HASIL DAN PEMBAHASAN

Transkripsi

1 HASIL DAN PEMBAHASAN Pompa Hidram dan Proses Kerjanya Proses kerja pompa hidram (Gambar 1) di awali dengan aliran air dari sumber masuk melalui pipa pemasukan atau pipa penghubung dengan posisi pompa lebih rendah dari sumber air tersebut (1). Mula-mula katup limbah (3) terbuka karena gravitasi, sedangkan katup hisap tertutup. Air yang mask memenuhi badan pompa (7) mendorong ke atas katup menutup. Tertutupnya katup buang mengakibatkan dorongan air menekan dan membuka katup hisap, lalu air masuk mengisi ruang dalam tabung udara (4) di atas katup hisap. Pada volume tertentu pengisian air dalam tabung udara optimal, massa air dan udara dalam tabung akan menekan katup hisap untuk menutup kembali, pada saat yang bersamaan sebagian air keluar melalui pipa pengeluaran (5). Dengan tertutupnya kedua katup, maka aliran air dalam badan pompa berbalik berlawanan dengan aliran air masuk diikuti dengan turunnya katup buang. Hal ini karena arah tekanan air tidak lagi ke katup buang, tetapi berbalik ke arah pipa input atau pipa pemasukan (1). Pada pipa pengeluaran palu air (water hammer) itu terjadi, dimana air dengan tenaga gravitasi dari terjunan sumber air menghantam arus balik tadi sebagian besar debit air keluar melalui katup buang, sementara sisahnya mendorong katup hisap masuk ke dalam tabung udara sekaligus mendorong air yang ada dalam tabung udara untuk keluar melalui pipa pengeluaran (5). Energi hantaman yang berulang-ulang mengakibatkan air ke tempat yang lebih tinggi. 27

2 Keterangan: 1. Pipa Pemasukan 2. Tangkai Katup Limbah 3. Katup Limbah 4. Tabung Udara 5. Pipa Pengeluaran 6. Katup Udara 7. Badan Pompa 8. Kaki Pompa Gambar 1. Bangun pompa hidram Komponen Utama Alat Pompa Hidram Alat pompa hidram ini memiliki beberapa komponen utama, yaitu: Prototype pompa hidram Gambar 2. Prototype pompa hidram 28

3 Spesifikasi pompa hidram: 1. Badan pompa Gambar 3. Badan pompa Badan pompa merupakan tempat utama terjadinya proses pemompaan. Bagian ini sebagai tempat untuk landasan katup limbah dan katup penghantar. 2. Katup Limbah Gambar 4. Katup limbah Berfungsi menghantarkan gerakan air yang berasal dari sumber air, sehingga dapat menimbulkan aliran air yang bekerja sebagai sumber tenaga pompa. Dan pada katup limbah inilah terjadi proses hantaman air water hammer. 29

4 3. Katup Udara Gambar 5. Katup udara Katup yang menghantarkan air dari badan pompa ke tabung udara, serta menahan air yang telah masuk agar tidak kembali masuk ke badan pompa, serta menjaga debit air yang keluar agar tetap kontiniu. 4. Tabung Udara Spesifikasi : Gambar 6. Tabung udara - Tinggi: 19,68 inci, 10,04 inci, dan 54,67 inci - Diameter: 5 inci, 7 inci, dan 3 inci - Volume tabung: 2494,64 cm 3 30

