RANCANG BANGUN DAN PENGUJIAN POMPA HIDRAM PORTABLE (PORTABLE HIDRAULIC RAM PUMP) (Laporan Praktikum Perancangan Mesin Tepat Guna) Disusun oleh : 1. Dodi Setiawan 13140710 2. Feriyanto 1314071025 3. M. Adita Putra 1314071035 4. Riyan Wahyudi 1314071048 5. Stefani Silvi Agustin 1314071054 FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2016
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI...iii DAFTAR GAMBAR...iv DAFTAR TABEL...v I. PENDAHULUAN...1 I.1 Latar Belakang...1 I.2 Tujuan Praktikum...3 I.3 Manfaat Praktikum... II. TINJAUAN PUSTAKA...5 II.1...De finisi Pompa Hidram...5 II.2...Ko mponen-komponen Pompa Hidram...7 II.3...Pri nsip Kerja Pompa Hidram...9 II.4...Apl ikasi Pompa Hidram... III.METODOLOGI PENELITIAN...14 III.1...Wa ktu dan Tempat Penelitian...14 III.2...Ala t dan Bahan Penelitian...14 III.3...Me tode Penelitian...15 IV.HASIL DAN PEMBAHASAN... IV.1...Di mensi Alat... IV.2...Me kanisme Pembuatan Alat... 2
IV.3...Ha sil Pengujian... IV.4... V. KESIMPULAN... DAFTAR PUSTAKA 3
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman Gambar 1. Efek ph Terhadap Ketersediaan Nutrisi Pada Tanaman...8 Gambar 2. Nilai ph Air Limbah Tahu Selama Proses Filtrasi Aerobik...11 Gambar 3. Alat Pengolahan Limbah dan Hidroponik Kit...18 Gambar 4. Tahap Pelaksanaan Penelitian 1 4
Tabel DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Karakteristik Air Limbah Industri Tahu...6 Tabel 2. Kandungan Hara Pada Limbah Tahu dan Pupuk Komersil...7 Tabel 3. Perubahan Ph Air Limbah Tahu dan Tempe Selama Beberapa Hari Penyimpanan...10 Tabel 4. Hasil Pengolahan Air Limbah Industri Tahu-Tempe Filter Anaerob- Aerob...11 5
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan salah satu faktor yang sangat penting dan dibutuhkan dalam kehidupan makhluk hidup. Selain untuk pengembangan fisologis makhluk hidup, air juga menjadi input bagi beragam upaya atau kegiatan makhluk hidup dalam rangka menghasilkan sesuatu untuk kelangsungan hidupnya. Munculnya permasalahan yang menyangkut air yang disebabkan oleh peningkatan beragam kebutuhan dan kepentingan kehidupan makhluk hidup, pada gilirannya berdampak terhadap terganggunya kondisi permintaan dan penyediaan air (Made, 2008). Air sebagai kebutuhan pokok kehidupan adalah komponen vital bagi kualitas kehidupan suatu kelompok masyarakat. Sebagai salah satu negara agraris, Indonesia memiliki daya konsumsi air yang cukup besar pada bidang pertanian, terutama dalam hal irigasi. Namun sayangnya pada kondisi geografis Indonesia, seringkali beberapa daerah merupakan daerah berbukitbukit dan pegunungan yang terkadang menjadi kendala untuk memenuhi suplai air bagi pertanian di daerah hulu. Sesuai dengan hukum gravitasi, airselalu mengalir dari tempat tinggi menuju yang lebih tempat rendah.sepertinya mustahil kalau harus menaikkan air 1
dari sumber atau alirannya menuju tempat yang lebih tinggi, tanpa bantuan energi listrik atau bahan bakar minyak (BBM). Masyarakat membutuhkan air dalam jumlah besar, baik yang berasal dari sumber air permukaan maupun air tanah, memanfaatkan beragam teknologi yang mampu mengangkat dan mengalirkan air dari sumbernya ke lahanlahan pertanian serta hunian penduduk. Oleh karena itu, perlu dicari dan dikembangkan suatu model teknologi irigasi yang memadai, menggunakan teknologi tepat guna, efisien, dan ekonomis sehingga dalam pengelolaannya tidak tergantung pada tenaga listrik atau bahan bakar lainnya, sebuah teknologi yang membutuhkan biaya operasional yang murah dan tidak membebani masyarakat dalam melakukan kegiatan usahanya. Salah satu teknologi irigasi yang mulai dikembangkan adalah pompa hydraulic ram atau lazim disebut pompa hidram. Pompa hidraulik ram dinilai cukup tepat untuk mengatasi permasalahan tersebut, sebab mempunyai beberapa keuntungan jika dibandingkan dengan jenis pompa yang lain, yaitu tidak membutuhkan energi listrik atau bahan bakar, tidak membutuhkan pelumasan, biaya pembuatan dan pemeliharaannya relatif murah dan pembuatannnya cukup mudah. Pompa hidram yang saat ini banyak terdapat merupakan pompa hidram dalam ukuran besar dan permanen sehingga proses pemindahan pompa tersebut sangatlah sulit. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian atau pembuatan pompa hidram portable sehingga dapat dibawa dan dipindahkan secara mudah 1.2 Tujuan Praktikum 2
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Merekayasa atau merancang sistem pompa hidram portable. 2. Menguji kemampuan pompa hidram portable. 3. Menganalisis berbagai perhitungan dalam sistem kerja pompa hidram portable. 1.3 Manfaat Praktikum Hasil praktkum ini diharapkan dapat menghasilkan paket teknologi pompa hidram portable untuk memenuhi kebutuhan air masyarakat dan memberikan informasi tentang perhitungan berbagai aspek dalam pembuatan pompa hidram portable. 3
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Pompa Hidram Pompa Hidram adalah suatu alat untuk mengalirkan air dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi secara kontinyu dengan menggunakan energi potensial sumber air yang akan dialirkan sebagai daya penggerak, tanpa menggunakan sumber energi luar (Taye, 1998). Karena itu, pompa ram atau disebut juga sebagai pompa hydraulic ram atau motorless pump. Pompa hidram bekerja berdasarkan prinsip palu air. Ketika aliran fluida dihentikan secara tiba-tiba, maka perubahan momentum massa fluida tersebut akan meningkatkan tekanan secara tiba-tiba pula. Peningkatan tekanan ini digunakan untuk mengangkat sebagian fluida tersebut ke tempat yang lebih tinggi (Rajput, 2002). Pada instalasi pompa, palu-air terjadi bila suatu aliran cair dalam pipa dengan tiba-tiba dihentikan misalnya dengan menutup katup dengan sangat cepat (Sularso, 1987). Disini seolah-olah zat cair membentuk katup sehingga timbul tekanan yang melonjak dan diikuti fluktuasi tekanan di sepanjang pipa untuk beberapa saat. 4
Pompa hidram atau singkatan dari hidraulic ram berasal dari kata hidro = air (cairan ), dan ram = hantaman, pukulan atau tekanan, sehingga terjemahan bebasnya menjadi tekanan air. Jadi pompa hydram adalah sebuah pompa yang energi atau tenaga penggeraknya berasal dari tekanan atau hantaman air yang masuk kedalam pompa melalui pipa. Masuknya air yang berasal dari berbagai sumber air ke dalam pompa harus berjalan secara kontinyu atau terus menerus. Alat ini sederhana dan efektif digunakan pada kondisi yang sesuai dengan syarat-syarat yang diperlukan untuk operasinya. Dalam kerjanya alat ini, tekanan dinamik yang ditimbulkan memungkinkan air mengalir dari tinggi vertical (head) yang rendah ke tempat yang lebih tinggi. Penggunaan hidraulik ram tidak terbatas hanya pada penyediaan air untuk kebutuhan rumah tangga, tapi juga dapat digunakan untuk pertanian, peternakan, dan perikanan darat (Fane,2012). 2.2 Komponen-Komponen Pompa Hidram Beberapa komponen utama sebuah pompa hidram dijelaskan pada uraian di bawah ini: 1. Katup Limbah (Waste Valve) Katup limbah merupakan salah satu komponen terpenting pompa hidram,oleh sebab itu katup limbah harus dirancang dengan baik sehingga berat dan gerakannya dapat disesuaikan. Katup limbah sendiri berfungsi untuk mengubah energi kinetik fluida kerja yang mengalir melalui pipa pemasukan menjadi energi tekanan dinamis fluida yang akan menaikkan fluida kerja menuju tabung udara. Beberapa desain katup limbah yang sering digunakan diantaranya: 5
