PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Transkripsi

1 POMPA HIDRAM LINIER 3 INCI DENGAN VARIASI LUASAN LUBANG KATUP HANTAR SKRIPSI Untuk memenuhi sebagai persyaratan mencapai gelar Sarjana Teknik Mesin Program Studi Teknik Mesin Oleh : PRASETYO EDI WIBOWO PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015 i

2 THREE INCH LINEAR HYDRAULIC RAM PUMP WITH EXTENT HOLES DELIVERY VALVE VARIATON THESIS Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain Sarjana Teknik of Engineering In Mechanical Engineering Study Program By: PRASETYO EDI WIBOWO MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2015 ii

3 POMPA HIDRAM LINIER 3 INCI DENGAN VARIASI LUASAN LUBANG KATUP HANTAR Disusun oleh: PRASETYO EDI WIBOWO NIM : Tanggal : 4 Februari 2015 Telah disetujui oleh : Yogyakarta, 4 Februari 2015, Pembimbing Utama, iii

4 POMPA HIDRAM LINIER 3 INCI DENGAN VARIASI LUASAN LUBANG KATUP HANTAR Yang dipersiapkan dan disusun oleh : iv

5 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa dalam Skripsi dengan judul : POMPA HIDRAM LINIER 3 INCI DENGAN VARIASI LUASAN LUBANG KATUP HANTAR Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan yang wajib ditempuh untuk menjadi Sarjana Teknik pada Program Strata-1, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan dari skripsi yang sudah dipublikasikan di Universitas Sanata Dharma maupun di Perguruan Tinggi manapun. Kecuali bagian informasinya dicantumkan dalam daftar pustaka. v

6 LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYAILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma Yogyakarta : Nama : PRASETYO EDI WIBOWO, Nomor Mahasiswa : Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta karya ilmiah saya yang berjudul : POMPA HIDRAM LINIER 3 INCI DENGAN VARIASI LUASAN LUBANG KATUP HANTAR Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. vi

7 INTISARI Salah satu kebutuhan pokok bagi makhkuk hidup yang sangat penting adalah air. Masyarakat membutuhkan pompa hidram linier untuk memompakan air dari sumber air yang letaknya lebih rendah dari tempat tinggal penduduk. Pompa hidram linier adalah sebuah pompa yang energi atau tenaga penggeraknya berasal dari tekanan atau hantaman air yang masuk kedalam pompa melalui pipa. Dalam kerjanya alat ini, tekanan dinamik yang ditimbulkan memungkinkan air mengalir dari ketinggian vertikal yang rendah ke tempat yang lebih tinggi. Pada penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh tinggi input, terhadap luasan lubang katup hantar, pemberat dan tinggi output yang berbeda pada pompa hidram linier. Pada penelitian ini pompa hidram linier yang dipakai berukuran 3 inci berbahan PVC. Memakai luasan lubang katup hantar 25%, 50%, dan 70%. Pemberat pada katup limbah pompa sebesar 50 gram, 100 gram, dan 150 gram. Dengan ketinggian input pada 0,7 m, 1,2 m, dan 1,7 m. tinggi outputnya pada ketinggian 4,1 m, 5,1 m, dan 6,1 m. Pada penelitian ini, luasan lubang katup hantar, pemberat pada katup limbah, tinggi input, dan tinggi output mempengaruhi kinerja pompa. Pada variasi luasan lubang katup hantar 25% debit hasil terbaik sebanyak 13,077 l/menit, pada ketinggian input 1,7 m, pemberat 150 gram, dan output 4,1 m. Pada variasi luasan lubang katup hantar 50% debit hasil terbaik sebanyak 13,220 l/menit, pada ketinggian input 1,7 m, pemberat 100 gram, dan output 4,1 m. Pada variasi luasan lubang katup hantar 70% debit hasil terbaik sebanyak 13,863 l/menit, pada ketinggian input 1,7 m, pemberat 150 gram, dan output 4,1 m. Pada luasan katup hantar 25% efisiensi terbaik sebesar 45,704% diperoleh pada ketinggian input 1,2 m, ketinggian output 4,1 m pada pemberat 50 gram. Pada luasan katup hantar 50% efisiensi terbaik sebesar 39,454% diperoleh pada ketinggian input 0,7 m, ketinggian output 4,1 m pada pemberat 50 gram. Pada luasan katup hantar 70% efisiensi terbaik sebesar 43,432% diperoleh pada ketinggian input 0,7 m, ketinggian output 4,1 m pada pemberat 100 gram. Kata kunci : pompa hidram linier, luasan lubang katup hantar, berat pemberat, tinggi input, tinggi output. vii

8 ABSTRACT One of the most important living creatures main needs is water. Society needs linear hydram pump to pump the water from the water resource located lower than the society residence. Linear hydram pump is a pump that has activator energy or power from water pressure or blow entered the pump through pump. In the equipment work, caused dynamic pressure enables the water to flow from lower vertical height to higher place. This research was done to know the influence of input height towards delivery valve holes extents, different ballast and output height on linier hidram pump. In this research, the linier hidram pump utilized had sized 3 inches made of PVC material. It utilized delivery valve holes extent 25%, 50%, and 70%. The ballast of pump waste valve was 50 grams, 100 grams, and 150 grams with the input height of 0,7 m, 1,2 m, and 1,7 m. The output heights were 4.1 m, 5.1 m, and 6.1 m. In this research, the delivery valve holes extents, waste valve ballast, input and output height influence pump performance. In the delivery valve hole extent variation 25% the best result discharge was /minutes, on the input height 1,7 m, ballast of 150 gram and output 4.1 m. In the delivery valve hole extent variation 50% the best result discharge was l/minutes, on the input height of 1,686 m, ballast 100 grams, and output 4.1 m. In the delivery valve hole extent variation 70% the best result discharge was l/minutes, on the input height 1,686m, ballast 150 gram, and output 4.1 m. In the delivery valve extent 25% the best efficiency was % was obtained on the input height of 1,2 m, output height 4.1 m on ballast 50 grams. In the delivery valve extent 50%, the best efficiency was was obtained on input height of 0,7 m, output height 4.1 m on ballast 50 grams. In the delivery valve extent 70%, the best efficiency was % was obtained on the input height 0,7 m, output height 4.1 m on ballast 100 grams. Keywords: linier hidram pump, delivery valve hole extent, the ballast weight, input height, output height viii

9 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas lindungan dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi dalam mencapai gelar Sarjana S-1 pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Dalam menyusun laporan ini penulis banyak mendapat bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada : 1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. sebagai Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, 2. Ir. P.K. Purwadi, M.T. sebagai Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, 3. A. Prasetyadi, S.Si., M.Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik, 4. R.B. Dwiseno Wihadi, S.T., M.Si. selaku Dosen Pembimbing Skripsi, 5. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas kuliah, bimbingan, serta fasilitas yang diberikan selama masa kuliah, 6. Penny Sri Utami selaku orang tua penulis yang telah memberikan dukungan moril maupun materiil secara penuh hingga saat ini, dan selalu mendoakan penulis dalam menyelesaikan Skripsi, 7. Alm. Sigit Pramono selaku orang tua penulis yang selalu memberikan semangat bagi penulis dalam menyelesaikan Skripsi, ix

10 8. Kakak penulis yang selalu mendoakan penulis agar cepat selesai dalam pengerjaan Skripsi, 9. Aloysius Krisna Askrinda P., Argand Febry Wijaya, Ig. Robby Dwi Hermawan, Markus Dwi Melandri Saputra, selaku teman satu tim yang membantu dalam perancangan, pembuatan, perbaikan alat dan pengambilan data, 10. Seluruh teman - teman Teknik Mesin khususnya teknik mesin angkatan 2010, 11. Monica Sari yang selalu membantu dalam memberi semangat dan dukungan kepada penulis, 12. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Skripsi ini, terima kasih. Dalam penulisan Skripsi ini masih banyak kekurangan, kekeliruan, dan kurang dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi kemajuan yang akan datang. Akhir kata semoga Skripsi ini memberi dan menambah informasi yang bermanfaat bagi pembaca semua. x

