PENGARUH VARIASI DIAMETER KATUP BUANG TERHADAP DEBIT DAN EFISIENSI PADA POMPA HIDRAM

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR PENGARUH VARIASI DIAMETER KATUP BUANG TERHADAP DEBIT DAN EFISIENSI PADA POMPA HIDRAM Tugas Akhir Ini Disusun Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana S-1 Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun Oleh : Nama : FARIZ ARDIANSYAH Nim : D JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2015 i

2 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul : PENGARUH VARIASI DIAMETER KATUP BUANG TERHADAP DEBIT DAN EFISIENSI POMPA HIDRAM yang dibuat untuk memenuhi sebagian syarat untuk memperoleh derajat sarjana S1 pada jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Sejauh mana penulis ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta atau Instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya penulis cantumkan sebagai mestinya Surakarta, Mei 2015 ii

3 HALAMAN PERSETUJUAN Tugas Akhir berjudul PENGARUH VARIASI DIAMETER KATUP BUANG TERHADAP DEBIT DAN EFISIENSI PADA POMPA HIDRAM. telah disetujui oleh pembimbing dan diterima untuk memenuhi sebagai persyaratan memperoleh derajat Sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dipersiapkan Oleh : Nama : Fariz Ardiansyah NIM : D Disetujui Pada : Hari/Tanggal : iii

4 HALAMAN PENGESAHAN Tugas Akhir berjudul : PENGARUH VARIASI DIAMETER KATUP BUANG TERHADAP DEBIT DAN EFISIENSI POMPA HIDRAM, telah dipertahankan di hadapan Tim penguji dan telah dinyatakan sah untuk memenuhi sebagai syarat memperoleh derajat Sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. Dipersiapkan Oleh : Nama : Fariz Ardiansyah NIM : D Disahkan Pada : Hari/Tanggal : TimPenguji : Ketua : Ir. Subroto, MT (..) Anggota 1 : Ir. Sartono Putro, MT (..) Anggota 2 : Nurmuntaha A. N., ST. Pg,Dip (..) Mengetahui, iv

5 v

6 MOTTO Pendidikan merupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua (Aristoteles) Mencari ilmu itu hukumnya wajib bagi muslimin dan muslimat (HR. Ibnu Abdil Bari) Berangkat dengan penuh keyakinan Berjalan dengan penuh keikhlasan stiqomah dalam menghadapi cobaan Apabila anda berbuat kebaikan kepada orang lain, maka anda telah berbuat baik terhadap diri sendiri (Benyamin Franklin) Allah akan meningkatkan orang-orang beriman dan berilmu sampai beberapa derajat (Q.S Al-Mujadalah) vi

7 PERSEMBAHAN Dengan ridho Allah SWT serta teriring do a dan sujud syukur yang mendalam, setelah melewati berbagai ujian dalam perjuangan, saya mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada : 1. Ayah (Solikhin) dan Ibu (Khamidah) dengan segala kasih sayang, kesabaran, keikhlasan dan pengorbanannya, serta senantiasa mendukung, membimbing dan mendo akanku. 2. Bapak Ir. Subroto, MT selaku dosen pembimbing utama tugas akhir, dan Bapak Ir. Sartono Putro, MT selaku dosen pembimbing pendamping, serta seluruh dosen dan karyawan, saya berterima kasih banyak atas bimbingan dan fasilitas yang diberikan di Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Keluargaku (Firdaus Amirullah dan Hanum Putri Ayuningtyas Djatmiko) yang selalu memberikan semangat. 4. Prinata Marmila yang selalu memberikan dukungan dan semangat. 5. Teman-teman Teknik Mesin Angkatan 2010 yang selalu mendukung dan memberi support. vii

8 KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Puji syukur Alhamdulilahhirabbil alamin, kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini. Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa dukungan, bimbingan dan dorongan dari semua pihak sangatlah berarti bagi kelancaran penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis tidak lepas dari berbagai hambatan dan cobaan akan tetapi berkat bimbingan dan dorongan dari berbagai pihak akhirnya penulis dapat melalui dan mengatasinya. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Ir. Sri Sunarjono, MT.,Ph.D. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 2. Tri Widodo Besar, ST.,MSc.,Ph.D. Selaku ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. 3. Ir. Subroto, MT. Selaku Dosen Pembimbing Utama yang telah membimbing, mengarahkan dan memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini. 4. Ir. Sartono Putro, MT. Selaku Dosen Pembimbing Pendamping yang telah berkenan meluangkan waktu dan pikirannya dalam memberikan dorongan, arahan dan bimbinganya atas terselesainya Tugas Akhir ini. 5. Ir. Tri Tjahyono, MT. Selaku Pembimbing Akademik yang memberikan nasehat. 6. Dosen Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta. viii

9 7. Bapak dan Ibu tercinta yang memberikan kasih sayang dan mendo akan penulis untuk menyelesaikan tugas Akhir ini. 8. Aji Ageng Yuwono, Shodiqin, Dwi Siswanto, Dedhi Hendrajati, Trias Novan, Sudarsono dan Afif Mubarok teman seperjuangan yang membantu kelancaran pengerjaan Tugas Akhir. 9. Teman-teman Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin khususnya angkatan 2010, terima kasih bantuan dan persahabatanya. 10. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam studi dan penyelesaian penulisan Tugas Akhir ini, yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini, semoga bantuan yang diberikan menjadi amalan kebaikan disisi Allah SWT. Amin. Segala saran dan kritikan menjadikan motivasi dan semangat pada penulis. Wassalamu alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Surakarta, Mei 2015 Penulis ix

