20

BAB IILANDASAN TEORIA. Kecepatan

Secara umum pengertian kecepatan adalah pebandingan antara jarak atau perpindahan terhadap waktu, biasanya dirumuskan dengan :

v = s / tDimana, v adalah kecepatan (m/s), s adalah perpindahan atau jarak(meter), dan t adalah waktu(sekon).

Jika lebih dikhususkan, maka kecepatan terdiri atas dua jenis yaitu kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat.

1. Kecepatan rata-rata

Aspek yang paling nyata dari gerak benda adalah seberapa cepat benda tersebut bergerak, laju atay kecepatannya. Istilah laju menyatakan seberapa jauh sebuah benda berjalan dalam selang waktu tertentu. Istilah kecepatan dan kelajuan sering dipertukarkan dalam kehidupan sehari-hari. Tetapi dalam fisika kita membuat perbedaan diantara keduanya. Laju adalah bilangan positif,dengan satuan. Kecepatan, dipihak lain digunakan untuk menyatakan baik besar(nilai numerik) mengenai seberapa cepat sebuah benda bergerak maupun arah geraknya. Dengan demikian kecepatan adalah sebuah vector.

Dengan demikian, kecepatan rata-rata yang didefinisikan sebagai perpindahan dibagi waktu yang diperlukan, dapat dituliskan :

= x / t = kecepatan rata-rata (m/s)

x = perpindahan/perubahan posisi awal ke posisi akhir x2-x1 (meter)

t = perubahan waktu yang diperlukan (sekon)

2. Kecepatan sesaat

Kecepatan sesaat adalah kecepatan rata-rata selama selang waktu yang sangat kecil. Dengan demikian kecapatan sesaat sebagai kecepatan rata-rata pada limit t yang menjadi sangat kecil, mendekati nol.

Jika sebuah benda bergerak dengan kecepatan konstan atau beraturan selama selang waktu tertentu, maka kecepatan sesaatnya pada setiap waktu sama dengan kecepatan rata-ratanya. Tetapi pada umunya hal ini tidak terjadi, sebagai contoh sebuah mobil mulai dari keadaan diam, melaju sampai 50km/jam, berjalan dengan kecepatan tersebut untuk beberapa saat, kemudian melambat sampai 20km/jam dalam kemacetan, dan akhirnya berhenti di tujuannya setelah menempuh 15 km dalam 30 menit. Maka kecepatan rata-ratanya menjadi :

v = x / t = 15 km / 0,50 jam = 30 km / jam.B. RendemenSewaktu pompa bekerja dengan sendiriannya tentu akan mengalami kerugian-kerugian. Kerugian-kerugian ini dapat dibagi menjadi tiga macam yaitu :

1. Rendemen hydrolik

2. Rendemen volumetrik

3. Rendemen mekanik

Rendemen hydrolik ini mengurangi tinggi kenaikan yang dikerjakan oleh kipas. Ini disebabkan oleh kepekatan zat cair dan tenaga gesekan yang terjadi sewaktu zat cair mengalir, kerugian dari keadaan atau kedudukan pusaran zat cair dan benturan atau tumbukan, juga kerugian kejutan atau goncangan.

Rendemen volumetrik ini disebabkan karena adanya bocoran zat cair yang menembus karena tingginya tekanan, juga aliran tekan, kesemuanya itu mengurangi penghasilan pompa.

Makna dari rendemen volumetrik itu adalah :

1. Bocoran yang melalui cincin kipas dikarenakan adanya sirkulasi dalam kipas.

2. Bocoran yang melalui keseimbangan cakra juga lubang keseimbangan.

3. Bocoran yang melalui paking poros, juga terdapat pada pompa tingkat banyak.Rendemen mekanik disebabkan adanya pemindahan tenaga dari pesawat pembangkit ke kipas pompa ini mengalami pengurangan tenaga, selanjutnya perlawanan dari zat cair itu sendiri sebesar tenaga zat cair yang berada dicorong. Kerugian tenaga dapat disimpulkan seperti dibawah ini :

1. Kerugian keliling yang disebabkan karen gesekan sewaktu perputaran kipas dan adanya keseimbangan cakra yang dilalui oleh zat cair.