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... TITLE PAGE... HALAMAN PENGESAHAN... DAFTAR DEWAN PENGUJI... PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI... LEMBAR PUBLIKASI... INTISARI... ABSTRACT... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... i ii iii iv v vi vii viii ix xi DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR TABEL... xvi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian... 4 BAB II DASAR TEORI Tinjauan Pustaka... 5 xi

12 2.2. Landasan Teori Persamaan yang digunakan Perhitungan Debit Menggunakan V-notch Tekanan Hidrostatis pada Fluida Hukum Bernoulli Kecepatan Aliran pada Suatu Titik Laju Aliran Fluida Efisiensi D Aubuission BAB III METODE PENELITIAN Alat Penelitian Tahap Persiapan dan Susunan Alat Variabel Penelitian Variasi Katup Hantar Variasi Berat Pemberat Perbandingan Momen Lengan Beban terhadap Lengan Katup Ketinggian Input ( H ) dan Output ( h ) Metode Perhitungan Ketinggian Rata Rata Air yang diukur Sensor Metode Perhitungan Ketinggian Air pada V-Notch Diagram Flow Chart BAB IV HASIL dan PEMBAHASAN Hasil Penelitian xii

13 4.2. Perhitungan Debit Perhitungan Efisiensi Pembahasan BAB V KESIMPULAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Pompa hidram linier... 6 Gambar 2 Komponen pompa hidram linier... 8 Gambar 3 Aliran air periode pertama... 9 Gambar 4 Aliran air periode kedua... 9 Gambar 5 Aliran air periode ketiga Gambar 6 Aliran air periode keempat Gambar 7 Diagram siklus kerja pompa hidram Gambar 8 Penampang V- notch Gambar 9 Susunan alat yang digunakan Gambar 10 Katup hantar 25% Gambar 11 Katup hantar 50% Gambar 12 Katup hantar 70% Gambar 13 Berat pemberat 150 gram Gambar 14 Berat pemberat 100 gram Gambar 15 Berat pemberat 50 gram Gambar 16 Perbandingan momen pada lengan beban dan lengan katup limbah Gambar 17 Ketinggian input (H) dan ketinggian output (h) Gambar 18 V-Notch pada bak tampung limbah Gambar 19 V-Notch pada bak tampung hasil Gambar 20 Diagram flow chart xiv

15 Gambar 21 Grafik hubungan antara pemberat dan ketinggian input terhadap debit hasil pada luasan katup hantar 25% pada ketinggian output 4,1 m, 5,1 m, 6,1 m Gambar 22 Grafik hubungan antara pemberat dan ketinggian input terhadap debit hasil pada luasan katup hantar 50% pada ketinggian output 4,1 m, 5,1 m, 6,1 m Gambar 23 Grafik hubungan antara pemberat dan ketinggian input terhadap debit hasil pada luasan katup hantar 70% pada ketinggian output 4,1 m, 5,1 m, 6,1 m xv

16 DAFTAR TABEL Tabel 1 Hasil penelitian pompa hidram linier dengan ketinggian input 0,7 meter dan tinggi output 4,1 meter Tabel 2 Hasil penelitian pompa hidram linier dengan ketinggian input 0,7 meter dan tinggi output 5,1 meter Tabel 3 Hasil penelitian pompa hidram linier dengan ketinggian input 0,7 meter dan tinggi output 6,1 meter Tabel 4 Hasil penelitian pompa hidram linier dengan ketinggian input 1,2 meter dan tinggi output 4,1 meter Tabel 5 Hasil penelitian pompa hidram linier dengan ketinggian input 1,2 meter dan tinggi output 5,1 meter Tabel 6 Hasil penelitian pompa hidram linier dengan ketinggian input 1,2 meter dan tinggi output 6,1 meter Tabel 7 Hasil penelitian pompa hidram linier dengan ketinggian input 1,7 meter dan tinggi output 4,1 meter Tabel 8 Hasil penelitian pompa hidram linier dengan ketinggian input 1,7 meter dan tinggi output 5,1 meter Tabel 9 Hasil penelitian pompa hidram linier dengan ketinggian input 1,7 meter dan tinggi output 6,1 meter Tabel 10 Hasil perhitungan Q, q, dan pada tinggi input 0,7 meter dan tinggi output 4,1 meter xvi

17 Tabel 11 Hasil perhitungan Q, q dan pada tinggi input 0,7 meter dan tinggi output 5,1 meter Tabel 12 Hasil perhitungan Q, q, dan pada tinggi input 0,7 meter dan tinggi output 6,1 meter Tabel 13 Hasil perhitungan Q, q, dan pada tinggi input 1,2 meter dan tinggi output 4,1 meter Tabel 14 Hasil perhitungan Q, q, dan pada tinggi input 1,2 meter dan tinggi output 5,1 meter Tabel 15 Hasil perhitungan Q, q, dan pada tinggi input 1,2 meter dan tinggi output 6,1 meter Tabel 16 Hasil perhitungan Q, q, dan pada tinggi input 1,7 meter dan tinggi output 4,1 meter Tabel 17 Hasil perhitungan Q, q, dan pada tinggi input 1,7 meter dan tinggi output 5,1 meter Tabel 18 Hasil perhitungan Q, q dan pada tinggi input 1,7 meter dan tinggi output 6,1 meter xvii

18 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Untuk menunjang kehidupan makhluk hidup, banyak kebutuhan pokok yang wajib terpenuhi agar siklus kehidupan dapat berjalan dengan baik. Salah satu kebutuhan pokok bagi makhkuk hidup yang sangat penting adalah air. Air menutupi 2 / 3 atau hampir 70% dari seluruh permukaan Bumi. Air merupakan senyawa yang penting bagi semua aspek kehidupan manusia, hewan dan tumbuh - tumbuhan. Ketersediaan air yang melimpah cukup untuk memenuhi kebutuhan makhluk hidup di bumi yang juga cukup banyak. Namun kebutuhan air yang cukup banyak sering kali menimbulkan permasalahan baru bagi manusia, khususnya bagi masyarakat yang tinggal jauh dari sumber air. Masyarakat biasa menggunakan pompa air untuk memompakan air dari sumber air ke tempat tinggal mereka. Penggunaan pompa air ini juga masih mengalami kesulitan, antara lain tidak tersedianya sumber tenaga listrik atau sulitnya mendapat bahan bakar dan mahalnya biaya operasional pompa (Nurromdhoni,2013). Masyarakat membutuhkan suatu kemudahan untuk mendapatkan pasokan air yang cukup tanpa mengalami kesulitan. Masyarakat khususnya yang bertempat tinggal jauh dari sumber air dan jauh dari sumber tenaga listrik membutuhkan suatu alat yang dapat memompakan air tanpa membutuhkan sumber tenaga listrik. Pompa hidram memiliki banyak keuntungan sehingga pompa hidram ini dinilai 1

19 2 merupakan jalan keluar dan solusi yang tepat untuk menyelesaikan permasalahan bagi masyarakat yang kesulitan untuk mendapat pasokan air. Pompa hidram ini tidak memerlukan sumber tenaga listrik juga tidak memerlukan bahan bakar dalam pengoperasiannya, pompa hidram dapat memompakan air ke daerah yang letaknya lebih tinggi dari sumber air. Selain itu pompa hidram merupakan pompa dengan perawatan yang relatif mudah dan pembuatannya pun cukup sederhana sehingga tidak memerlukan keahlian khusus dalam hal perawatan, juga merupakan pompa dengan instalasi yang mudah sehingga tidak memerlukan tempat yang luas, pompa hidram juga dapat bekerja memompakan air selama 24 jam tanpa henti, dengan catatan sumber air harus terus mengalir dan aliran air mengalir konstan. Pada saat ini pompa hidram memang mengalami banyak perkembangan dan penelitian, guna mencari debit hasil pemompaan dan efisiensi yang terbaik. Pada permasalahan ini peneliti melakukan pengujian terhadap luasan lubang katup hantar dan berat pemberat pada katup limbah hidram linier 3 inci guna mencari debit hasil dan efisiensi terbaik dari beberapa variasi tersebut. Prinsip kerja pompa hidram linier hampir sama dengan pompa hidram pada umumnya, namun pompa hidram linier mempunyai model berbentuk linier sehingga antara pipa masuk, katup limbah, katup hantar, tabung udara mempunya kedudukan yang sejajar. Karena bentuk linier aliran air didalam hidram diharapkan mengalami lebih kecil hambatan atau rugi rugi akibat gesekan di banding pompa hidram biasa. Hidram linier tersebut terbuat dari bahan PVC dengan diameter 3 inci. Katup hantar mempunyai variasi luasan lubang sebesar