5 Tabung udara berfungsi meneruskan dan melipat gandakan tenaga pernompaan, sehingga air yang masuk ke tabung kompresor dapat dipompa naik dan kontiniu. Proses Pengambilan Data Proses pengambilan data diawali dengan melakukan percobaanuntuk instalasi pompa hidram. Proses percobaandilakukan untuk mendapatkan konfigurasi optimal untuk parameter-parameter yang ditetapkan pada pengujian pompa hidram tersebut. Selain itu, proses percobaanjuga dilakukan untuk mengetahui kekurangan-kekurangan yang masih terdapat pada instalasi pompa hidram, sehingga pada saat pengambilan data pompa hidram akan berada pada kondisi yang optimal. Kinerja Alat Pompa Hidram Kajian kinerja alat pompa hidram dilakukan untuk mengertahui tingkat pencapaian hasil penelitian yang selanjutnya dapat diketahui keunggulan dan kelemahan yang terdapat pada penelitian ini. Debit aliran air sangat berpengaruh terhadap kinerja alat pompa hidram karena memerlukan air yang stabil dan terusmenerus pada saat pengoperasian pompa hidram. Karena pada saat air masuk ke dalam pipa penghantar memerlukan tekanan air yang sangat kuat jika debit aliran air tidak stabil, maka tidak akan ada tekanan pada katup limbah. Hal ini telah dinyatakan oleh Taye (1998) yang menyatakan pompa hidram berasal dari tekanan atau hantaman air yang masuk ke dalam pompa melalui pipa. Untuk itu masuknya air yang berasal dari sumber air ke dalam pompa harus berjalan secara kontinyu atau terus-menerus agar pompa hidram dapat bekerja optimal. 31

6 Debit Aliran Berdasarkan penelitian yang dilakukan, debit aliran di hitung dari volume air yang tertampung yang mengalir per satuan waktu yang melewati suatu penampang (pipa). Data debit aliran dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Nilai Debit Pemasukan (Q in ) Debit Pengeluaran (Q out ) dan Efisiensi (ɳ) Diameter Tabung ( inci) Debit Input (L/s) Debit Output (L/s) Efesiensi Pompa (%) 3 1,176 0,330 28,06 5 1,176 0,336 28,57 7 1,176 0,338 28,74 Hubungan antara pengaruh variasi ukuran tabung udara terhadap debit aliran yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 6. 0,35 D eb it O ut p ut (L 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Diameter 3 Tabung 5 Udara (Inci) 7 Diameter Tabung Udara (Inci) Gambar 6. Hubungan pengaruh variasi ukuran tabung terhadap debit aliran Dari analisis sidik ragam pada Lampiran 3 dan Tabel 1 menunjukkan bahwa variasi tabung udara dengan volume sama namun diameter dan tinggi yang berbeda tidak memberikan pengaruh nyatapada debit pengeluaran (Q out ), 32

7 sehingga pengujian dengan menggunakan analisa Duncan Multiple Range Test (DMRT) tidak dilakukan. Hasil ini menunjukkan bahwa volume tabung udara yang lebih berperan daripada diameter tabung udara, seperti penelitian yang dilakukan oleh Shodiqin (2015) yang menyatakan bahwa semakin besar volume tabung udara, maka semakin besar pula debit yang dihasilkan. Karena pada penelitian ini menggunakan tabung udara yang volumenya sama sehingga hasil nilai debit aliran yang diperoleh juga tidak berbeda nyata. Dan pada penelitian yang dilakukan oleh Siahaan (2012) juga menyatakan bahwa penambahan volume tabung udara dapat menambah head output, hal ini disebabkan karena diameter atau rongga udara yang besar dapat menambah tekanan udara untuk mendorong air menuju titik yang lebih tinggi, dorongan air dari pipa inlet yang kontinyu dan ketukan air dari katup limbah yang menambah masukan air di dalam tabung udara, sehingga tekanan udara di dalam tabung semakin besar. Koefisien Debit Nilai koefisien debit juga sangat tergantung pada faktor-faktor yang mempengaruhi, yaitu bentuk dan ukuran lubang, nilai reratanya, dan lamanya waktu yang diberikan pada pengujian. Data nilai koefisien debit yang diteliti dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Nilai Koefisien Debit (Cd) Diameter Tabung Debit Teori (inci) (L/s) Debit Aktual (L/s) 3 1,368 0,330 0, ,368 0,336 0, ,368 0,338 0,247 Koefisien Debit (Cd) 33

