inci 7. Corong Pompa Coil Corong pada pompa coil berfungsi untuk menciduk air yang kemudian diteruskan ke lilitan selang. Corong ini terbuat dari plat besi dengan tebal 1 mm dengan diameter corong 9 cm. Panjang corong divariasikan menjadi dua, yaitu : a. Corong Pendek Corong pendek dengan panjang corong 7 cm dan kapasitas 700 ml. 9 cm 6 cm 7 cm 7 cm Gambar 3.5. Corong Pendek

35 20 b. Corong Panjang Corong panjang dengan panjang corong 14 cm dan kapasitas 1200 ml. 8,6 cm 6 cm 7 cm 14 cm Gambar 3.6. Corong Panjang 3.3. Prinsip Kerja Pompa Coil Pompa coil terdiri atas lilitan selang fleksibel yang dililitkan pada bagian luar sepanjang kerangka silinder (badan pompa). Terdapat 2 ujung selang pada bagian lilitan pompa ini, di salah satu ujung selang terhubung dengan corong yang digunakan sebagai saluran masuknya air kedalam selang dan pada ujung selang satunya tersambung dengan saluran output yang kemudian diteruskan ke rotary joint dan menuju ke selang output. Pompa coil ini bekerja berdasarkan prinsip aliran dalam pipa. Jika di ujung pipa mendapat tekanan hal tersebut akan menaikkan air ke tempat yang lebih tinggi. Pada saat pompa berputar maka corong akan menggayung air dan kemudian air akan masuk kedalam lilitan selang. Ketika corong tidak dalam posisi menggayung air maka disinilah udara akan masuk kedalam. Hal ini menimbulkan kolom-kolom air dan udara didalam selang. Kolom-kolom air dan udara ini bergerak di sepanjang lilitan selang kemudian mengalir menuju saluran output

36 21 melalui rotary joint dan menuju ke bak V-notch. Bersama dengan air, udara yang masuk kedalam selang tertekan oleh air. Semakin mendekati saluran keluaran, maka tekanan ini akan semakin besar. Setelah air keluar melalui saluran keluar maka udara yang tertekan itu akan mengembang dan mendorong air yang berada diatasnya. Semakin mendekati bak V-notch maka tekanan akan berkurang karena udara telah keluar bersama dengan air. Tekanan udara dalam selang ini yang digunakan untuk menaikkan air ketika melewati saluran output dan menuju ke bak V-notch Alat Ukur Debit Pada penelitian pompa coil ini, penulis menggunakan V-notch sebagai alat ukur debit. Penggunaan V-notch tersebut dikarenakan pada saat pompa coil bekerja, tidak dapat diketahui kecepatan aliran air di dalam rumah pompa. Gambar untuk alat ukur debit dapat dilihat pada gambar berikut. hs H total Ø Hv Gambar 3.7. Alat ukur debit (V-notch) h s merupakan data ketinggian yang dicatat oleh sensor, hs untuk hasil (h s hasil). Dari data h s hasil, kemudian dirata-rata dan hasil dari rata-rata tersebut diolah guna mendapatkan H v. H v hasil dapat dihitung dengan persamaan dibawah ini :

37 22 H v = H total - h s (3.1) dengan, H total untuk bak hasil corong pendek ketinggian output 5,18 m, corong panjang dan pendek ketinggian output 6,18 m adalah 146,5 mm (0,1465 m). Sedeangkan H total untuk bak hasil corong panjang ketinggian output 5,18 m, corong panjang dan pendek ketinggian output 4,18 m adalah 152,2 mm (0,1522 m). Gambar 3.8 Bak V-notch Karena air yang keluar dari selang output menuju bak V-notch aliran airnya bergelombang maka didalam bak V-notch ditambahkan skat agar dapat mengurangi besarnya gelombang tersebut. Dengan semakin tenangnya air yang mengalir dibawah sensor maka sensor dapat membaca dengan tepat Data Penelitian Data dalam penelitian ini dibedakan menjadi 2 variabel, yaitu variabel bebas dan variabel terikat.