20 3 25%, 50%, dan 70% dari luasan lubang diameter 3 inci, dengan pemberat katup limbah terbuat dari besi berbentuk tabung pejal dan aluminium, dengan variasi berat sebesar 50 gram, 100 gram, dan 150 gram Rumusan Masalah Bagaimana debit hasil dan efisiensi pada pompa hidram linier jika dilakukan variasi pada luasan lubang katup hantar, variasi berat pemberat, ketinggian input masukan air, dan ketinggian output keluaran air? 1.3. Tujuan Penelitian 1. Mengetahui debit hasil (q) terbaik pompa hidram linier yang dipengaruhi oleh variasi luasan lubang katup hantar. 2. Mengetahui efisensi (η) terbaik pompa hidram linier yang dipengaruhi oleh variasi luasan lubang katup hantar Batasan Masalah Batasan masalah yang diambil di dalam pembuatan peralatan penelitian ini yaitu : 1. Luasan input pompa hidram linier sebesar 3 inci. 2. Beban katup limbah 50 gram, 100 gram, dan 150 gram. 3. Panjang langkah katup limbah, yaitu sebesar 1,25 cm. 4. Panjang tabung udara yang digunakan sebesar 1 m. 5. Luasan lubang katup hantar yang digunakan adalah 25%, 50%, dan 70% dari luasan lubang input pipa pvc 3 inci sebesar 59,45 cm².

21 4 6. Ketinggian input masukan air adalah 0,7 meter; 1,2 meter; dan 1,7 meter. 7. Ketinggian output keluaran air adalah 4,1 meter; 5,1 meter; dan 6,1 meter. 8. Gesekan antara air dengan material pompa diabaikan sehingga tidak ada head loss dalam perhitungan Manfaat Penelitian 1. Mahasiswa mendapat pengetahuan mengenai cara membuat pompa hidram linier. 2. Mahasiswa mendapat pengetahuan secara nyata mengenai pompa hidram linier. 3. Mahasiswa mendapat pengalaman merancang sistem pompa hidram linier untuk di aplikasikan di daerah yang nyata. 4. Mahasiswa dilatih untuk aktif berfikir kreatif dan logis dalam menyelesaikan suatu permasalahan. 5. Memperbaiki sistem pengairan pada masyarakat yang membutuhkan. 6. Menghemat biaya bila pompa hidram linier dapat diterapkan atau diaplikasikan secara tepat pada kalangan masyarakat yang mayoritas kesulitan dalam pengadaan air. 7. Dapat memberikan wawasan kepada rekan universitas tentang fungsi dan cara kerja pompa hidram linier. 8. Dapat memberikan referensi bagi pengembang pompa hidram linier tingkat lanjutan.

22 BAB II DASAR TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Cahyanta dan Indrawan (1996) telah melakukan penelitian dengan kesimpulan bahwa besar kecilnya beban pada katup limbah sangat berpengaruh pada efektifitas kerja pompa hidram terutama pada debit pemompaan. PTP - ITB dalam Cahyanta dan Indrawan (1996) mengemukakan hasil penelitian bahwa beban katup limbah berpengaruh terhadap efisiensi pompa hidram. Penelian ini menunjukkan bahwa efisiensi pompa terbesar diperoleh pada beban katup limbah 400 gram yaitu 42,92 %. Candrika (2014) Berdasarkan hasil analisis data didapatkan nilai debit rata - rata pompa hidram pada tinggi permukaan air keluar 1,3 meter sebesar 0,144 liter/menit, pada tinggi permukaan air keluar 1,8 meter sebesar 0,079 liter/menit dan pada tinggi permukaan air keluar 2,3 meter sebesar 0,0494 liter/menit. Semakin tinggi permukaan air keluar, debit air yang dihasilkan pompa hidram semakin kecil dan semakin rendah permukaan air keluar, debit air yang dihasilkan pompa hidram semakin besar Landasan Teori Pompa hidram atau singkatan dari hydraulic ram berasal dari kata hydro berarti air (cairan), dan ram adalah hantaman, pukulan atau tekanan, Jadi pompa 5

23 6 hidram adalah sebuah pompa yang energi atau tenaga penggeraknya berasal dari tekanan atau hantaman air yang masuk ke dalam pompa melalui pipa (Fane dkk, 2012). Masuknya air yang berasal dari berbagai sumber air ke dalam pompa harus berjalan secara kontinyu atau terus menerus. Dalam kerjanya alat ini, tekanan dinamik yang ditimbulkan memungkinkan air mengalir dari ketinggian vertikal (head) yang rendah ke tempat yang lebih tinggi. Penggunaan hydraulic ram tidak terbatas hanya pada penyediaan air untuk kebutuhan rumah tangga, tapi juga dapat digunakan untuk pertanian, peternakan, dan perikanan darat. Karena pompa ini bekerja tanpa menggunakan bahan bakar minyak atau tanpa motor listrik. Water Hammer Gambar 1. Pompa hidram linier Di dalam pompa hidram, terjadi proses palu air, gejala palu air terjadi karena adanya air dari reservoir dialirkan melalui pipa secara tiba-tiba dihentikan oleh suatu penutupan katup, air dari reservoir menuju pompa akan menekan naik klep limbah sehingga terjadi penutupan tiba - tiba yang mengakibatkan terjadi proses palu air. Proses yang terjadi berulang - ulang inilah yang mendorong naik

24 7 air ke pipa penghantar untuk kemudian diteruskan ke bak penampung (Fane dkk, 2012). Komponen Pompa Hidram Linier Komponen utama pompa hidram linier adalah: 1. Katup limbah (waste pump) Katup limbah berguna untuk mengalirkan air keluar dari badan hidram pada saat katup terbuka, dan menghentikan aliran saat katup tertutup yang mengakibatkan proses water hammer. 2. Katup hantar (delivery valve) Katup hantar berguna sebagai katup searah. Katup hantar dapat terbuka apa bila ada tekanan air yang menekan katup hantar sehingga dapat terbuka dan mengalirkan air masuk ke tabung udara. Air yang sudah masuk ke dalam tabung udara tidak dapat keluar atau kembali. 3. Tabung udara (air chamber) Tabung udara berguna untuk menyimpan udara untuk proses pemompaan air ke pipa output. 4. Lubang udara (air valve) Lubang udara berguna untuk menghisap udara dari luar menuju ke badan hidram pada saat terjadi proses recoil. 5. Pipa masuk (driven pipe)

25 8 Pipa masuk berguna sebagai pipa penghubung dari bak tampung input menuju ke hidram untuk mengalirkan air. 6. Pipa output (delivery head) Pipa output berguna untuk mengalirkan air hasil pemompaan dari tabung udara menuju ke tempat yang diingikan Gambar 2. Komponen pompa hidram linier Prinsip Kerja dan Siklus Pompa Hidram Linier Prinsip kerja pompa hidram linier di bagi menjadi 4 periode, yaitu: 1. Aliran air periode pertama. Air mengisi rangkaian hidram, percepatan air mulai bertambah karena adanya beda ketinggian antara bak input air dengan hidram. Air mulai keluar melalui katup limbah.