Gambar 1. Contoh Desain Katup Limbah (De Longh dan Hanafie, 1979) Katup limbah dengan beban yang berat dan panjang langkah yang cukup jauh memungkinkan fluida mengalir lebih cepat, sehingga saat katup limbah menutup, akan terjadi lonjakan tekanan yang cukup tinggi, yang dapat mengakibatkan fluida kerja terangkat menuju tabung udara. Sedangkan katup limbah dengan beban ringan dan panjang langka lebih pendek, memungkinkan terjadinya denyutan yang lebih cepat sehingga debit air yang terangkat akan lebih besar dengan lonjakan tekanan yang lebih kecil. Adapun bagian bagian sebuah katup limbah dapat dilihat dari gambar dibawah ini: Gambar 2. Bagian Bagian Katup Limbah. (De Longh dan Hanafie, 1979) Keterangan gambar : 1. Tangkai Katup 6
2. Mur Penjepit Atas 3. Karet Katup 4. Plat Katup 5. Mur Penjepit Bawah 2. Katup Penghantar (Delivery Valve) Katup penghantar adalah sebuah katup satu arah yang berfungsi untuk menghantarkan air dari badan hidram menuju tabung udara untuk selanjutnya dinaikkan menuju tangki penampungan. Katup penghantar harus dibuat satu arah agar air yang telah masuk ke dalam tabung udara tidak dapat kembali lagi ke dalam badan hidram.katup penghantar harus mempunyai lubang yang besar sehingga memungkinkan air yang dipompa memasuki ruang udara tanpa hambatan pada aliran (Hanafie dan De Longh, 1979). 3. Tabung Udara (Air Chamber) Tabung udara harus dibuat dengan perhitungan yang tepat, karena tabung udara digunakan untuk memampatkan udara di dalamnya dan untuk menahan tekanan dari siklus ram. Selain itu, dengan adanya tabung udara memungkinkan air melewati pipa penghantar secara kontinyu. Jika tabung udara penuh terisi air, tabung udara akan bergetar hebat, dapat menyebabkan tabung udara pecah. Jika terjadi kasus demikian, ram harus segera dihentikan. Pendapat dari beberapa ahli, untuk menghindari hal hal di atas, volume tabung udara harus dibuat sama dengan volume dari pipa penghantar. 4. Katup Udara (Air Valve) Udara dalam tabung udara, secara perlahan lahan akan ikut terbawa ke dalam pipa penghantar karena pengaruh turbulensi air. Akibatnya, udara dalam pipa perlu diganti dengan udara baru melalui katup udara. Ukuran katup udara harus disesuaikan sehingga hanya mengeluarkan semprotan air yang kecil setiap kali langkah kompresi. Jika katup udara terlalu besar, udara 7
yang masuk akan terlampau banyak dan ram hanya akan memompa udara. Namun jika katup udara kurang besar, udara yang masuk terlampau sedikit, ram akan bergetar hebat, memungkinkan tabung udara pecah. Oleh karena itu, katup udara harus memiliki ukuran yang tepat. 5. Pipa Masuk (Driven Pipe) Pipa masuk adalah bagian yang sangat penting dari sebuah pompa hidram. Dimensi pipa masuk harus diperhitungan dengan cermat, karena sebuah pipa masuk harus dapat menahan tekanan tinggi yang disebabkan oleh menutupnya katup limbah secara tiba tiba. Untuk menentukan panjang sebuah pipa masuk, bisa digunakan referensi yang telah tersedia seperti di bawah ini: 6H < L < 12H L = h + 0.3 (h/h) L = 900 H/(N2*D) L = 150 < L/D < 1000 Dengan : (Eropa dan Amerika Utara) (Eytelwein) (Rusia) (Calvert) L = Panjang pipa masuk H = Head supply h = Head output D = Diameter pipa masuk N = Jumlah ketukan katup limbah per menit Menurut beberapa penelitian yang telah dilakukan, referensi perhitungan panjang pipa masuk oleh Calvert memberikan hasil yang lebih baik. 2.3 Prinsip Kerja Pompa Hidram Secara sederhana bentuk ideal dari tekanan dan kecepatan aliran pada ujung pipa pemasukan dan kedudukan katup limbah selama satu siklus kerja pompa hidram terjadi dalam lima periode (Jahja, 1979) yaitu sebagai berikut. Periode 1. Akir siklus yang sebelumnya, kecepatan air melalui ram mulai bertambah,air melalui katup limbah yang sedang terbuka timbul tekanan negatif 8
