SKRIPSI / TUGAS AKHIR PERHITUNGAN EFISIENSI POMPA SENTRIFUGAL PADA SOLAR WATER PUMP HOTBER MANGANTAR (23411404) JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
Latar Belakang Perkembangan berjalan dengan mengikuti berkembangnya zaman dan sumber daya manusia yang berkembang sesuai dengan apa yang dibutuhkan dan semakin membutuhkan alat yang efisien dalam konsumsi listrik. Begitu pula dengan berkembangnya sistem irigasi dan tambak yang menggunakan Solar Water Pump sebagai alatnya. Dengan adanya pemanfaatan Solar Water Pump pada sistem irigasi dan tambak diharapkan dapat menghemat biaya dalam konsumsi listrik dan mempermudah petani dan peternak ikan. Irigasi berarti mengalirkan air secara buatan dari sumber air yang tersedia kepada sebidang lahan untuk memenuhi kebutuhan tanaman. Dengan demikian tujuan irigasi adalah mengalirkan air secara teratur sesuai kebutuhan tanaman,sehingga tanaman bisa tumbuh secara normal. Sedangkan Tambak adalah kolam buatan, biasanya di daerah pantai, yang diisi air dan dimanfaatkan sebagai sarana budi daya perairan. Tambak merupakan salah satu jenis budidaya yang dipergunakan sebagai tempat untuk kegiatan budidaya air tawar. Secara umum tambak biasanya dikaitkan langsung dengan pemeliharaan ikan.
Tujuan Penelitian 1. Menganalisis kinerja Pompa Sentrifugal Pada Solar Water Pump dan kecepatan aliran fluida. 2. Menganalisis Debit dan Kecepatan aliran fluida.
Panel Surya Sel surya merupakan sebuah perangkat yang mengubah energi sinar matahari menjadi energi listrik dengan proses efek fotovoltaik, karenanya dinamakan juga sel fotovoltaic (Photovoltaic cell - disingkat PV). Tegangan listrik yang dihasilkan oleh sebuah sel surya sangat kecil, sekitar 0,6 V tanpa beban (open circuit) atau 0,45 V dengan beban. Untuk mendapatkan tegangan listrik yang besar sesuai keinginan diperlukan beberapa sel surya yang tersusun secara seri. Jika 36 keping sel surya tersusun seri, akan menghasilkan tegangan nominal sekitar 16 V. Tegangan ini cukup untuk digunakan mengecas aki 12 V. Tegangan yang disimpin pada aki nantinya akan digunakan sebagai sumber tenaga untuk menggerakan Pompa Air. Untuk mendapatkan tegangan keluaran yang lebih besar lagi maka diperlukan lebih banyak lagi sel surya. Gabungan dari beberapa sel surya ini disebut Panel Surya atau Modul Surya.
Gambar Solar Water Pump Solar Water Pump Yang Dibuat
Rumus Yang Digunakan Pada sistemnya ada beberapa perhitungan dengan rumus, antara lain adalah : 1. Debit Aliran 2. Kecepatan Aliran 3. Head Losses 4. Head Total Pompa
Rumus Yang Digunakan 6. Water Horse Power (WHP) 7. Brake Horse Power (BHP) 8. Efisiensi
Alat Uji Keterangan : 1. Pipa Air (6 batang 1m,8 batang 50 cm ) 2. Base PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENGUJIAN 3. Charger Solar Controller 4. Batterai ( 1 buah,65 Ampere ) 5. Inverter ( Kampasitas 500 watt ) 6. Pompa 125 Watt 7. Panel Surya ( 2 buah,40 Wp ) 8. Recervoir Tank 1 ( 60 liter ) 9. Union 1 inch 10. Elbow ( 5 batang,1 inch ) 11. Pipa ( 7 batang : 1 inch,1 batang : ½ inch ) 12. Recervoir tank 2 ( 60 liter ) 13. Valve ( 1 buah ) 14. Pipa Support ( 1 buah )
Diagram Alir Pembuatan Solar Water Pump TIDAK YA
Diagram Alir Proses Pengujian Tidak Ya Ya
Flowchart Perhitungan Data
Perhitungan Beban Listrik Pada Pompa Sentrifugal Peralatan Listrik ( 220 VAC ) Beban Listrik pada peralatan Listrik (220 VAC) No. Item Jumlah (Unit) Daya ( Watt) Satuan Total Waktu ( hours ) Energi ( Wh ) 1 Pompa 1 125 125 10 1250 Pengukuran Selama 10 Jam dari Pukul 07.00-17.00 wib Jumlah beban Listrik ( 220 VAC ) Daya ( Watt ) = 125 Watt Energi ( Wh ) = 1250
Perhitungan Data Perhitungan Debit Debit Dapat diketahui Dari Persamaan ( 2.4) Q = Volume Pengambilan Data : 975 ml = 0.975 liter = 0.000975 m 3 Q = 0.0000975 m 3 /s
Tabel Data Debit No. t (second) V (m 3 ) Q (m 3 /s) 1 10 0.000975 0.0000975 2 10 0.00093 0.000093 3 10 0.000102 0.0000102 4 10 0.00105 0.000105 5 10 0.00109 0.000109 6 10 0.00112 0.000112 7 10 0.001182 0.0001182 8 10 0.00122 0.000122 9 10 0.001268 0.0001268 10 10 0.001319 0.0001319