2. Kerugian gesekan poros dengan bantalan.

3. Kerugian gesekan yang melalui paking yang memisahkan ruang.

Rendemen volumetris kita dapatkan dari rendemen volumetrik (v), yaitu dari perbandingan kekuatan pancaran sesungguhnya tiap detik dengan kekuatan teoritis Qts ialah :

v = Qs / Qts

keterangan :

v = rendemen volumetris

Qs = hasil efektif

Qts = hasil teoritis

C. POMPA

Pompa merupakan pesawat yang dipergunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat lain. Pompa mengambil peranan penting dalam pemakaian di rumah tangga, di atas kapal, atau tempat lainnya. Di rumah tangga, pompa dipergunakan untuk memindahkan air yang selanjutnya dipakai untuk kebutuhan sehari-hari. Di atas kapal, pompa dipergunakan untuk memindahkan air, bahan bakar dan minyak lumas.Dalam kehidupan sehari-hari, pada umumnya masyarakat menyebut semua alat yang digunakan untuk memompa baik zat cair maupun udara dinamakan pompa. pendapat umum tersebut tidak dapat disalahkan, memang dalam kenyataannya zat cair atau udara itu dipompa atau ditekan, dengan adanya tekanan atau perubahan tekanan maka zat cair atau udara itu akan mengalir yaitu dari tekanan tinggi ke tekanan rendah.

Tetapi didalam pendidikan atau lingkungan ilmu pengetahuan hal ini dibedakan untuk membedakan untuk memompa zat cair dinamakan pompa, sedangkan untuk udara atau gas dinamakan kompresor. Walaupun prinsip keduanya tidak berbeda jauh, hanya fungsinya berbeda.

Menurut Poerwanto AMK.B dan DRS. Herry Gianto dalam buku berjudul MACAM-MACAM POMPA DAN PENGGUNAANNYA (1978:1) disebutkan bahwa :

1. Apa yang dimaksud dengan pompa :

Yang dimaksud dengan pompa adalah semua alat yang digunakan untuk memompa zat cair tegasnya pompa ini adalah suatu alat yang dapat memindahkan zat cair dari tempat yang satu ketempat yang lain ( secara teratur dan terus menerus, hal ini tergantung dari fungsinya ) disebabkan karena perubahan tekanan.

Pompa tidak dapat bekerja sendiri, untuk memindahkan atau mengangkut zat cair itu. Melainkan harus ada pesawat tenaga atau pesawat pembakit tenaga.2. Tenaga Penggerak pompa.

Seperti telah diutarakan diatas pompa itu tidak dapat bekerja sendiri melainkan harus ada tenaga yang menggerakannya. Mengenai tenaga ini dapat digunakan bermacam-macam tenaga. Tenaga-tenaga yang digunakan itu disesuaikan dengan keperluan dan fungsinnya dari pompa-pompa.

Adapun macam-macam pesawat tenaga itu adalah :

a. Tenaga manusia, untuk kecepatan rendah.

b. Motor listrik, untuk kecepatan tinggi atau rendah.

c. Mesin uap, untuk kecepatan rendah.

d. Motor bensin, untuk keepatan tinggi atau rendah.

e. Motor diesel, untuk kecepatan tinggi atau rendah.

f. Turbin uap, untuk kecepatan tinggi.

g. Kincir angin, untuk kecepatan tidak teratur.

Semua tenaga pembangkit itu penggunaannya disesuaikan dengan keperluan. Ini agar tidak terdapat pemborosan waktu atau tenaga, untuk mengatasi agar tidak terjadi kerugian-kerugian yang tidak di inginkan.3.Instansi dan penempatan pompa.

Yang dimaksud dengan instansi pompa adalah suatu perlengkapan yang terdiri bagian-bagian yang dibutuhkan untuk keperluan pemompaan. Adapun instalasi pompa itu adalah:

a. Pompa dan peralatannya.

b. Pipa-pipa penyalur.

c. Saringan.

d. Pipa-pipa pemasukan.