yang kecil dalam ram. Periode 2. Aliran bertambah sampai maksimum melalui katup imbah yang terbuka dan tekanan dalm pipa-pipa masuk juga bertambah secara bertahap. Periode 3. Katup limbah mulai menutup dengan demikan meynebabkan naiknya tekanan dalam ram. Kecepatan aliaran dalampipa pemasukan telah mencapai maksimum. Periode 4. Katup limbah tertutup, menyebabkan terjadinya water hammer yang mendorong air melalui katup penghantar. Kecepatan dalam pipa pemasukan berkurang dengan cepat. Periode 5. Denyut tekanan terpukul kedalam pipa pemasukan, menyebabkan timbulnya hisapan kecil dalam ram. Katup limbah terbuka karena hisapan dan beban dari katup limbah. Air mulai mengalir lagi melalui katup limbah dan siklus hidraulik ram terulang lagi. Dalam lima periode pompa hidram bekerja dalam satu siklus waktu yang diperlukan untuk satu siklus pompa hidram Gambar 3. Perubahan Kecepatan Terhadap Waktu Pada Pipa Masuk (Tefery Taye, 1998) Pompa hidram bekerja berdasarkan palu air, ketika suatu aliran fluida dalam pipa dihentikan secara tiba-tiba misalnya dengan menutup katup dengan sangat cepat, sehingga akan membentur katup dan menimbulkan tekanan yang melonjak disertai fluktuasi tekanan di sepanjang pipa untuk beberapa saat. Sebagian gelombang tekanan tersebut akan menjadi arus balik ke arah 9
reservoir dan ini berarti terjadi penurunan tekanan pada sistem pompa sehingga klep penghantar tertutup kembali sedangkan klep limbah membuka kembali. Akibat dari pembebasan gelombang tekanan tersebut kembali lagi arus massa 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 air ke pipa penghantar untuk kemudian diteruskan ke bak penampung (Fane, 2012). Bagian utama dari pompa hidram adalah dua buah katup, yaitu: katup hisap (3) dan katup buang (5). Air masuk dari reservoir melalui pipa (1). Mula-mula katup buang terbuka karena gravitasi sedangkan katup hisap tertutup. Air yang masuk memenuhi badan pompa (2) 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 kompresi akan menekan katup hisap untuk menutup kembali, pada saat yang bersamaan sebagian air keluar melalui pipa (7). 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 (Departemen Pekerjaan Umum, 2002). 2.4 Aplikasi Pompa Hidram Karakteristik pompa hidrolik ram atau hidram yang bekerja pada keadaan tertentu dimana jarak antara lubang dan katup limbah konstan, tinggi vertikal tangki pemasukan tetap tinggi, sedangkan tinggi pemompaan berubah-ubah, ternyata menunjukkan bahwa jumlah denyutan katup limbah tiap menit bertambah 10
pada setiap penambahan tinggi pemompaan. Pompa hidrolik ram yang dirancang dengan baik dapat bekerja baik pada semua keadaan dengan pemeliharaan yang minimum (Widarto dan Sunarto, 1997). Pompa yang terbuat dari bahan besi cor yang kuat dapat bekerja dengan baik hingga bertahun-tahun. Hal ini merupakan penghematan investasi yang luar biasa bagi kelompok petani. Ukuran pompa hidrolik ram ditentukan oleh kapasitas yang dikehendaki dan juga dibatasi oleh jumlah air yang tersedia untuk menggerakkan pompa. Pompa harus dipasang serata mungkin untuk meyakinkan bahwa katup limbah yang diberi beban dapat jatuh tegak lurus ke bawah dengan gesekan sekecil mungkin. Pemasangan pipa juga harus diperhatikan agar tidak ada belokan-belokan tajam atau sudut yang mengurangi kekuatan aliran air. Beberapa hasil eksperimen juga menunjukkan