38 23 1. Variabel bebas : a. Variasi dengan ketinggian 4,18 m, 5,18 m dan 6,18 m. b. Variasi dengan corong panjang, dan corong pendek. c. Variasi putaran 3 rpm, 5 rpm, 7 rpm, 9 rpm, 11 rpm. 2. Variable terikat yaitu debit air (Q) Pengambilan data dengan alat ukur debit berupa V-notch h s dilakukan setiap 1 detik selama 5 menit pada setiap variasi, sehingga data ketinggian h s yang didapatkan untuk setiap variasi sebanyak 300 sampai 320 data. Data h s yang diperoleh tersebut adalah hs hasil.dari 320 data h s tersebut kemudian dirata-rata untuk mendapatkan nilai h s yang valid. Setelah rata-rata dari hs hasil diperoleh, kemudian menghitung tinggi Hv dengan persamaan (3.1). Dari nilai H v yang diperoleh tersebut, kemudian diolah kembali menggunakan persamaan (2.2), untuk memperoleh debit hasil (Q) Menentukan Tinggi Output Tinggi output air (h) diukur dari posisi permukaan air di bak bawah pompa coil sampai selang output pada bak V-notch. Tinggi output dalam penelitian ini adalah 4,18 m 5,18 m dan 6,18 m.

39 24 Gambar 3.9. Menentukan Tinggi Output 3.7. Menentukan Putaran Pompa Dalam menentukan putaran pompa coil penulis mengatur frekuensi inverter sesuai dengan putaran yang akan digunakan, kemudian mengukur putaran pada poros input transmisi yang menggunakan tachometer, setelah putaran yang akan digunakan sudah tepat maka pengambilan data sudah dapat dilakukan. Sebagai contoh apabila diinginkan putaran pompa 5 rpm maka pada putaran poros input transmisi menunjukkan angka +200 rpm, kemudian angka tersebut dihitung dengan perbandingan rasio pada transmisi sebesar 1:40 sehingga didapatkan putaran pompa 5 rpm. Pengukuran ini dilakukan sebanyak dua kali karena putaran motor bisa berubah-ubah kemudian diambil rata-rata dari hasil pengukuran putaran tersebut. Namun, didalam tabel dan grafik yang dicantumkan adalah angka pembulatan dari hitungan rata-rata putaran tersebut. Dalam penelitian ini penulis menggunakan putaran pompa 3, 5, 7, 9 dan 11 rpm.

40 Menentukan Daya Input Pompa coil dalam penelitian ini memerlukan daya input yang berasal dari motor listrik yang kemudian akan digunakan untuk memutar pompa. Motor listrik yang digunakan adalah motor induksi 3 fase, dimana tegangan dan kuat arus pada masing-masing kabel berbeda. Penulis menggunakan tang amper (clamp meter) untuk mengukur arus pada setiap kabel, dan tegangan dengan menggunakan multimeter. Data dari hasil pengukuran kuat arus dan tegangan ini kemudian diolah menggunakan persamaan (2.3) Menentukan Daya Output Daya output pompa coil yang dihasilkan tidak sepenuhnya selang terisi oleh air karena juga adanya udara yang berada didalam selang, maka diasumsikan dalam penelitian ini selang hanya terisi air setengah dari diameter lilitan pompa, dari asumsi ini maka hasil perhitungan dari persamaan (2.4) dibagi dua.

41 Diagram Alur Pengambilan Data ( Flow Chart ) PEMASANGAN POMPA COIL VARIASI KETINGGIAN 4,18; 5,18; 6,18 VARIASI CORONG PENDEK, PANJANG VARIASI RPM 3, 5, 7, 9, 11 PENGAMBILAN DATA CEK BELUM PENGOLAHAN DATA SELESAI Gambar Diagram Alur Pengambilan Data