Perhitungan Data Perhitungan Kecepatan Sebelum mencari kecepatan aliran, maka harus diketahui terlebih dahulu luas penampangnya (A) dari persamaan (2.5) Diameter Pipa PVC : 1 inchi = 2.54 cm = 0.0254 m A 3,14 0.0254 4 2 A= 0.0005 m 2 Kecepatan dapat diketahui : ν = v 0.0000975 0.0005 v = 0.195 m/s
Tabel Data Kecepatan No. Q (m 3 /s) A(m 2 ) v(m/s) 1 0.0000975 0.0005 0.195 2 0.000093 0.0005 0.186 3 0.0000102 0.0005 0.0204 4 0.000105 0.0005 0.21 5 0.000109 0.0005 0.218 6 0.000112 0.0005 0.224 7 0.0001182 0.0005 0.2364 8 0.000122 0.0005 0.244 9 0.0001268 0.0005 0.2536 10 0.0001319 0.0005 0.2638
Perhitungan Data Head Losses Sebelum mencari nilai head losses, diketahui terlebih dahulu bilangan Reynold dan nilai koefisien friksi yang ada pada pipa (f). Menentukan bilangan Reynold dapat kita tentukan dengan menggunakan persamaan (2.6) Re = Kecepatan Aliran Disepanjang Pipa : Vtotal = 0.195 m/s Diameter Pipa PVC : 1 inchi = 2.54 cm = 0.0254 m Re 0.195 x 0.0254-6 0.864x10 Re = 573.26
Sedangkan untuk menentukan nilai koefisien friksi yang ada pada pipa (f) f = 0.3164 x 573.26-0,25 f = 0.046 Sedangkan untuk menentukan nilai Head Loss dapat diketahui : hl 0.046x 3 0.0254 x 0.195 2x9.8 2 hl = 0.046 x 118.11 x 0.00194 hl = 0.0105 m
Tabel No. v(m/s) D(m) Re f Hl 1 0.195 0.0254 573.26 0.046 0.0105 2 0.186 0.0254 546.80 0.065 0.0135 3 0.0204 0.0254 599.72 0.063 0.0157 4 0.21 0.0254 617.36 0.063 0.0157 5 0.218 0.0254 640.87 0.062 0.0175 6 0.224 0.0254 658.51 0.062 0.0175 7 0.2364 0.0254 694.96 0.061 0.0201 8 0.244 0.0254 717.31 0.061 0.0201 9 0.2536 0.0254 745.53 0.060 0.0231 10 0.2638 0.0254 775.52 0.059 0.0246
Perhitungan Data Head pompa dapat kita tentukan dengan menggunakan persamaan (2.7). Dikarenakan adanya head kerugian, dalam hal ini di asumsikan head tekanan dianggap 0 : H 2 0.195 0 0.2 0.0105 2 x 9.8 H = 0.00193 + 0.2 + 0.0105 H = 0.212 m
Tabel No. hl Z (m) v(m/s) H (m) 1 0.0105 0.2 0.195 0.212 2 0.0135 0.2 0.186 0.336 3 0.0157 0.2 0.0204 0.215 4 0.0157 0.2 0.21 0.217 5 0.0175 0.2 0.218 0.265 6 0.0175 0.2 0.224 0.220 7 0.0201 0.2 0.2364 0.222 8 0.0201 0.2 0.244 0.223 9 0.0231 0.2 0.2536 0.263 10 0.0246 0.2 0.2638 0.228
Efisiensi Pompa Efisiensi pompa dapat diketahui : η = η = 0.2025 x100% 0.482 η = 42.0 %
Tabel No. H (m) Q (m 3 /s) WHP BHP (Watt) (Watt) η (%) 1 0.212 0.0000975 0.2025 0.482 42.0 2 0.336 0.000093 0.1932 0.482 40.0 3 0.215 0.0000102 0.0999 0.482 20.7 4 0.217 0.000105 0.2181 0.482 45.2 5 0.265 0.000109 0.2264 0.482 46.9 6 0.220 0.000112 0.2326 0.482 48.2 7 0.222 0.0001182 0.2455 0.482 50.8 8 0.223 0.000122 0.2534 0.482 52.5 9 0.263 0.0001268 0.2634 0.482 54.6 10 0.228 0.0001319 0.2740 0.482 56.8
Kesimpulan Dari penelitian yang dilakukan dan hasil yang diperoleh maka didapat kesimpulan dan saran sebagai berikut : Beberapa kesimpulan yang dapat diambil dari hasil penelitian yang telah dilakukan adalah : 1. Berdasarkan data hasil pengujian suplai daya rata-rata (Watt),yang telah dilaksanakan selama empat hari yang dimulai dari jumat sehingga hari senin terjadi perubahan.suplai dayanya sebagai berikut : Daya rata rata rendah pada hari ke 2 sebesar 7.86 watt dan tertinggi pada hari pertama sebesar 8.62 dan menunjukan data hasil pengujian rata rata yang masuk dari solar cell ke batarai jam pengukuran untuk pengambilan data mulai dari pukul 07.00 17.00 WIB 11 jam. 2. Dari tujuan penelitian ini dapat diketahui bahwa terjadi nilai perbedaan debit aliran fluida dan kecepatan aliran fluida dalam rentan waktu tertentu, yang dihasilkan dalam 10 detik adalah Q = 0.0001319 m 3 s dan V = 0.2638 m/s.nilai data Head Losses : hl = 0.0105 m,nilai data Head total : H = 0.212 m,nilai data water horse power : WHP = 0.2025 Watt,Nilai Data Break horse power : BHP 0.482 Watt,Nilai Data Efisiensi : η = 42.0 %
Terima Kasih