bahwa adanya ruang udara pada pompa hidram semakin meningkatkan efisiensi pompa dalam mengalirkan air ke tempat yang lebih tinggi. Pemasangan ruang udara meningkatkan efisiensi pompa hidram dari 0,7 % menjadi 19,45 % (Widarto dan Sunarto, 1997). Secara spesifik, menurut Direktorat Pengelolaan Air Departemen Pertanian, daerah yang bisa memanfaatkan teknologi irigasi pompa Hidram adalah memiliki ciri sebagai berikut : 1. Merupakan daerah sentra produksi pertanian yang memiliki potensi luas lahan untuk dijadikan sebagai lahan pertanian beririgasi. 2. Di sekitar lokasi pengembangan, terdapat sumber air permukaan seperti sungai dengan jumlah dan kualitas air yang memadai, terutama pada musim kemarau. 3. Di lokasi pengembangan terdapat kelompok tani yang aktif. 4. Lokasi merupakan lahan milik petani dan sekaligus penggarap. 5. Penentuan/penetapan lokasi berdasarkan kesepakatan kelompok dan tidak menuntut ganti rugi atas pemanfaatan lahan. 11
Syarat tersebut dimaksudkan agar sistem irigasi tersebut dapat digunakan dan terpelihara dalam jangka panjang.jika suatu daerah sudah memenuhi syarat umum tersebut, maka pembangunan sistem irigasi dengan menggunakan pompa hidram bisa dimulai (Widarto dan Sunarto, 1997). Selain syarat utama tadi, pembuatan pompa hidram perlu memperhatikan perbandingan tinggi terjunan dan tinggi pemompaan air yaitu 1:5. Tiap beda tinggi terjunan 1 meter akan mampu memompa air setinggi 5 meter dari rumah pompa ke tempat tandon air. Jadi bukan hal yang mustahil ketika beda tinggi terjunan air 12 meter di perkebunan teh mampu memompa air hingga ketinggian lebih dari 50 meter dengan jarak lebih dari 500 meter. Hal kedua yang perlu diperhatikan adalah penyesuaian diameter pompa dengan debit air. Dalam mengoptimalkan tekanan semakin besar debit air, diameter pompa semakin besar pula(widarto dan Sunarto, 1997). 12
III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Praktikum Perancangan Mesin Tepat Guna dilaksanakan di Laboratorium Daya, Alat dan Mesin Pertanian, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Lampung. Waktu praktikum adalah bulan April-Mei 2016. 3.2 Alat dan Bahan Penelitian Alat yang digunakan pada praktikum kali ini yaitu, gergaji besi, lem pipa, meteran, kamera dan notebook. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu, pipa PVC 3/4', pipa PVC 1, Pipa PVC 1¼, pipa oversock 1 ¼ x1, pipa oversock 1 ¼ x ¾,pipa PVC valve (AW)¾, kran air katup ¾, pipa T 1¼,pipa T 1, pipa T ¾, pipa knee 1 ¼,pipa knee 1, pipa knee ¾, klep plastik ¾, tabung udara, talang air segi abu, gutter cap, gutter outlet, gutter angle, dan plat besi. 3.3 Metode Penelitian Pelaksanaan penelitian ini dibagi menjadi beberapa tahap yaitu tahap analisis sistem, perancangan alat, pengujian hasil pembuatan, pengujian alat dan analisis kinerja hasil pengujian. Prosedur penelitian di atas dapat dilihat pada diagram alir di bawah ini. 13
3.3.1 Pembuatan Alat Pompa hidram yang dibuat pada praktikum ini berukuran kecil atau portable, dibuat dengan rangkaian pipa terintegrasi yang terdiri dari pipa tangki air, pipa 14
pemasukan, katup pengeluaran, katup pemasukan, tabung udara, dan pipa pengeluaran. Pada rancangan pada umumnya pompa hidram memiliki waste water, untuk itu pada tahap pembuatan ini perlu modifikasi khusus agar air yang terbuang melalui katup pengeluaran akan dialirkan kembali menuju pipa pemasukan. Berikut merupakan gambar rancangan pompa hidram beserta komponennya. 3.3.2 Analisis Kinerja Dalam pembuatan pompa hidram pada praktikum ini, beberapa variabel yang akan diamati diantaranya: 1.Tekanan pada sisi masuk badan hidram(p drive ) 2. Tekanan pada sisi keluar badan hidram 3.Debit air yang keluar dari wastevalve (Q) 4.Debit air yang keluar dari delivery valve. (q) 15