42 27 Penjelasan diagram alur pengambilan data : Sebelum mealukan pengambilan data, penulis mempersiapkan dan memasang pompa coil. Setelah pemasangan pompa coil selesai, pengambilan data dimulai dengan ketinggian 4,18 m, corong pendek, dan 3 rpm. Jika pompa coil sudah dapat bekerja, maka akan langsung dilakukan pengambilan data. Setelah pengambilan data dengan variasi ketinggian output 4,18 m, corong pendek, 3 rpm dan semua variasi putaran pompa selesai, maka pengambilan data berikutnya berlangsung dengan menggunakan corong panjang dengan output 4,18 dengan 3 rpm dan semua variasi putaran pompa. Setelah semua variasi putaran pompa dan corong selesai, pengambilan data berikutnya berlangsung dengan menggunakan ketinggian output 5,18 m, corong panjang dan 3 rpm. Setelah pengambilan data dengan ketinggian 5,18 m, corong panjang, 3 rpm dan semua variasi putaran selesai, maka pengambilan data berikutnya berlangsung dengan menggunakan corong pendek dengan ketinggian 5,18 m, 3 rpm dan semua variasi putaran pompa. Setelah variasi putaran pompa dan corong selesai, pengambilan data berikutnya berlangsung dengan menggunakan ketinggian output 6,18 m, corong pendek dan 3 rpm. Setelah pengambilan data dengan ketinggian output 6,18 m, corong pendek, 3 rpm dan semua variasi putaran selesai, maka pengambilan data berikutnya berlangsung dengan menggunakan corong panjang dengan output 6,18 m, 3 rpm dan semua variasi putaran. Setelah semua variasi dilakukan, tahap selanjutnya adalah melakukan pengolahan data.

43 BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Penelitian Hasil penelitian yang dilakukan pada pompa coil didapatkan ketinggian antara sensor dengan permukaan air pada bak V-notch (hs), tegangan listrik di setiap fase motor listrik (v), arus yang terjadi pada motor lisrik (I), dan putaran pada pompa coil (n). Data yang didapatkan kemudian diolah untuk mendapatkan debit hasil, daya input, dan efisiensi pada setiap variasi yang dilakukan. Namun, adanya gangguan angin serta kotoran menyebabkan alat ukur tidak dapat membaca dengan akurat, maka terdapat data yang kurang baik. Dalam perhitungan, data yang kurang baik tersebut dihilangkan akan tetapi tidak melebihi setengah dari jumlah data yang didapatkan. Data yang didapatkan dari alat ukur debit kemudian diambil rata-ratanya dan dimasukkan ke dalam tabel hasil penelitian guna mengurangi banyaknya data yang ada. Tabel yang tersedia dibagi menjadi dua, yaitu tabel hasil penelitian meliputi rata-rata tinggi air output (hs hasil ), dan Hv hasil, tabel perhitungan meliputi debit hasil (Q), serta hasil data tegangan motor listrik (v), arus listrik (I), putaran pompa coil (n), serta perhitungan daya motor, dan efisiensi pompa coil. Dari hasil penelitian didapatkan data seperti berikut : 28

44 29 Tabel 4.1. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian hasil 4,18 m menggunakan corong panjang. No Putaran (rpm) I a (A) I b (A) I c (A) V a (V) V b (V) V c (V) Rata-rata Hs hasil (mm) Hv hasil (m) 1 3 0,13 0,14 0, ,474 0, ,28 0,29 0, ,130 0, ,38 0,39 0, ,806 0, ,46 0,46 0, ,979 0, ,52 0,51 0, ,676 0,022 Table 4.2. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian hasil 4,18 m menggunakan corong pendek. No Putaran (rpm) I a (A) I b (A) I c (A) V a (V) V b (V) V c (V) Rata-rata Hs hasil (mm) Hv hasil (m) 1 3 0,14 0,13 0, ,529 0, ,24 0,25 0, ,701 0, ,36 0,37 0, ,055 0, ,46 0,46 0, ,264 0, ,52 0,51 0, ,044 0,022 Table 4.3. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian hasil 5,18 m menggunakan corong panjang. No Putaran (rpm) I a (A) I b (A) I c (A) V a (V) V b (V) V c (V) Rata-rata hs hasil (mm) Hv.has il (m) 1 3 0,13 0,14 0, ,174 0, ,28 0, ,973 0, ,36 0,35 0, ,945 0, ,44 0,45 0, ,187 0, ,52 0,51 0, ,539 0,020