26 9 Aliran air Katup limbah terbuka Gambar 3.Aliran air periode satu Air keluar melalui katup limbah 2. Aliran air periode kedua. Kecepatan aliran bertambah sampai maksimum melalui katup limbah yang terbuka, sehingga menyebabkan aliran air menekan katup limbah, pada akhirnya katup limbah mulai bergerak menutup dan akhirnya tertutup sepenuhnya. Katup limbah tertutup Gambar 4. Aliran air periode kedua 3. Aliran air periode ketiga. Tertutupnya katup limbah menimbulkan tekanan yang besar di dalam rangkaian hidram. Demikian pula yang terjadi pada katup hantar. Kemudian

27 10 dengan cepat katup hantar terbuka, sebagian air terpompa masuk ke tabung udara. Udara pada tabung udara tertekan, kemudian mulai mengembang untuk menyeimbangkan tekanan, dan mendorong air keluar melalui lubang output. Aliran air masuk kedalam tabung udara Air terpompa keluar Katup hantar terbuka karena tekanan aliran air Gambar 5. Aliran air periode ketiga 4. Aliran air periode keempat. Katup hantar tertutup akibat dari tekanan udara dan air yang berada di tabung udara lebih besar dari pada tekanan di badan hidram. Namun Tekanan di sekitar badan hidram masih lebih besar dari pada tekanan statis pipa input, sehingga aliran berbalik arah dari badan hidram menuju bak tampungan input. Peristiwa inilah yang disebut dengan recoil. Recoil menyebabkan terjadinya kevakuman pada badan hidram, yang mengakibatkan masuknya sejumlah udara dari luar masuk ke badan hidram melalui katup pernafasan (air valve). Tekanan di sisi bawah katup limbah juga berkurang, dan juga karena berat katup limbah itu sendiri, maka katup limbah kembali terbuka. Tekanan air pada pipa kembali ke tekanan statis sebelum siklus berikutnya terjadi lagi.

28 11 Katup hantar tertutup Hisapan udara melalui air valve Katup limbah tertutup Aliran air berbalik arah ke bak input (Recoil) Gambar 6. Aliran air periode keempat Dalam satu siklus hidram terdapat lima periode yang digambarkan dengan grafik, pada gambar 7: Gambar 7. Diagram siklus kerja pompa hidram ( Jahja Hanafie, 1979 )

29 12 Pada gambar 7 siklus kerja hidram terbagi menjadi 5 periode, yaitu: 1. Siklus kerja hidram di periode 1. Akir siklus yang sebelumnya, kecepatan air melalui ram mulai bertambah, air melalui katup limbah yang sedang terbuka timbul tekanan negatif yang kecil dalam ram. 2. Siklus kerja hidram di periode 2. Aliran bertambah sampai maksimum melalui katup limbah yang terbuka dan tekanan dalam pipa - pipa masuk juga bertambah secara bertahap. 3. Siklus kerja hidram di periode 3. Katup limbah mulai menutup dengan demikan menyebabkan naiknya tekanan dalam ram. Kecepatan aliaran dalam pipa pemasukan telah mencapai maksimum. 4. Siklus kerja hidram di periode 4. Katup limbah tertutup, menyebabkan terjadinya water hammer yang mendorong air melalui katup penghantar. Kecepatan dalam pipa pemasukan berkurang dengan cepat. 5. Siklus kerja hidram di periode 5. Denyut tekanan terpukul kedalam pipa pemasukan, menyebabkan timbulnya hisapan kecil dalam ram. Katup limbah terbuka karena hisapan dan beban dari

30 13 katup limbah. Air mulai mengalir lagi melalui katup limbah dan siklus hidraulik ram terulang lagi. (Panjaitan dan Sitepu, 2012) 2.3. Persamaan yang digunakan Perhitungan debit menggunakan V-notch, yaitu: Dalam perhitungan debit hasil (output) maupun debit limbah, peneliti menggunakan sensor ketinggian. Dari sensor tersebut didapatkan data yang kemudian diolah menggunakan rumus debit menggunakan v-notch. (Streeter, dkk, 1985) Q t = (2.1) dengan Qt adalah debit air. adalah percepatan gravitasi. adalah sudut takik V-notch. adalah tinggi air dari permukaan V-notch. Gambar 8. Penampang V- notch (Munson, dkk, 2004) Tekanan hidrostatis pada fluida Besarnya tekanan pada fluida dapat dihitung dengan menggunakan rumus : (2.2)

31 14 P adalah tekanan fluida, ρ adalah massa jenis air, g adalah gaya gravitasi, h adalah ketinggian permukaan air Hukum Bernoulli Dalam pompa hidram, aliran yang digunakan adalah aliran termampatkan karena fluida yang bekerja berupa fluida cair. Untuk itu, persamaan Bernoulli yang digunakan yaitu sebagai berikut. (2.3) dengan P adalah tekanan hidrostatis. m adalah massa fluida. g adalah percepatan gravitasi. h adalah tinggi fluida. v adalah kecepatan aliran fluida Kecepatan aliran pada suatu titik Kecepatan aliran pada suatu titik dapat dihitung dengan menggunakan rumus : (Triatmodjo,1996) v = (2.4) v adalah kecepatan aliran, adalah percepata gravitasi, h adalah tinggi kolom udara Laju aliran fluida Laju aliran fluida yang mengalir melewati lubang katup hantar dengan menggunakan rumus : (2.5)

32 15 Q adalah laju aliran fluida, V adalah kecepatan aliran fluida, A adalah luas penampang aliran Metode dalam perhitungan efisiensi hidram, yaitu: Menurut D Aubuisson: (Panjaitan, dan Sitepu, 2012) η A = ( ) (2.6) ηa adalah efisiensi hidram menurut D Aubuisson, q adalah debit hasil, Q adalah debit limbah, h adalah ketinggian output, dan H adalah ketinggian input.

33 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Alat Penelitian : Penelitan ini menggunakan hidram 3 inci dengan panjang tabung udara 1 m, alat yang digunakan untuk pengambilan data adalah : 1. Pompa hidram Merupakan komponen utama dalam penelitian. Pompa hidram yang digunakan adalah pompa hidram linier berukuran 3 inci. 2. Pompa air Pompa air digunakan untuk mengisi bak input agar ketersediaan air pada pompa hidram tetap tersedia. 3. Pipa paralon input Pipa paralon input ini berguna untuk menyalurkan air dari bak input ke hidram linier. Ketersediaan air pada pompa hidram sangat bergantung pada pipa paralon input ini. Paralon yang dipakai sebesar 3 inci. 4. Selang saluran output Dalam menyalurkan air keluaran pompa, dibutuhkan selang guna menyalurkan air dari pompa hidram menuju tempat yang ingin dialirkan air. Selang yang digunakan sebesar ¾ inci. 16

34 17 5. Sensor Sensor digunakan sebagai pengukur ketinggi permukaan air hasil dan air limbah, sensor ini dipakai guna mempermudah dalam pengambilan data. Sensor diletakan di atas bak output dan juga bak limbah. 6. Bak v-notch Bak ini berfungsi untuk menampung hasil dari pemompaan maupun air limbah. Pada bak ini terdapat v-notch yang berguna untuk mengukur debit yang dihasilkan. 7. Notebook Notebook digunakan sebagai alat pengolah data yang didapatkan oleh sensor tinggi permukaan air tersebut. Data yang didapatkan dari sensor langsung masuk ke dalam notebook. Dengan data olahan berbentuk program microsoft excel. 8. Kunci pas, kunci ring, TBA, Obeng, Kaliper, Meteran Kunci pas ring 10, 12, berfungsi untuk membuka mur flange pada katup hantar dan katup limbah. Obeng berfungsi untuk membuka klem selang. kaliper berfungsi untuk mengukur panjang langkah katup limbah. Meteran digunakan untuk mengukur ketinggian bak input dan bak output Tahap Persiapan dan Susunan Alat Sebelum proses pengambilan data, proses atau tahap persiapan dan penyusunan alat akan dilakukan. Mulai dari tahap persiapan pompa hidram,

35 18 proses persiapan bak input dan ouput hingga persiapan notebook saat pengambilan data. Gambar 9. Susunan alat yang digunakan dalam pengambilan data 1) Pompa air. 2) Bak tampungan input. 3) Pipa saluran input. 4) Pompa hidram linier. 5) Selang saluran output. 6) Bak tampungan output. 7) Sensor ketinggian. 8) Bak tampungan air limbah. 9) Sensor. 10) Notebook Variabel Penelitian Variabel dalam penelitian ini adalah : 1. Variabel menentukan : a. Variasi pemberat pada katup limbah : 50 g, 100 g, dan 150 g. b. Variasi luasan lubang katup hantar yaitu : 25%, 50%, dan 70%. c. Variasi ketinggian input (H) yaitu : 0,7 meter; 1,2 meter; dan 1,7 meter.