5. Efisiensi Pompa Hidram (η) 16
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Dimensi Alat Pompa hidram portable pada praktikum kali ini dibuat dengan dimensi sebagai berikut. Tabel 1. Dimensi Alat N o Parameter Ukuran 1. Head Masuk (H) 1,5 m 2. Head Keluar (h) 4,5 m 3. Panjang Pipa Masuk (L) 2,5 m 4. Diameter Pipa Masuk (D) 1,905 cm 5. Diameter Pipa Keluar (d) 1,27 cm 6. Massa Tambahan Katup Limbah (m w) 350 gram 4.2 Mekanisme Pembuatan Alat Pembuatan pompa hidram portable dimulai dengan melakukan perancangan alat dan menyiapkan alat serta bahan yang dibutuhkan. Berdasarkan rancangan alat yang telah dibuat dan ditetapkan dimensi alat itu sendiri. Setelah semua alat dan bahan dipersiapkan dilakukan pemotongan pipa sesuai dengan dimensi yang telah ditentukan sebelumnya. Pipa yang digunakan adalah pipa PVC dengan ukuran 3/4', 1, dan 1¼. Ukuran pipa inlet sengaja dibuat lebih besar daripada pipa outlet dengan tujuan untuk meningkatkan debit pada pipa inlet yang akan mendorong air lebih besar atau lebih banyak pada pipa outlet. Pipa yang telah dipotong kemudian disambungkan menggunakan sambungan pipa T, pipa L, dan oversock sesuai dengan rancangan yang telah dibuat. Klep yang telah disiapkan kemudian 17
dipasangkan pada sambungan pipa yang telah dibuat. Tabung udara yang telah dipersiapkan dari botol plastik selanjutnya dipasang. Pemasangan klep buang pada pompa hidram harus dilakukan dengan melalui tahap penyetelan atau penyesuaian. Penyetelan dilakukan karena klep yang biasanya tersedia di pasaran bukan digunakan untuk klep pompa hidram. Sehingga untuk menyesuaikan dengan mekanisme pompa hidram perlu perlakuan khusus yaitu dengan cara menambahkan berat pada klep buang. Faktor-faktor yang mempengaruhi adalah tinggi atau head, diameter pipa inlet dan diameter pipa outlet. Pipa yang telah tersambung secara sementara kemudian dilem menggunakan lem pipa. Pengeleman dilakukan secara keseluruhan agar tidak terjadi kebocoran pada sambungan pipa. Agar pompa hidram yang telah dibuat dapat berdiri tegak maka dibuat dudukan pompa hidram menggunakan besi siku. 4.3 Hasil Pengujian Pengujian pompa hidram portable dilakukan dengan mengoperasikan pompa hidram portable itu sendiri. Pengoperasiannya adalah dengan mengatur tinggi terjunan, dan sudut terjunan sesuai dengan perlakuan yang diberikan, menghubungkan sumber air ke pompa dengan menggunakan pipa yang telah disiapkan, mengalirkan air dari sumber air (bak air) ke pompa yang telah dipasang, mengukur tekanan input, tekanan output, tekanan tabung kompresi, debit air input, dan debit air output. Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan maka diperoleh data berdasarkan perhitungan secara manual sebagai berikut. 18
Tabel 2. Pengujian Waktu dan Volume Air No Nama Volume air (liter) 1. Pipa Inlet 4 144 2 Pipa Outlet 4 465 3 Terbuang 4 333 Waktu (detik) Berdasarkan data yang telah diperoleh maka dilakukan perhitungan debit air masuk (Qin) dan debit air keluar (Qout) sebagai berikut. Q i = 2,78 x 10-5 m 3 /s Q o = 8,60 x 10-6 m 3 /s Perhitungan luas pipa inlet dan outlet diperoleh hasil sebagai berikut. A i = = 2,85 cm 2 1 4 x πd2 = 1 x(1,905 cm)2 4 A o = 1 4 x πd2 = 1 x(1,27 cm)2 4 = 1,26 cm 2 Perhitungan kecepatan fluida masuk (Vi) dan kecepatan fluida keluar (Vo) Q = A.V 19