45 30 Table 4.4. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian hasil 5,18 m menggunakan corong pendek. No Putaran (rpm) I a (A) I b (A) I c (A) V a (V) V b (V) V c (V) Rata-rata hs hasil (mm) Hv hasil (m) 1 3 0,13 0,14 0, ,778 0, ,26 0,25 0, ,466 0, ,36 0,35 0, ,751 0, ,44 0,43 0, ,642 0, ,51 0,52 0, ,967 0,014 Table 4.5. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian hasil 6,18 m menggunakan corong panjang. No Putaran (rpm) I a (A) I b (A) I c (A) V a (V) V b (V) V c (V) Rata-rata hs hasil (mm) Hv hasil (m) 1 3 0,13 0,13 0, ,677 0, ,26 0,25 0, ,411 0, ,36 0,35 0, ,663 0, ,44 0,43 0, ,614 0, ,51 0,51 0, ,783 0,014 Table 4.6. Data hasil penelitian pompa coil dengan ketinggian hasil 6,18 m menggunakan corong pendek. No Putaran (rpm) I a (A) I b (A) I c (A) V a (V) V b (V) V c (V) Rata-rata hs hasil (mm) Hv hasil (m) 1 3 0,14 0,13 0, ,785 0, ,21 0,21 0, ,389 0, ,35 0,34 0, ,963 0, ,43 0,44 0, ,851 0, ,49 0,5 0, ,921 0,014

46 Perhitungan Perhitungan debit (Q), daya input (P in ), torsi (T) dan daya output (P out ) dilakukan dengan mempergunakan data-data seperti tersaji pada Tabel 4.3, dan Tabel 4.9. Data lain yang dipergunakan yaitu dengan percepatan gravitasi (g) = 9,8 m/s 2, sudut θ = 60 o, tan θ/2 = 0,58 dan massa jenis air (ρ) = 1000 kg/m Perhitungan Debit (Q) Sebagai contoh perhitungan debit hasil (Q), data yang dipergunakan yaitu data dengan ketinggian output 5,18 m, putaran pompa 9 rpm dan menggunakan corong panjang. Hv hasil yaitu 0,018 m. Q = g tan 2 Hv5 2 Q = ,8 tan , Q = 3,544 l/menit Hasil perhitungan debit yang lain pada corong panjang maupun corong pendek pada setiap variasi putaran pompa dan ketinggian output ditunjukkan pada Tabel 4.7, Tabel 4.8, Tabel 4.9, Tabel 4.10, Tabel 4.11, Tabel Perhitungan Daya Input (P in ) Sebagai contoh pehitungan daya motor (P in ), data yang dipergunakan yaitu data dengan ketinggian output 5,18 m, putaran pompa 9 rpm dan menggunakan corong panjang, yaitu I a = 0,44 A, I b =0,43 A, I c =0,43 A dan V a = 235 V, V b =235 V, V c = 235 V

47 32 P in = I a. Va 3 + I b. Vb 3 + I c. Vc 3 P in = 0, , , P in = 180,451 watt Hasil perhitungan untuk daya input pompa coil pada corong panjang maupun corong pendek pada setiap variasi putaran dan ketinggian output ditunjukkan pada Tabel 4.7, Tabel 4.8, Tabel 4.9, Tabel 4.10, Tabel 4.11, Tabel Perhitungan Torsi Pompa (T) Sebagai contoh pehitungan torsi (T), data yang dipergunakan yaitu data dengan ketinggian output 5,18 m, putaran pompa 9 rpm dan menggunakan corong panjang. T = P in. 9,55 n T = 180,451. 9,55 9 T = 191,213 N.m Hasil perhitungan untuk torsi pompa coil menggunakan corong panjang maupun corong pendek pada setiap variasi putaran pompa dan ketinggian output ditunjukkan pada Tabel 4.7, Tabel 4.8, Tabel 4.9, Tabel 4.10, Tabel 4.11, Tabel 4.12.