10 PENGARUH VARIASI DIAMETER KATUP BUANG TERHADAP DEBIT DAN EFISIENSI PADA POMPA HIDRAM Fariz Ardiansyah, Subroto, Sartono Putro Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A Yani Tromol Pos 1 Pabelan Surakarta farizardiansyah16@yahoo.com ABSTRAKSI Air merupakan sarana terpenting dalam kehidupan sehari-hari khususnya manusia, sedangkan di Indonesia banyak daerah perbukitan yang sumber airnya berada di bawah permukiman. Untuk mendapatkan air dari bawah dibawa kepemukiman tentunya memerlukan suatu alat yaitu pompa. pompa pada umumnya memerlukan motor listrik sebagai sumber utama. Untuk itu dibuatlah pompa hidram suatu alat pompa yang tidak menggunakan sumber aliran listrik, akan tetapi dengan memenfaatkan daya tekan dari air itu sendiri. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui variasi luas penampang katup buang terhadap debit, head dan efisiensi pompa hidram. Penelitian yang dilakukan dengan menggunakan pompa hidram dengan tinggi tampungan air (reservoir) terhadap pompa yaitu 2 m dan panjang pipa inlet 4 m dengan diameter m (2,5 inchi) dan badan pompa berdiameter 1,5 inchi dengan variasi diameter katup buang terhadap luas penampang dan head pipa penghantar. Dari penelitian didapatkan Debit pompa hidram sebesar 0.07 liter/detik dan efisiensi sebesar %. pada ketinggian pipa penghantar 6 m. pada ketinggian pipa penghantar 7 m dihasilkan debit sebesar liter/detik dengan efisiensi sebesar %. sedangkan pada ketinggian pipa penghantar 8 m dihasilkan debit sebesar liter/detik dengan efisiensi sebesar % pada diameter katup 3. Kata kunci : Pompa Hidram, Diameter Katup Buang, Debit, Head, Efisiensi x

11 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI... ii HALAMAN PERSETUJUAN... HALAMAN PENGESAHAN... LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR... MOTTO... PERSEMBAHAN... KATA PENGANTAR... ABSTRAKSI... iii iv v vi vii viii x DAFTAR ISI... xi DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR NOTASI... xiv xvi xvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Penelitian Terdahulu Dasar Teori... 7 xi

12 Pompa hidram Komponen utama dan fungsinya Fluida dan jenis aliran Aliran air didalam pipa Persamaan momentum Efisiensi pompa hidram BAB III METODOLOGI PENELITIAN Rancangan Penelitian Instalasi Pengujian Lokasi Penelitian Alat dan Bahan Penelitian Alat yang digunakan Tempat yang digunakan untuk penelitian Prosedur Penelitian BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAAN Perhitungan gaya angkat katup buang Kecepatan aliran pipa Perhitungan kerugian tenaga (Head Loses) Perhitungan tekanan pada katup buang Analisa gaya water hammer Hubungan head dengan debit pompa hidram Hubungan head dengan efisiensi pompa Efisiensi menurut D Aubuisson xii

13 BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Bagian-Bagian Pompa Hidram... 8 Gambar 2.2 Komponen Utama Pompa Hidram Gambar 2.3 Penurunan Persamaan Momentum Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Gambar 3.2 Variasi Diameter Katup Buang Gambar 3.3 Instalasi Pompa Gambar 3.4 Tampungan Air (reservoir) Gambar 3.5 Badan Pompa Hidram Gambar 3.6 Elbow Gambar 3.7 Rumah Katup Buang Gambar 3.8 Gelas Ukur Gambar 3.9 katup Buang Gambar 3.10 Tabung Udara Gambar 4.1 Tekanan Pada Pompa Hidram Gambar 4.2 Hubungan Antara Head Pada Pipa Penghantar Dengan Debit Pompa Hidram xiv

15 Gambar 4.3 Hubungan Antara Efisiensi D abuission Dengan Variasi Katup Buang xv

16 DAFTAR TABEL Table 1 Hasil percobaan debit pompa dengan variasi katup buang Table 2 Variasi debit spill pompa hidram Table 3 Efisiensi menurut D Abuission xvi

17 DAFTAR NOTASI V = Kecepatan aliran (m/s) D = Diameter (m) ʋ = Viskositas kinematis (m 2 /s) Re = Bilangan Reynolds H f = kerugian tenaga gesekan pipa (m) He = kerugian tenaga perubahan penampang (m) M = Massa (kg) f = Friction factor L = panjang (m) ρ = Rapat massa zat cair (kg/m 3) A = Tampang aliran (m 2 ) T = Waktu (s) d = Diameter (m) Q = Debit spill (dm 3 /s) ȠD = Efisiensi D Aubuission (%) γ = Berat jenis zat cair (N/m 3 ) h = Tinggi tekan static diatas rumah pompa (m) H = Tinggi tekan static diatas head reservoir (m) xvii