36 19 d. Variasi ketinggian output (h) yaitu : 4,1 meter; 5,1 meter; dan 6,1 meter. 2. Variabel ditentukan : a. Debit limbah (Q) b. Debit hasil (q) Dalam penelitian ini, terdapat 81 variasi. Proses pengambilan data ketinggian air pada bak v-notch dilakukan tiap variasi dengan menggunakan alat ukur v-notch dan sensor ketinggian. Pengambilan data tersebut dilakukan setiap 1 detik, selama 5 menit pada setiap variasi. Sehingga setiap variasi didapat data sebanyak kurang lebih 300 data. Dari perolehan data tersebut dicari nilai rata ratanya Variasi Katup Hantar Fungsi dari katup hantar pada pompa hidram adalah untuk menghantarkan air dari rumah pompa menuju tabung udara serta menahan air yang telah masuk ke tabung udara agar tidak kembali ke rumah pompa. Katup hantar tersebut merupakan katup satu arah. Katup hantar yang digunakan pada penelitian ini berbahan aluminium dengan tebal 3 mm dan berdiameter 11,4 cm. Luasan lubang katup hantar divariasikan menjadi tiga, yaitu :

37 20 1. Luas lubang katup hantar 25%, 14,86 cm² dari luasan lubang input pvc 59,45 cm². Φ9 Φ10 Φ8 Φ 6 Gambar 10. Katup hantar 25% 2. Luas lubang katup hantar 50%, 29,79 cm² dari luasan lubang input pvc 59,45 cm². Φ10 Φ9 Φ 6 Φ 8 Φ 6 Gambar 11. Katup hantar 50%

38 21 3. Luas lubang katup hantar 70%, 41,51 cm² dari luasan lubang input pvc 59,45 cm². Φ11 Φ9 Φ 6 Φ11 Φ8 Gambar 12. Katup hantar 70% 3.5. Variasi Berat Pemberat Fungsi dari berat pemberat pada hidram adalah sebagai pemberat pada katup limbah, agar katup limbah dapat kembali terbuka pada saat terjadi siklus pemompaan ataupun saat tidak terjadi siklus pemompaan. Pemberat terbuat dari besi pejal dan aluminium, berat pemberat pada katup limbah di variasikan menjadi tiga, yaitu: Gambar 13. Berat pemberat 150 gram

39 22 1. Variasi berat pemberat 150 gram, material dari besi pejal. Gambar 14. Berat pemberat 100 gram 2. Variasi berat pemberat 100 gram, material dari aluminium. Gambar 15. Berat pemberat 50 gram 3. Variasi berat pemberat 50 gram, material dari aluminium Perbandingan Momen Lengan Beban terhadap Lengan Katup Gambar 16. Perbandingan momen pada lengan beban dan lengan katup limbah.

40 23 Persamaan momen yang terjadi pada beban dan katup limbah adalah: Σm = 0 -(F 1.L 1 )+( F 2. L 2 )= 0 Dimana F 1 adalah gaya yang timbul pada katup limbah. L 1 adalah lengan katup limbah ke engsel. F 2 adalah gaya yang timbul pada pemberat. L 2 adalah lengan beban ke engsel. Momen yang terjadi pada beban pemberat (F 2.L 2 ), Momen yang terjadi pada katup limbah (F 1.L 1 ). Dari persamaan tersebut dapat diperoleh persamaan untuk memperoleh perbandingan lengan beban terhadap lengan katup limbah yaitu: -(F 1.L 1 )+( F 2.L 2 )= 0 ( F 2.L 2 )= (F 1.L 1 ) L 2 ( ) 3.7. Ketinggian Input (H) dan Output (h) Dalam penelitian ini terdapat 3 variasi ketinggian input (H), yaitu 0,7 m, 1,2 m dan 1,7 m. Pengukuran ketinggian input (H) diukur dari pompa hidram linier sampai permukaan air pada bak input. Sedangkan untuk ketinggian output (h) terdapat 3 variasi yaitu 4,1 m, 5,1 m dan 6,1 m. Untuk ketinggian output (h) diukur dari pompa hidram linier sampai ketinggian dimana air keluar dari selang ke bak penampungan output.

41 24 Bak Output Bak Input Hidram Linier Gambar 17. Ketinggian input (H) dan ketinggian output (h) 3.8. Metode Perhitungan Ketinggian Rata Rata Air yang diukur Sensor limbah: Ketinggian rata rata air yang diukur sensor pada bak tampung (Hs limbah) = ( ) Sebagai contoh perhitungan, ambil salah satu hasil pengambilan data pada variasi luasan lubang katup hantar 70%, ketinggian input 0,7 m, ketinggian output 4,1 m dan berat pemberat 50 gram. (Hs limbah) = ( ) (Hs limbah) = 0,213 m

42 25 Ketinggian rata rata air yang diukur sensor pada bak tampung output: (Hs output) = ( ) Sebagai contoh perhitungan, ambil salah satu hasil pengambilan data pada variasi luasan lubang katup hantar 70 %, ketinggian input 0,7 m, ketinggian output 4,1 m dan berat pemberat 50 gram. (Hs output) = ( ) (Hs output) = 0, 0135 m 3.9. Metode Perhitungan ketinggian Air pada V-notch Perhitungan ketinggian air pada V-notch Limbah: Hs limbah H total = 0,2656 m Hv limbah 0,03 m Gambar 18.V-notch pada bak tampung limbah Pada bak tampung limbah, ketinggian total adalah: H total = 0,2956 m 0,03 m H total = 0,2656 m

43 26 H total tidak dihitung dari dasar bak v-notch, namun dihitung pada permukaan dasar v-notch. Maka untuk mendapatkan Hv limbah digunakan persamaan: Hv limbah = H total Hs limbah Sebagai contoh perhitungan, data yang dipergunakan yaitu data dengan ketinggian input 0,7 meter, ketinggian output 4,1 meter pada pemberat 50 gram. (Pengambilan contoh pada Tabel 1), tinggi rata-rata yang diukur sensor pada bak tampung limbah adalah 0,210 m. Hv limbah = 0,2656 m 0,210 m Hv limbah = 0,055 m. Perhitungan ketinggian Air pada V-notch Hasil : Hs output H total = 0,15 m Hv 0,03m Gambar 19.V-notch pada bak tampung hasil

44 27 Pada bak tampung hasil, ketinggian total adalah: H total = 0,18 m 0,03 m H total = 0,15 m H total tidak dihitung dari dasar bak v-notch, namun dihitung pada permukaan dasar v-notch. Maka untuk mendapatkan Hv hasil digunakan persamaan: Hv hasil = H total Hs output Sebagai contoh perhitungan, data yang dipergunakan yaitu data dengan ketinggian input 0,7 meter, ketinggian output 4,1 meter pada pemberat 50 gram. ( Pengambilan contoh pada Tabel 1), tinggi rata rata yang diukur sensor pada bak tampung output adalah 0,132 m. Hv hasil = 0,15 m 0,132 m Hv hasil = 0,018 m.