48 Perhitungan Daya Output (P out ) Sebagai contoh pehitungan daya keluaran (P out ), data yang dipergunakan yaitu data dengan ketinggian output 5,18 m, putaran pompa 9 rpm dan menggunakan corong panjang. Karena pada pompa yang terisi air hanya setengah maka daya keluaran dibagi 2. P out = P out = ρ. g. h. Q ,8. 5,18. 3,544 2 P out = 89,958 watt Hasil perhitungan daya output pompa coil menggunakan corong panjang maupun corong pendek pada setiap variasi putaran pompa dan ketinggian output ditunjukkan pada Tabel 4.7, Tabel 4.8, Tabel 4.9, Tabel 4.10, Tabel 4.11, Tabel Perhitungan Efisiensi Pompa (η) Sebagai contoh pehitungan efisiensi pompa (η), data yang dipergunakan yaitu data dengan ketinggian output 5,18 m, putaran pompa 9 rpm dan menggunakan corong panjang. η = P out P in x 100% η = 89, ,451 x 100% η = 49,852 %

49 34 Hasil perhitungan efisiensi pompa coil menggunakan corong panjang maupun corong pendek ditunjukkan pada Tabel 4.7, Tabel 4.8, Tabel 4.9, Tabel 4.10, Tabel 4.11, Tabel Table 4.7. Data hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 4,18 meter menggunakan corong panang. No Putaran (rpm) Q (liter/menit) P out (Watt) P in (Watt) T (N.m) Efisiensi (%) 1 3 1,483 30,381 39, ,799 77, ,098 63,446 91, ,709 69, ,265 87, , ,942 59, , , , ,808 56, , , , ,769 54,289 Table 4.8. Data hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 4,18 meter menggunakan corong pendek. No Putaran (rpm) Q (liter/menit) P out (Watt) P in (Watt) T (N.m) Efisiensi (%) 1 3 1,467 30,053 39, ,818 76, ,432 49,806 73, ,875 67, ,610 73, , ,979 58, , , , ,720 55, , , , ,305 52,074 Table 4.9. Data hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 5,18 meter menggunakan corong panang. No Putaran (rpm) Q (liter/menit) P out (Watt) P in (Watt) T (N.m) Efisiensi (%) 1 3 1,035 26,269 39, ,078 69, ,962 49,794 88, ,065 56, ,740 69, , ,372 54, ,544 89, , , , , , ,326 47,547

50 35 Table Data hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 5,18 meter menggunakan corong pendek. No Putaran (rpm) Q (liter/menit) P out (Watt) P in (Watt) T (N.m) Efisiensi (%) 1 3 0,303 7,698 34, ,816 22, ,635 16,122 77, ,488 20, ,981 24, , ,776 19, ,254 31, , ,641 18, ,744 44, , ,886 18,671 Table Data hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 6,18 meter menggunakan corong panjang. No Putaran (rpm) Q (liter/menit) P out (Watt) P in (Watt) T (N.m) Efisiensi (%) 1 3 0,132 4,006 35, ,008 11, ,237 7,173 75, ,274 9, ,001 30, , ,092 23, ,261 38, , ,900 21, ,804 54, , ,901 23,496 Table Data hasil perhitungan Q, P out, T, η dan P in pada ketinggian output 6,18 meter menggunakan corong pendek. No Putaran (rpm) Q (liter/menit) P out (watt) P in (watt) T (N.m) Efisiensi (%) 1 3 0,069 2,086 34, ,274 6, ,153 4,630 66, ,090 6, ,933 28, , ,137 23, ,199 36, , ,337 20, ,759 53, , ,588 23, Grafik Pembahasan Untuk mengetahui performa pompa coil dalam penelitian ini, maka dari data yang diperoleh disusun menjadi beberapa grafik, antara lain:

51 Debit (l/menit) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Ketinggian output (m) 3 RPM 5 RPM 7 RPM 9 RPM 11 RPM Gambar 4.1. Grafik Hubungan Debit dengan Ketinggian Output pada Corong Panjang. Dari grafik yang diperoleh pada hubungan debit dengan ketinggian output pada corong panjang dapat diketahui hubungan antara debit dengan ketinggian output pada putaran 3 rpm, 5 rpm, 7 rpm, 9 rpm dan 11 rpm. Debit paling besar pompa coil terdapat pada ketinggian output 4,18 m dengan putaran 11 rpm, debit yang diperoleh yaitu 6,205 l/menit. Sedangkan debit yang terkecil terdapat pada ketinggian output 6,18 m dengan putaran 3 rpm, debit yang diperoleh yaitu 0,132 l/menit. Dengan semakin naiknya ketinggian output, maka debit yang dihasilkan pompa coil akan semakin menurun pada setiap masing - masing putaran pompa dan semakin tinggi putaran pompa maka debit yang dihasilkan semakin besar. Jika dibandingkan dengan corong pendek pada grafik hubungaan debit dengan ketinggian output, maka debit yang di peroleh pada corong panjang hasilnya lebih besar.