8 Hubungan antara pengaruh variasi ukuran tabung udara terhadap koefisien debit yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 7. 0,6 0,5 Ko efi sie n De bit 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Diameter 3 Tabung 5 Udara (Inci) 7 Diameter Tabung Udara (Inci) Gambar 7. Hubungan pengaruh variasi ukuran tabung terhadap koefisien debit Dari analisis sidik ragam pada Lampiran 5 dan Tabel 2 menunjukkan bahwa niali koefisien debit (Cd) yang diteliti juga tidak menunjukkan perbedaan yang nyata pada masing-masing perlakuan, sehingga pengujian dengan menggunakan analisa Duncan Multiple Range Test (DMRT) tidak dilakukan. Hal ini disebabkan faktor bentuk lubang dan volume tabung udara pompa yang memiliki nilai sama sehingga hasil nilai koefisien debit yang diperoleh juga tidak berbeda nyata.sama halnya dengan debit aliran bahwa volume tabung udara yang mempunyai peran yang besar terhadap peningkatan kinerja pompa hidram. Efisiensi Pompa Efesiensi merupakan hasil perbandingan dari nilai debit hasil pengeluaran dan debit hasil pemasukan. Untuk menghitung nilai efisiensi pompa dalam penelitian ini digunakan rumus efisiensi Rankine. 34

9 Berdasarkan analisis sidik ragam pada Lampiran 6 dan Tabel 1 menunjukkan bahwa variasi ukuran tabung udara pompa hidram juga tidak memberikan perbedaan yang nyata terhadap efisiensi pompa, sehingga pengujian dengan menggunakan analisa Duncan Multiple Range Test (DMRT) juga tidak dilakukan. Nilai efisiensi yang didapat dari variasi tabung udara yang diteliti hanya berselisih 0,17 % saja. Hal ini juga menunjukkan bahwa walaupun dilakukan dengan berbagai variasi tabung udara dengan diameter dan tinggi tabung udara berbeda-beda namun dengan volume tabung udara yang sama, hal itu tidak memberikan pengaruh hasil efesiensi pompa yang nyata. Sama halnya dengan debit aliran dan koefisien debit yang memperoleh hasil nilai tidak berbeda nyata dikarenakan volume tabung udara yang memiliki nilai sama. Juga hubungan antara pengaruh variasi ukuran tabung udara terhadapa efisiensi pompa yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar Ef isi en si P o m pa Diameter Tabung 5 Udara (Inci) 7 Diameter Tabung Udara (Inci) Gambar 6. Hubungan pengaruh variasi ukuran tabung terhadap efisiensi 35

10 Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa besar volume tabung udara yang mempengaruhi kinerja pompa untuk mendapatkan hasil yang maksimal dan dapat memberikan perbedaan yang nyata pada penelitian. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Shodiqin (2015) yang menyatakan bahwa semakin besar volume tabung udara, maka semakin besar pula debit yang dihasilkan dan semakin banyak, serta semakin besar volume tabung udara maka semakin besar efisiensi yang dihasilkan dan semakin tinggi. Berdasarkan Tabel 1 dengan efisiensi pompa yang masih rendah harus diperbaiki katup limbah untuk meningkatkan efisiensi pompa dan harus dirancang dengan baik, sehingga berat dan gerakannya dapat diatur. Karena fungsi dari katup limbah sendiri ialah untuk mengubah energi kinetik yang mengalir melalui pipa pemasukan menjadi energi tekanan yang akan menaikkan fluida menuju tabung udara. Hal itu sesuai dengan literatur Perry (1976) yang menyatakan bahwa katup limbah merupakan salah satu komponen terpenting pompa hidram. Oleh sebab itu katup limbah harus dirancang dengan baik, sehingga berat dan gerakannya dapat disesuaikan dan bekerja maksimal. Penelitian yang dilakukan oleh Siahaan (2012) dengan variasi panjang pipa masuk 8 m, 10 m, dan 12 m, efisiensi terbaik pada panjang pipa pemasukan 12 m yang dihasilkan yaitu sebesar 29,15 %. Kinerja pompa hidram dipengaruhi panjang pipa pemasukan, semakin panjang dan besar pipa pemasukan, maka efisiensi pompa hidram akan semakin besar pula. 36

11 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan 1. Volume tabung udara sama dengan diameter dan tinggi tabung berbeda menghasilkan debit aliran, koefisien debit dan efisiensi pompa tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap kinerja pompa hidram. 2. Kinerja pompa hidram sangat ditentukan dan dipengaruhi oleh volume tabung udara. Saran Perlu adanya penelitian lebih lanjut tentang faktor katup limbah agar bisa bekerja maksimal dan konsisten tanpa harus mengatur ulang saat pompa dioperasikan untuk mencapai kinerja pompa maksimal. 37