45 Diagram Flow Chart Pemasangan pompa hidram Variasi katub hantar ( 25%, 50%, 70% ) Variasi ketinggian input (0,7 m; 1,2 m; 1,7 m) Variasi ketinggian output (4,1 m; 5,1 m; 6,1 m) Variasi pemberat ( 50 gram, 100 gram, 150 gram) Uji coba TIDAK CEK Pengambilan data BAIK YA Selesai BELUM Pengolahan data Selesai Gambar 20. Diagram flow chart pompa hidram

46 29 Penjelasan mengenai diagram flow chart: Setelah pemasangan pompa hidram linier dengan berat pemberat 50 gram, panjang langkah katup limbah tetap 1,25 cm, katup hantar 25%, tinggi input 0,7 m, dan tinggi output 4,1 m selesai, dilakukan uji coba guna mengetahui apakah pompa hidram tersebut bekerja atau tidak. Jika pompa hidram tidak atau belum bekerja secara baik maka pada instalasi pompa akan dilakukan perakitan ulang, namun jika pompa hidram dapat bekerja dengan baik maka akan dilakukan pengambilan data. Ketika data pada variasi pertama dengan berat pemberat 50 gram, katup hantar 25%, tinggi input 0,7 m, dan tinggi output 4,1 m selesai diambil, maka langkah selanjutnya yaitu mengganti berat pemberat 100 gram. Jika data pada variasi tersebut sudah didapatkan, selanjutnya melakukan penggantian pemberat 150 gram. Jika data pada variasi pemberat ketiga sudah didapatkan, selanjutnya tinggi output diubah menjadi 5,1 m dengan tinggi input yang sama, tanpa merubah luasan katup hantar dan pemberat di ulang pada berat 50 gram, 100 gram, dan 150 gram. Langkah tersebut dilakukan terus menerus hingga semua variasi dilakukan. Jika semua variasi sudah dilakukan dan semua data sudah di dapatkan, maka data yang diperoleh kemudian diolah dan dilakukan pembahasan.

47 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Penelitian Hasil penelitian yang dilakukan pada pompa hidram, didapatkan ketinggian antara sensor dengan permukaan air pada bak V-notch. Data yang didapatkan kemudian diolah untuk mendapatkan debit hasil, debit limbah, pada setiap variasi yang dilakukan. Namun oleh karena adanya faktor gangguan hembusan angin serta daun berguguran yang masuk kedalam bak alat ukur, maka terdapat data yang kurang baik. Dalam perhitungan, data yang kurang baik tersebut kemudian di hilangkan. Data yang di dapatkan dari alat ukur debit kemudian diambil rata - ratanya saja dan dimasukkan ke dalam tabel hasil penelitian. Dari hasil penelitian didapatkan data seperti berikut : Tabel 1. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,7 meter dan tinggi output 4,1 meter. No. Variasi Katub (%) beban (gr) Hs output Hs limbah Hv limbah Hv hasil ,132 0,210 0,055 0, ,130 0,207 0,059 0, ,135 0,213 0,053 0, ,132 0,207 0,059 0,018 30

48 31 Lanjutan Tabel 1. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,7 meter dan tinggi output 4,1 meter ,129 0,205 0,060 0, ,130 0,209 0,056 0, ,131 0,203 0,063 0, ,129 0,203 0,062 0, ,130 0,209 0,057 0,020 Tabel 2. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,7 meter dan tinggi output 5,1 meter. No. Variasi Katub (%) beban (g) Hs output Hs limbah Hv limbah Hv hasil ,139 0,208 0,057 0, ,140 0,207 0,059 0, ,145 0,213 0,053 0, ,139 0,206 0,059 0, ,141 0,205 0,061 0, ,144 0,213 0,052 0, ,140 0,203 0,063 0, ,140 0,202 0,063 0, ,142 0,208 0,057 0,008 Tabel 3. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,7 meter dan tinggi output 6,1 meter. No. Variasi Katub (%) beban (g) Hs output Hs limbah Hv limbah Hv hasil ,145 0,212 0,054 0, ,144 0,211 0,055 0, ,144 0,213 0,052 0, ,143 0,208 0,057 0, ,146 0,210 0,056 0, ,144 0,212 0,054 0, ,145 0,207 0,059 0, ,144 0,208 0,058 0, ,145 0,209 0,056 0,005

49 32 Tabel 4. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,2 meter dan tinggi output 4,1 meter. No. Variasi Katub (%) beban (g) Hs output Hs limbah Hv limbah Hv hasil ,121 0,205 0,061 0, ,127 0,206 0,059 0, ,127 0,207 0,058 0, ,121 0,203 0,063 0, ,126 0,204 0,062 0, ,126 0,206 0,060 0, ,121 0,200 0,065 0, ,126 0,203 0,063 0, ,126 0,204 0,061 0,024 Tabel 5. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,2 meter dan tinggi output 5,1 meter. No. Variasi Katub (%) beban (g) Hs output Hs limbah Hv limbah Hv hasil ,131 0,204 0,062 0, ,132 0,206 0,059 0, ,130 0,208 0,058 0, ,131 0,203 0,062 0, ,130 0,204 0,062 0, ,129 0,208 0,058 0, ,131 0,201 0,065 0, ,129 0,202 0,064 0, ,130 0,206 0,060 0,020

50 33 Tabel 6. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,2 meter dan tinggi output 6,1 meter. No. Variasi Katub (%) beban (g) Hs output Hs limbah Hv limbah Hv hasil ,133 0,205 0,060 0, ,135 0,208 0,058 0, ,135 0,208 0,058 0, ,129 0,204 0,062 0, ,134 0,206 0,059 0, ,135 0,208 0,058 0, ,128 0,202 0,064 0, ,135 0,204 0,062 0, ,135 0,207 0,059 0,015 Tabel 7. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,7 meter dan tinggi output 4,1 meter. No. Variasi Katub (%) beban (g) Hs output Hs limbah Hv limbah Hv hasil ,121 0,204 0,062 0, ,120 0,203 0,063 0, ,123 0,207 0,059 0, ,120 0,201 0,064 0, ,120 0,201 0,065 0, ,122 0,206 0,060 0, ,120 0,199 0,067 0, ,123 0,199 0,067 0, ,119 0,203 0,063 0,031

51 34 Tabel 8. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,7 meter dan tinggi output 5,1 meter. No. Variasi Katub (%) beban (g) Hs output Hs limbah Hv limbah Hv hasil ,131 0,204 0,062 0, ,130 0,203 0,063 0, ,129 0,208 0,058 0, ,131 0,202 0,063 0, ,125 0,200 0,066 0, ,128 0,206 0,060 0, ,127 0,200 0,066 0, ,125 0,195 0,070 0, ,126 0,203 0,062 0,024 Tabel 9. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,7 meter dan tinggi output 6,1 meter. No. Variasi Katub (%) beban (g) Hs output Hs limbah Hv limbah Hv hasil ,131 0,204 0,061 0, ,131 0,201 0,065 0, ,130 0,208 0,058 0, ,127 0,202 0,063 0, ,128 0,200 0,066 0, ,127 0,207 0,059 0, ,126 0,200 0,065 0, ,125 0,197 0,069 0, ,127 0,205 0,061 0, Perhitungan Debit Perhitungan debit hasil (q), dan debit limbah (Q) dilakukan dengan mempergunakan data - data seperti tersaji pada tabel 1, tabel 2, tabel 3, tabel 4, tabel 5, tabel 6, tabel 7, tabel 8, tabel 9 data lain yang dipergunakan yaitu :

52 35 gaya gravitasi (g) : 9,8 m/s 2 sudut Ø : 60 o tan Ø/2 : 0,578 Perhitungan Debit Hasil (q) Perhitungan debit hasil pada percobaan pompa hidram dihitung menggunakan persamaan : q = Sebagai contoh perhitungan, data yang dipergunakan yaitu data dengan ketinggian input 0,7 meter dan ketinggian output 4,1 meter. (Pengambilan contoh pada Tabel 1). Hv hasil yaitu 0,018 meter. q = q = q = m 3 /s q = 3,436 l/menit Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap disajikan pada Tabel 10, Tabel 11, Tabel 12, Tabel 13, Tabel 14, Tabel 15, Tabel 16, Tabel 17, dan Tabel 18.