52 Debit (l/menit) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Ketinggiaan output (m) 3 RPM 5 RPM 7 RPM 9 RPM 11 RPM Gambar 4.2. Grafik Hubungan Debit dengan Ketinggian Output pada Corong Pendek. Dari grafik yang diperoleh pada hubungan debit dengan ketinggian output pada corong pendek dapat diketahui hubungan antara debit dengan ketinggian output pada putaran 3 rpm, 5 rpm, 7 rpm, 9 rpm dan 11 rpm. Debit paling besar pompa coil terdapat pada ketinggian output 4,18 m dengan putaran 11 rpm, debit yang diperoleh yaitu 5,954 l/menit. Sedangkan debit yang terkecil terdapat pada ketinggian output 6,18 m dengan putaran 3 rpm, debit yang diperoleh yaitu 0,069 l/menit. Dengan semakin naiknya ketinggian output, maka debit yang dihasilkan pompa coil akan semakin menurun pada setiap masing-masing putaran pompa dan semakin tinggi putaran pompa maka debit yang dihasilkan semakin besar. Jika dibandingkan dengan corong panjang pada grafik hubungaan debit dengan ketinggian output, maka debit yang di peoleh pada corong pendek hasilnya lebih kecil.

53 Debit (l/menit) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Putaran (rpm) Ketinggian Output 4,18 m Ketinggian Output 5,18 m Ketinggian Output 6,18 m Gambar 4.3. Grafik Hubungan debit Dengan Putaran pada Corong Panjang. Dari grafik yang diperoleh pada hubungan debit dengan putaran pada corong panjang dapat diketahui hubungan antara debit dengan putaran pada ketinggian output 4,18 m, 5,18 m dan 6,18 m. Debit paling besar pompa coil terdapat pada ketinggian output 4,18 m dengan putaran 11 rpm, debit yang diperoleh yaitu 6,205 l/menit. Sedangkan debit yang terkecil terdapat pada ketinggian output 6,18 m dengan putaran 3 rpm, debit yang diperoleh yaitu 0,132 l/menit. Dengan naiknya putaran pompa makan debit yang dihasilkan juga akan naik pada masing-masing ketinggian output, dengan demikian semakin tinggi putaran pompa maka debit yang dihasilkan semakin besar dan terjadi penurunan debit pada saat ketinggian output dinaikkan. Jika dibandingkan dengan corong pendek, maka debit yang diperoleh pada corong panjang lebih tinggi.

54 Debit (l/menit) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Ptaran (rpm) Ketinggian Output 4,18 m Ketinggian Output 5,18 m Ketinggian Output 6,18 m Gambar 4.4. Grafik Hubungan Debit dengan Putaran pada Corong Pendek. Dari grafik yang diperoleh pada hubungan debit dengan putaran pada corong pendek dapat diketahui hubungan antara debit dengan putaran pada ketinggian 4,18 m, 5,18 m dan 6,18 m. Debit paling besar pompa coil terdapat pada ketinggian output 4,18 m dengan putaran 11 rpm, debit yang diperoleh yaitu 5,954 l/menit. Sedangkan debit yang terkecil terdapat pada ketinggian 6,18 dengan putaran 3 rpm, debit yang diperoleh yaitu 0,069 l/menit. Dengan naiknya putaran pompa makan debit yang dihasilkan juga akan naik pada masing-masing ketinggian output, dengan demikian semakin tinggi putaran pompa maka debit yang dihasilkan semakin besar dan terjadi penurunan debit pada saat ketinggian output dinaikkan. Jika dibandingka dengan corong panjang, debit yang diperoleh pada corong pendek lebih kecil.