V i = Q i A i = 2,78 x10 5 m 3 /s 2,85 x10 4 m 2 = 0,097 m/s V o = Q o A o = 8,60 x 10 6 m 3 / s 1,26 x10 4 m 2 = 0,068 m/s Perhitungan efisiensi pompa hidram portable Q limbah = Q = 1,2 x 10-5 m 3 /s Q out = q = 8,60 x 10-6 m 3 /s Efisiensi menurut Rankine ηr= 8,6 X 10 6 X (4,5 1.5) (1,2 X 10 5 +8,6 X 10 6 )1.5 ηr=0,8 4 Dalam pengoperasian pompa hidram ditemukan beberapa kendala, yang paling banyak dijumpai adalah klep buang yang tidak berfungsi dengan baik, misalnya: a. Tidak dapat naik/menutup, disebabkan beban klep terlalu berat atau kurangnya debit air yang masuk pompa. Hal ini dapat diatasi dengan mengurangi beban atau memperpendek langkah klep buang. b. Klep tidak mau turun/membuka, disebabkan karena beban klep terlalu ringan, sehingga dapat diatasi dengan menambah beban atau memperpanjang langkah klep buang. Agar pompa hidram dapat bekerja sesuai dengan yang direncanakan, maka dalam proses pembuatannya harus memperhatikan beberapa faktor penting, diantaranya: 20
a. Diameter pipa pemasukan/penghantar supaya ditentukan dan dihitung sehingga tidak dapat menyerap seluruh debit air dari sumber air yang digunakan, dalam artian masih ada air yang melimpah dari tempat sumber air selama pemompaan bekerja. Hal ini bertujuan untuk menjaga kestabilan tinggi jatuh air dari sumber ke pompa. b. Diameter pipa untuk badan pompa supaya dibuat lebih besar dari pada diameter pipa pemasukan/penghantar. Hal ini berarti besar/kecilnya badan pompa ditentukan oleh besar/kecilnya diameter pipa pemasukan/penghantar. c. Diameter pipa untuk tabung udara sebaiknya dibuat lebih besar dari pada diameter badan pompa. d. Diameter lubang klep buang dan lubang klep tekan sebaiknya dibuat lebih besar dari pada diameter pipa pemasukan/penghantar. e. Sudut miring pipa pemasukan/penghantar dibuat antara 70 120 dengan panjang pipa dibuat 5 8 kali tinggi jatuh air. f. Selama pompa bekerja supaya tinggi angkat klep dan pemberat klep buang diatur sehingga klep dapat terangkat dan tertutup sebanyak 50 60 kali setiap menit. 21
IV. PENUTUP 4.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dalam praktikum kali ini adalah sebagai berikut. 1. Pompa hidram portable berhasil dibuat. 2. Pada proses pengujian kendala yang dihadapi yaitu penyetelan klep beberapa kali harus dilakukan karna klep yang berada di pasaran sebenernya tidak digunakan dalam pompa hidram. 3. Efisiensi pompa hidram portable yang diperoleh melalui pengujian pompa hidram adalah sebesar 0,84. IV.2 Saran Penelitian mengenai klep pompa hidram perlu dilakukan untuk memenuhi kebutuhan dalam pembuatan pompa hidram portable. Hasil penelitian mengenai klep pompa hidram dapat dipatenkan dan dipasarkan. 22
4. 5. 6. 7. DAFTAR PUSTAKA 10. Made, Suarda. 2008. Kajian Eksperimental Pengaruh Tabung Udara pada Head Pompa Hidram. Jurnal Ilmiah Jurusan Teknik Mesin Universitas Udayan. Bali 11. 12. Hanafie, J., de Longh, H., 1979.Teknologi Pompa Hidraulik Ram. Pusat Teknologi Pembangunan Institut Teknologi Bandung. Bandung. 13. 14. Taye, T. 1998.Hydraulic Ram Pump.Journal of the ESME.Vol II. No. 1 15. 16. Sularso, dan Haruo tahara. 1987. Pompa dan Kompresor Pemilihan, Pemakaian, dan Pemeliharaan. Penerbit Pradnya Pranita. Jakarta 17. 18. Fane,Didin S, Rudy Sutanto, I Made Mara. 2012. Pengaruh Konfigurasi Tabung Kompresor terhadap Unjuk Kerja Pompa Hidram. ISSN: 2088-088X Vol. 2 No. 2 Juli 2012. 19. 20. Widarto L dan Sudarto,F.X. 1997. Membuat Pompa Hidram. Penerbit Kanisius. Yogyakarta 21. 22. Rajput, R. K. 2002. A textbook of Fluid Mechanics and Hydraulic Machines s1 Version. S. Chad and Company ltd. New Delhi 23. 24. Departemen Pekerjaan Umum, Badan Penelitian dan Pengembangan Pekerjaan Umum, Pusat Penelitian dan Pengembangan Pemukiman. 2002. Petunjuk Teknis Pemanfaatan Pompa Hidram dalam Penyediaan Air Bersih. Bandung. 8. 9. 23
25. 24