53 36 Perhitungan Debit limbah (Q) Perhitungan debit limbah pada percobaan pompa hidram dihitung menggunakan persamaan : Q = Sebagai contoh perhitungan, data yang dipergunakan yaitu data dengan ketinggian input 0,7 meter dan ketinggian output 4,1 meter. (Pengambilan contoh pada Tabel 1). Hv limbah yaitu 0,055 meter. Q = Q = Q = 0, m 3 /s Q = 59,081 l/menit Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap disajikan pada Tabel 10, Tabel 11, Tabel 12, Tabel 13, Tabel 14, Tabel 15, Tabel 16, Tabel 17, dan Tabel Perhitungan Efisiensi ( ) Perhitungan Efisiensi ( ) dilakukan dengan mempergunakan data - data seperti tersaji pada tabel 10, tabel 11, tabel 12, tabel 13, tabel 14, tabel 15, tabel 16, tabel 17, tabel 18.

54 37 Perhitungan efisiensi pompa hidram dihitung menggunakan persamaan : ( ) Sebagai contoh perhitungan, data yang dipergunakan yaitu data dengan ketinggian input ( H ) 0,7 meter dan ketinggian output ( h ) 4,1 meter. ( Pengambilan contoh pada Tabel 10 ). q = 3,437 l/menit. Q = 59,143 l/menit. ( ) ( ) ( ) % Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap disajikan pada Tabel 10, Tabel 11, Tabel 12, Tabel 13, Tabel 14, Tabel 15, Tabel 16, Tabel 17, dan Tabel 18.

55 38 Tabel 10. Hasil perhitungan Q, q, dan output 4,1 meter. pada tinggi input 0,7 meter dan tinggi No. Variasi Katub (%) beban (g) Q limbah (l/menit) q hasil (l/menit) Efisiensi D'aubuisson ,143 3,437 32, ,968 4,804 39, ,473 2,169 23, ,156 3,450 28, ,103 5,055 38, ,044 4,784 43, ,885 5,255 37, ,255 4,805 42,823 Tabel.11. Hasil perhitungan Q, q, dan output 5,1 meter pada tinggi input 0,7 meter dan tinggi No. Variasi Katub (%) beban (g) Q limbah (l/menit) q hasil (l/menit) Efisiensi D'aubuisson ,026 1,144 13, ,190 0,764 8, ,659 0,160 2, ,138 1,156 12, ,529 0,675 6, ,446 0,200 2, ,334 0,782 7, ,463 0,801 7, ,054 0,404 4,660

56 39 Tabel 12. Hasil perhitungan Q, q, dan output 6,1 meter pada tinggi input 0,7 meter dan tinggi No. Variasi Katub (%) beban (g) Q limbah (l/menit) q hasil (l/menit) Efisiensi D'aubuisson ,494 0,146 2, ,853 0,243 3, ,432 0,215 3, ,866 0,352 4, ,310 0,083 1, ,207 0,212 3, ,120 0,168 2, ,255 0,186 2, ,888 0,174 2,498 Tabel 13. Hasil perhitungan Q, q, dan output 4,1 meter pada tinggi input 1,2 meter dan tinggi No. Variasi Katub (%) beban (g) Q limbah (l/menit) q hasil (l/menit) Efisiensi D'aubuisson ,590 11,364 45, ,891 6,560 29, ,020 6,640 31, ,350 11,572 43, ,072 7,134 29, ,588 7,097 31, ,129 12,011 41, ,542 7,258 28, ,047 6,949 28,945

57 40 Tabel 14. Hasil perhitungan Q, q, dan output 5,1 meter pada tinggi input 1,2 meter dan tinggi No. Variasi Katub (%) beban (g) Q limbah (l/menit) q hasil (l/menit) Efisiensi D'aubuisson ,823 4,008 21, ,048 3,699 21, ,023 4,638 28, ,206 4,088 21, ,166 4,374 22, ,041 5,033 30, ,548 4,145 19, ,694 4,954 24, ,892 4,879 27,687 Tabel 15. Hasil perhitungan Q, q, dan output 6,1 meter pada tinggi input 1,2 meter dan tinggi No. Variasi Katub (%) beban (g) Q limbah (l/menit) q hasil (l/menit) Efisiensi D'aubuisson ,225 3,305 22, ,104 2,168 16, ,115 2,127 16, ,663 5,057 31, ,611 2,606 18, ,719 2,179 16, ,506 5,667 32, ,195 2,353 15, ,959 2,191 15,841

58 41 Tabel 16. Hasil perhitungan Q, q, dan output 4,1 meter pada tinggi input 1,7 meter dan tinggi No. Variasi Katub (%) beban (g) Q limbah (l/menit) q hasil (l/menit) Efisiensi D'aubuisson ,134 12,100 32, ,990 12,392 32, ,916 9,690 30, ,491 12,765 31, ,180 13,220 31, ,455 10,459 31, ,733 13,077 29, ,311 10,147 23, ,781 13,863 35,246 Tabel 17. Hasil perhitungan Q, q, dan output 5,1 meter pada tinggi input 1,7 meter dan tinggi No. Variasi Katub (%) beban (g) Q limbah (l/menit) q hasil (l/menit) Efisiensi D'aubuisson ,835 4,191 15, ,871 4,493 15, ,068 5,379 22, ,169 4,319 14, ,957 7,793 23, ,309 5,719 22, ,885 6,880 21, ,551 7,932 20, ,714 7,660 26,825

59 42 Tabel 18. Hasil perhitungan Q, q, dan output 6,1 meter pada tinggi input 1,7 meter dan tinggi No. Variasi Katub (%) beban (g) Q limbah (l/menit) q hasil (l/menit) Efisiensi D'aubuisson ,5096 4, , ,8535 4, , ,5050 4, , ,0635 6, , ,0914 6, , ,1268 6, , ,5551 7, , , , , ,7011 6, , Pembahasan Dari hasil penelitian di atas, untuk penjelasan dari Tabel 10, Tabel 11, Tabel 12, Tabel 13, Tabel 14, Tabel 15, Tabel 16, Tabel 17, dan Tabel 18 tentang hubungan antara berat pemberat dan ketinggian input (H) terhadap debit hasil (q) adalah sebagai berikut:

60 q hasil (l/m) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI h = 4,1m h = 5,1 m h = 6,1 m Ketinggian Input Pemberat 50 gram Pemberat 100 gram Pemberat 150 gram Gambar 21. Grafik hubungan antara pemberat dan ketinggian input terhadap debit hasil pada katup hantar 25% pada ketinggian output 4,1 m, 5,1 m, 6,1 m. Dilihat dari gambar tersebut apabila ketinggian input semakin tinggi maka debit hasil bertambah. Hal tersebut dikarenakan semakin tinggi input maka semakin besar kecepatan aliran yang dihasilkan mengakibatkan tekanan didalam tabung pompa hidram semakin besar sehingga debit pemompaan air semakin banyak. Hal tersebut sesuai dengan teori tentang kecepatan aliran fluida dimana pada rumus (2.4) tentang kecepatan aliran fluida, semakin tinggi letak input pada pompa hidram maka kecepatan fluida yang dihasilkan juga semakin besar, hal ini berpengaruh pada banyaknya fluida yang mengalir menuju badan pompa karena pengaruh tekanan. Selain karena pengaruh tekanan, bertambahnya debit hasil juga

61 q hasil (l/m) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 44 dipengaruhi oleh energi potensial fluida. Jika menggunakan energi potensial, hal yang berpengaruh adalah nilai h. Semakin tinggi inputnya (H) maka energi potensial yang dihasilkan juga besar sehingga energi pompa juga semakin besar dan mampu menghasilkan debit hasil yang banyak juga. Dilihat dari grafik tersebut apabila ketinggian input semakin tinggi maka debit hasil bertambah. Dari grafik tersebut didapatkan nilai debit hasil terbaik sebesar 13,077 l/menit, pada ketinggian input 1,7 m, pemberat 150 gram, dan output 4,1 m, dengan luasan lubang katup hantar 25% h = 4,1 m h = 5,1 m h = 6,1 m Ketinggian Input Pemberat 50 gram Pemberat 100 gram Pemberat 150 gram Gambar 22. Grafik hubungan antara pemberat dan ketinggian input terhadap debit hasil pada katup hantar 50% pada ketinggian output 4,1 m, 5,1 m, 6,1 m.