55 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dari penelitian pompa coil yang berdiameter rangka 0,5 m, diameter selang 1 inci dan panjang selang 27 m dengan menggunakan variasi tinggi output, variasi panjang corong input, dan variasi putaran pompa 3, 5, 7, 9, 11 rpm, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Pada ketinggian output 4,18 meter debit hasil terbaik sebesar 6,205 l/menit menggunakan corong panjang dan putaran pompa 11 rpm. 2. Pada ketinggian output 5,18 meter debit hasil terbaik sebesar 4,414 l/menit menggunakan corong panjang dan putaran pompa 11 rpm. 3. Pada ketinggian output 6,18 meter debit hasil terbaik sebesar 1,804 l/menit menggunakan corong panjang dan putaran pompa 11 rpm Saran 1. Menambah variasi untuk panjang selang dari pompa coil. 2. Menambah variasi dari diameter selang yang digunakan pada pompa coil. 3. Menambah variasi dari diameter badan pompa coil. 4. Untuk penelitian berikutnya pompa coil dapat diaplikasikan dan pengambilan data di sungai. 40

56 DAFTAR PUSTAKA Bengtson, Harlan., 2011, Low Cost Easy to Use Spreadsheets for Engineering Calculations Available at Engineering Excel Spreadsheets jialis jour, ( Diunduh pada 17 November 2014 ) Bondan, 2013, Star Delta pada Motor Induksi 3 Phasa, (Diunduh Pada 5 November 2014) Frankel, P., 1995, Using Stream Energy To Pump Livestock Water, ( Diunduh pada 15 Desember 2014 ). Giancoli, D.C. FISIKA Edisi Kelima. (1999). Penerbit Erlangga. Jakarta Kassab, S.Z., Abdelnaby, A.A., and Abdelbasier, E..I., (2005): Coil Pump Performance Under Variable Operating Conditions, Ninth International Water Technology Conference, Sharm El-Sheikh, Egypt. Vol. 22, pp Mortimer, G.H., and Annable, R., 1984, "The Coil Pump - Theory and Practice" Journal of Hydraulic Research, Vol. 22, No. 1, pp Pudjanarsa, A., Nursuhud, D. (2006) Mesin Konversi Energi. Andi. Yogyakarta. Sears, F.W. (1962). Mekanika Panas dan Bunyi. Cikapundung. Bandung Streeter L.V., Benjamin E.W. (1985). Mekanika Fluida. Penerbit Erlangga. Jakarta Suharto, B. Rahadi, B. Ahmad, A.M., 1997, Pembuatan dan Pemasyarakatan Pompa Spiral Sebagai Alernatif Penyediaan Air Irigasi dan Intensifikasi Pertanian Lahan Kering, (Diunduh pada 15 September 2014) Tailer, Peter. (2005). The Spiral Pump, a High Lift, Slow Turning Pump. ( Diunduh pada 12 Februari 2014 ). Thompson, P.L., Milonova, S., Reha, M., Mased, F., Tromble, I., (2011) : Coil Pump Design for a Community Fountain in Zambia, International Journal for Service Learning in Engineering, 1, ( Diunduh pada 12 Februari 2014 ) Triatmodjo, B., 1993, Hidraulika I, Beta Offset, Yogyakarta. Wildi, T. (2006). Electrical Machines, Drives and Power Systems Sixth Edition. Pearson Prentice Hall. New Jersey. 41

57 LAMPIRAN 1. Gambar Dokumentasi Gambar 1. Pompa coil Gambar 2. Rangkaian pompa coil Gambar 3. Kaki pompa coil

58 Gambar 4. Bak V-nocth dan sensor ketinggian air Gambar 5. Inverter Gambar 6. Motor listrik

59 Gambar 7. Transmisi roda gigi cacing Gambar 8. Multimeter Gambar 9. Clam meter

60 Gambar 10. Tachometer 2. Sampel data ketinggian yang dibaca semsor pada bak v-notch pompa coil Data pompa coil 1 inci menggunakan corong panjang, ketinggian output 4,18 m dan putaran pompa 11 rpm. 18/11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: /11/ :33: