BAB III METODOLOGI PERANCANGAN 3.1 Diagram Alir Adapun alur dari kegiatan perancangan pompa hidram dengan diameter katup limbah 80 mm dapat digambarkan dalam suatu rangkaian diagram alir sebagai berikut: Start Survei dan Pengambilan Data Awal Studi Literatur Sketsa dan Perhitungan Perancangan Pompa Menggunakan Katup Limbah Diameter 80 mm T Hasil Akhir Y End Gambar 3.1 Diagram Alir Perancangan. 23
24 3.2 Survei dan Pengambilan Data Survei untuk sebuah hidraulik ram harus dilakukan dengan mempertimbangkan rancangannya. Sebelum sebuah rancangan dapat dibuat, berikut adalah tabelasi data untuk perancangan pompa hidram : Kecepatan aliran air jatuh (v) Tabel 3.1: Data awal perancangan pompa hidram Head supply (H1) Debit air masuk (Qin) Massa jenis air (ρ) 1,3 m/s 2,8 m 0,005 m 3 /s 1000 kg/m 3 Lokasi: Saluran irigasi Al-Kautsar Depan UMM Pertama-tama harus diukur adalah jarak dari tempat yang potensial untuk pemasangan pompa sampai dimana air diperlukan dan perbedaan ketinggian vertikal. Sebuah hidraulik ram dalam beberapa kasus tidak dapat menaikkan air lebih dari 100 meter. Untuk mencegah pemakaian pipa-pipa besi yang digalvanisir yang panjang, kita harus mengusahakan agar tidak melampaui limit tekanan pipa. Ketinggian jatuh harus di ukur dari tersediannya sumber air untuk pemasangan pompa. Tinggi jatuh pemasukkan harus berkisar antara 1-20 meter, mengingat bahwa pengeluaran berhubungan langsung dengan tinggi jatuh pemsukkan yang diperbesar. Secara kasar panjang pipa pemasukkan akan empat kali tinggi jatuh pemasukkan. Hal ini akan dibahas lebih lanjut pada bagian desain pompa. Aliran air sumber harus diukur dengan tepat.
25 3.3 Studi Literatur Studi literatur bertujuan untuk memperoleh informasi dan sumber yang berkaitan dengan perancangan pompa hidram sebagai acuan untuk menyelesaikan masalah. Adapun studi literatur yang dilakukan dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti: buku-buku, jurnal, skripsi dan referensi dari internet. 3.4 Pembuatan Sketsa Pembuatan sketsa merupakan pembuatan gambaran kasar atau sketsa awal yang dibuat dari pengamatan di lapangan untuk memudahkan dalam menentukan model desain yang akan dibuat. 3.5 Perancangan Adapun tahapan perancangan sebagai berikut: 3.5.1 Spesifikasi Desain Tabel 3.2 : Spesifikasi Desain No Uraian Persyaratan Sifat 1 Alat dapat mengangkat air minimal W dengan ketinggian 25 meter. 2 Terjadi Water Hammer. S 3 Katup limbah dan pengantar W membuka dan menutup secara
26 bersamaan. 4 Alat dapat beroperasi selama 24 jam. S 5 Biaya operasi dan perawatan alat. S mudah dan murah. 6 Alat dapat dipindah pindah dengan S mudah. 7 Komponen ada di pasar lokal. S 8 Alat dapat dikerjakan selama 1 S bulan. 9 Alat sulit dibongkar pasang. W 3.5.2 Struktur Fungsi dan Sub-Fungsi Gambar 3.2 : Diagram blok fungsi keseluruhan. Berdasarkan deskripsi dan spesifikasi desain pompa hidram serta aliran energi didapatkan formulasi masalah berupa struktur fungsi atau fungsi keseluruhan dan sub-fungsi/fungsi utama digambarkan dalam bentuk diagram blok sebagai berikut.