62 45 Dari gambar tersebut didapatkan nilai debit hasil terbaik sebesar 13,220 l/m, pada ketinggian input 1,7 m, pemberat 100 gram, dan output 4,1m, dengan luasan lubang katup hantar 50%. Dari gambar 21 debit hasil terbaik sebesar 13,077 l/menit dengan luasan katup hantar 25%, menghasilkan debit yang lebih sedikit dibandingkan dengan luasan katup hantar 50% dengan debit hasil 13,220 l/menit dengan kondisi ketinggian input dan output sama. Hal tersebut dipengaruhi oleh luasan lubang pada katup hantar. Pada katup 25% aliran air yang masuk ke dalam tabung udara dirasa kurang maksimal, karena luasan lubang hanya sebesar 14,86 cm² dari luasan lubang input PVC 59,45 cm² atau ¼ luasan lubang input PVC 3 inci. sehingga masuknya air pada tabung udara dirasa kurang maksimal. Pada luasan katup hantar 50% aliran air yang masuk ke dalam tabung udara lebih banyak, Pada katup hantar 50% luasan lubang katup mencapai 29,79 cm² dari luasan lubang input PVC 59,45 cm². atau ½ dari luasan lubang input PVC 3 inci. Sehingga pada saat terjadi proses pemompaan air, debit yang dipompakan lebih banyak dari katup hantar 25%.

63 q hasil (l/m) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 46 h = 4,1 m h = 5,1 m h = 6,1 m Ketinggian Input Pemberat 50 gram Pemberat 100 gram Pemberat 150 gram Gambar 23. Grafik hubungan antara pemberat dan ketinggian input terhadap debit hasil pada katup hantar 70% pada ketinggian output 4,1 m, 5,1 m, 6,1 m. Dari gambar tersebut didapatkan nilai debit hasil terbaik sebesar 13,863 l/m, pada ketinggian input 1,7 m, pemberat 150 gram, dan output 4,1 m, dengan luasan lubang katup hantar 70% Dari gambar 23 pada katup hantar 70% dengan debit hasil 13, 863 l/menit dengan kondisi ketinggian input dan output sama. Katup hantar 70% menghasilkan debit tertinggi, dibanding debit yang dihasilkan katup hantar 25% dan 50%. Pada katup hantar 70% dengan luasan 41,51 cm² dari luasan lubang input PVC 59,45 cm², membuat aliran air yang masuk kedalam tabung udara

64 47 tercukupi. Semakin besar luasan katup hantar, debit hasil yang dipompakan akan semakin besar. Dilihat dari persamaan (2.5) semakin besar luasan lubang katup hantar maka aliran air yang masuk semakin besar.

65 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1. Debit hasil (q) terbaik pompa hidram linier yang dipengaruhi oleh variasi luasan lubang katup hantar. Pada variasi luasan lubang katup hantar 25% debit hasil terbaik sebesar 13,077 l/menit, pada ketinggian input 1,7 m, pemberat 150 gram, dan output 4,1 m. Pada variasi luasan lubang katup hantar 50% debit hasil terbaik sebesar 13,220 l/menit, pada ketinggian input 1,7 m, pemberat 100 gram, dan output 4,1 m. Pada variasi luasan lubang katup hantar 70% debit hasil terbaik sebesar 13,863 l/menit, pada ketinggian input 1,7 m, pemberat 150 gram, dan output 4,1 m. 2. Efisiensi tertinggi pada tiap variasi luasan lubang katup hantar sebagai berikut: Pada luasan katup hantar 25% efisiensi terbaik sebesar 45,704% diperoleh pada ketinggian input 1,2 m, ketinggian output 4,1 m pada pemberat 50 gram. 48

66 49 Pada luasan katup hantar 50% efisiensi terbaik sebesar 39,454% diperoleh pada ketinggian input 0,7 m, ketinggian output 4,1 m pada pemberat 50 gram. Pada luasan katup hantar 70% efisiensi terbaik sebesar 43,432% diperoleh pada ketinggian input 0,7 m, ketinggian output 4,1 m pada pemberat 100 gram. 5.2 Saran 1. Pada saat pengambilan data diusahakan agar sensor ketinggian dipasang secara datar, sejajar dengan ketinggian pada bak tampung. Sehingga sensor dapat membaca ketingian air secara akurat. 2. Pada saat pengambilan data sebisa mungkin hindari aliran angin dan daun - daun berguguran yang masuk dalam bak, yang dapat mengakibatkan gangguan sensor pada saat mengukur ketinggian air. 3. Luasan lubang katup hantar harus mempunyai variasi yang lebih banyak lagi, sehingga diharap dapat memaksimalkan kinerja katup hantar dalam proses pemompaan tersebut. 4. Variasi pemberat juga harus diperbanyak, agar dapat mengetahui lebih akurat tentang pengaruh pemberat pada debit hasil, debit limbah dan efisiensi.

67 DAFTAR PUSTAKA Cahyanta, Y. A. dan Indrawan. (1996) : Studi Terhadap Prestasi Pompa Hydraulic Ram Dengan Variasi Beban Katup Limbah, Jurnal Ilmiah Teknik Mesin, Cakram. Candrika, M. (2014) : Rancang Bangun dan Pengukuran Debit Pompa Hidram Pada Ketinggian Permukaan Air 0,3 Meter dengan Sudut Kemiringan Pipa Penghantar 0 0, Jurnal Skripsi, 8. Fane, Didin S, Sutanto, R, Mara, I.Made. (2012) : Pengaruh Konfigurasi Tabung Kompresor Terhadap Unjuk Kerja Pompa Hidram, Jurnal Teknik Mesin Universitas Mataram, 2, 1-5. Munson, B.R, Young, D. F, Okiishi, T.H, (2004) : MEKANIKA FLUIDA, 1, 4, 155, Erlangga, Jakarta. Nurromdhoni, A. (2013) : PENGERTIAN AIR. [online], Tersedia: Diakses pada Panjaitan, D.O, dan Sitepu, T. (2012) : Rancang Bangun Pompa Hidram dan Pengujian Pengaruh Variasi Tinggi Tabung Udara dan Panjang Pipa Pemasukan Terhadap Unjuk Kerja Pompa Hidram, Jurnal e-dinamis, 2, 1-9. Streeter, Victor L., Wylie E. Benjamin., 1985, Mekanika Fluida, Erlangga, Jakarta, 8 (2), pp Triatmodjo, B. (1996) : Hidraulika 1, Beta Offset, Yogyakarta, 4, 2,

68 LAMPIRAN Lampiran 1 Pompa air yang berguna untuk mensuplay air ke bak tampung input. Bak tampung yang berfungsi sebagai tampungan air dari pompa air. 51

69 52 Lampiran 2 Pemasangan pompa hidram linier 3 inci. Bak tampung air limbah, dan sensor pengukur ketinggian air pada v-notch.

70 53 Lampiran 3 Bak tampung air hasil pemompaan pompa hidram linier, dan sensor pengukur ketinggian air pada v-notch. Note book dan stopwatch berfungsi sebagai piranti pengambilan data dari sensor, dalam bentuk data pada program microsoft excel, dan stopwatch berfungsi sebagai pengukur waktu pengambilan data.