27 Gambar 3.3: Aliran energi dan aliran signal pada diagram blok sub-fungsi. 3.5.3 Sub-fungsi dan Struktur Kerja Dari gambar 3.2 terlihat bahwa dalam perancangan pompa hidram terdapat 3 sub-fungsi, yaitu: pengarah aliran, pengubah energy kinetis aliran, pengendali tekanan. Struktur kerja dari sub-fungsi ini adalah: 1. Untuk mengarahkan aliran fluida menuju ke rumah pompa. 2. Mengubah energi kinetis aliran. 3. Mengendalikan tekanan di tabung kompresi. 4. Mengatur debit air yang akan dinaikkan. 3..5.4 Kombinasi dan Susunan Konsep
28 Jika struktur kerja dan sub-fungsi ini dibentuk dalam bentuk tabel akan terlihat kombinasi-kombinasi susunan konsep sebagai berikut: Tabel 3.3: Kombinasi Struktur Kerja Sub-fungsi Struktur Kerja 1 2 1 Pengarah aliran air Pipa PVC Pipa besi 2 Pengubah momentum massa fluida Katup dari karet Katup dari logam 3 Pengendali tekanan Tabung plat roll Tabung dari pipa Dari tabel di atas dapat diperoleh kombinasi-kombinasi struktur kerja dari masing-masing sub-fungsi yang menghasilkan berbagai susunan konsep. Salah satu contoh susunan konsep hasil dari kombinasi di atas adalah sebagai berikut: Gambar 3.4: Contoh susunan konsep
29 3.6 Evaluasi Struktur Kerja Berdasarkan Pertimbangan Kelayakan 3.6.1 Pemilihan Pipa Pemasukan Berdasarkan spesifikasi desain didapatkan kriteria-kriteria pengarah aliran, dengan pertimbangan kelayakan akan diperoleh kriteria-kriteria mana yang dapat dipenuhi atau tidak. Bobot penilaian pada masing-masing kriteria diberikan berdasarkan pada sifat kriteria, wajib dipenuhi ataukah disarankan untuk dipenuhi. Apabila semua kriteria memiliki bobot yang sama berdasarkan sifatnya, maka tinjauan bobot penilaianditambahkan dengan kemungkinan pemenuhan kriteria pada suatu struktur kerja. Untuk suatu kriteria, struktur kerja diberi nilai +1 apabila dapat memenuhi persyaratan dengan baik, 0 apabila kurang dapat memenuhi persyaratan akan tetapi dapat diusahakan untuk memenuhi, dan -1 apabila tidak dapat memenuhi persyaratan desain. Tabel 3.4: Evaluasi struktur kerja pipa pemasukan Kriteria persyaratan/spesifikasi desain Sifat Pipa PVC Pipa Logam Pipa penyalur tahan korosi W +1 0 Tahan tekanan yang tinggi W -1 +1 Mudah dibongkar pasang S +1 +1 Komponen tersedia di pasar lokal W +1 +1 Nilai Akhir +2 +3
30 Dengan demikian maka pipa penyalur yang cocok adalah pipa logam sebagai struktur kerja sub-fungsi yang menyalurkan air ke rumah pompa. 3.6.2 Pemilihan Komponen Katup Limbah Berdasarkan kriteria persyaratan/spesifikasi desain maka diperoleh tabel evaluasi struktur kerja katup limbah. Tabel 3.5: Evaluasi struktur kerja katup buang Kriteria persyaratan/spesifikasi Sifat Katup Katup desain Karet Logam Komponen dapat menutup dengan W +1 0 presisi Komponen tahan benda kejut W -1 +1 Komponen tersedia di pasar lokal S +1 +1 Nilai Akhir +1 +2 Berdasarkan tabel 11di atas maka katup buang yang cocok adalah yang terbuat dari plat logam yang tahan dengan beban kejut yang berlangsung secara terus-menerus. 3.6.3 Pemilihan Komponen Tabung Pengatur Tekanan Berdasarkan kriteria persyaratan/spesifikasi desain maka diperoleh tabel evaluasi struktur kerja tabung pengatur tekanan.
31 Tabel 3.6: Evaluasi struktur kerja tabung pengatur tekanan Kriteria persyaratan/spesifikasi Sifat Tabung Katup dari desain plat roll pipa besi Mampu menahan tekanan yang tinggi W 0 +1 Volume udara di tabung besar W +1 +1 Komponen tersedia di pasar lokal W +1 +1 Nilai Akhir +2 +3 Berdasarkan penilaian pada tabel 12 di atas maka katup yang dipilih sebagai pengatur tekanan adalah katup dari pipa besi yang dibentuk sedemikian rupa agar dapat dapat menahan tekanan air dari rumah pompa. 3.6.4 Susunan Konsep Hasil Evaluasi Struktur Kerja pada Masing- Masing Sub-Fungsi Dari hasil evaluasi struktur kerja pada masing-masing sub-fungsi maka diperoleh susunan konsep sebagai berikut : Gambar 3.5: Susunan Konsep Pompa Hidram