Instalasi pompa yang memerlukan tempat penyimpanan air adalah kalau air dari hasil pemompaan itu tidak langsung dipergunakan atau air itu dipergunakan untuk bermacam-macam kebutuhan. Mengenai penempatan pompa tergantung pada macamnya pompa yang akan dipakai.Masing masing pompa tersebut memiliki spesifikasi dan fungsi yang berbeda beda di rumah tangga, di atas kapal dan di tempat lainnya. Pada penelitian ini, kami menggunakan pompa jenis centrifugal dengan spesifikasi sebagai berikut:Merk

: Panasonic

Model

: GA-129JXK

Fase

: Induksi / 1 fase

Sumber tegangan: 220~240 Volt

Frekuensi

: 50 Hz

Kapasitas

: 18 liter/menit

Daya hisap

: 9 meter

Total head maks.: 27 meter

Press. Switch on: 1,1 kgf/cm

Press. Switch off: 1,8 kgf/cm

Panjang

: 206 mm

Lebar

: 212 mm

Tinggi

: 152 mm

Berat

: 5,1 mmD. PRINSIP KERJA POMPA SENTRIFUGALPompa Sentrifugal bekerja sebagai berikut prinsip unit kerjanya adalah rotor yang bersudu disebut kipas yang dibuat untuk perputaran dengan kecepatan tinggi. Percepatan putaran kipas ini menambah pengeluaran zat cair, meningkatkan baik tekanan ataupun kecepatan absolute, selanjutnya menggerakan zat cair menuju rumah spiral (keong) saluran keluar. Saluran perhubungan antara satu kipas dengan zat cair, tenaga mekanik gerak dipindahkan menjadi tenaga penggerak air.

Yang dimaksud cara kerja pompa sentrifugal ialah cara masuknya zat cair kedalam pompa dan cara untuk menggerakkan, menjalankan pompa pertama kali (start) agar pompa itu dapat bekerja menurut fungsinya.

Semua pompa sentrifugal itu, cara untuk menggerakan pertama kali akan dapat bekerja hanya ada 2 cara (macam),yaitu: Pompa-pompa sentrifugal yang tidak menghisap sendiri dan pompa-pompa sentrifugal yang menghisap sendiri (otomatis).

Sebelum pompa yang baru pertama kali akan dipakai atau pompa itu sedang berhenti, maka ruangan pompa itu kosong, tidak berisi zat cair melainkan akan berisi udara. Pompa-pompa sentrifugal tidak sama dengan pompa-pompa isap, karena pompa-pompa sentrifugal tidak dapat mengosongkan sendiri udara yang ada dirumah pompa, melainkan udara yang ada dirumah pompa itu harus dikosongkan terlebih dahulu dan ruangan rumah pompa itu harus diisi dengan zat cair agar dapat bekerja seperti yang diinginkan.1. Pompa-pompa sentrifugal yang tidak menghisap sendiri.

Untuk dapat bekerja, pompa harus diisi zat cair terlebih dahulu. Cara pengisianya dapat dilakukan dengan berbagai macam cara yaitu:

a. Memakai ejector.

Diatas pompa dipasang ejector yang dapat menghisap air dari ruang pompa sampai vakum, dengan demikian zat cair akan naik dari permukaan isap secara berangsur-angsur melalui pembuluh isap. Sampai seluruh pompa berisi zat cair dan zat cair terbawa oleh ejector. Sebuah ejector dapat bekerja dengan uap, angina yang dimampatkan atau zat cair dibawah tekanan. Bagaimanapun juga untuk ini dibutuhkan pesawat tenaga yang tersendiri. Sebagai catatan, kalau memakai zat cair, maka zat cair ini sedapat mungkin diusahakan sama dengan zat cair yang akan di pompa.

b. Mengalirkan zat cair dari pembuluh tekan kedalam pompa:

Zat cair dialirkan dari pembuluh tekan kedalam pompa dan kedalam pembuluh isap. Penutup pembuluh tekan dibuka sedikit-sedikit, jika pompa itu besar digunakan pembuluh keliling, Pada cara ini pembuluh isap harus diberi sebuah katup kaki guna mencegah cairan mengalir yang keluar dari pembuluh isap. Tambahan pula dalam cara ini harus ada sebuah atau lebih ruang pelepas udara. Sewaktu mengisi udara dapat keluar dari ruang pompa membuka penutup tekan itu membawa akibat yang bahaya, karena dengan demikian pompa tadi akan bekerja sebagai turbin air dan dalam waktu tertentu mendapat jumlah putaran yang terlampau besar, karena itu untuk mengatasinya di pembuluh tekan ditambahkan atau dipasang sebuah katup pembuluh tekan.

c. Memakai corong pengisi

Corong pengisi ditempatkan diatas rumah pompa diisi dengan zat cair sampai rumah pompa terisi penuh. Cara ini digunakan pada pompa-pompa kecil juga disini digunakan sebuah katup kaki didalam pembuluh isap dan sebuah kran pelepas udara.

Kalau pompa itu terisi penuh, penutup tekan tetap ditutup, mesin penggerak dapat digerakan sampai putaran kerja telah tercapai dan tekananya telah tinggi, maka penutup tekan dapat dibuka secara perlahan-lahan. Yang sampai penutup tekan itu akan terbuka semua dan pompa akan bekerja seperti yang telah ditentukan.

Pada pompa sentrifugal tekanannya tidak pernah dapat naik lebih tinggi dari pada tekanan kerja yang bekerja, berlawanan dengan pompa plunyer, dimana sebuah penutup tekan yang tertutup tidak boleh karena akan merusak alat-alat lainya.

Pompa tidak boleh berputar terlalu lama dengan penutup tekan tetap tertutup. Karena hal ini dapat mengakibatkan naiknya temperature zat cair.

2. Pompa-pompa sentrifugal yang menghisap sendiri :

Tujuan pompa-pompa ini adalah untuk mempermudah dan melayani pompa supaya dengan cepat dapat bekerja. Terutama untuk pompa-pompa kecil dan harus dapat digunakan dan digerakan, misalnya pompa-pompa pemadam kebakaran. Pompa-pompa jenis ini dilengkapi dengan alat yang namanya pompa gelang air, seperti gambar 1 halaman 14. Biasanya tidak dipakai sebagai pompa yang bekerja sendiri melainkan dipasang satu poros dengan poros pompa sentrifugal. Hal ini dimaksudkan agar diwaktu menggerakannya didalam pompa ini terdapat suatu ruang hampa udar. Didalam pompa ini terdapat sebuah kipas dan diberi sudu-sudu radial secara luar pusat terhadap rumah pompa yang selalu tetap terisi air. Ketika kipas berputar maka air yang berada didalam sudu dilontarkan keluar yaitu kedinding dan terjadilah suatu gelang air dengantebal yang sesuai dengan jarak antara lubang-lubang A dan B dan dinding pompa.

E. KERANGKA PIKIR PENELITIAN

Dengan memperhatikan kesulitan para pengguna pompa yaitu rendemen volumetris yang tidak maksimal yang dipengaruhi oleh kecepatan putaran pompa yang kurang optimal, adanya kerugian kerugian tambahan seperti kerugian karena percepatan, perubahan kecepatan, maka untuk meningkatkan rendemen volumetris pompa perlu dilakukan instalasi dan pengaturan dengan maksimal. Oleh karena itu, dengan adanya permasalahan tersebut, maka peneliti ingin mengkaji tentang pengaruh kecepatan putaran pompa terhadap rendemen volumetris.

F. HIPOTESIS

Berdasarkan kajian teori dan kerangka berfikir di atas maka dapat dirumuskan hipotesis penelitian sebagai berikut: Terdapat hubungan antara kecepatan putaran pompa terhadap rendemen volumetris.G. DEFINISI OPERASIONAL

Dari penelitian yang penulis lakukan ada beberapa istilah yang penulis gunakan. Istilah ini yang dipandang penting oleh penulis pada mesin pendingin :1. Pompa

Pengertian Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan suatu cairan atau fluida dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan cairan tersebut. Kenaikan tekanan cairan tersebut digunakan untuk mengatasi hambatan-hambatan pengaliran. Hambatan-hambatan pengaliran itu dapat berupa perbedaan tekanan, perbedaan ketinggian atau hambatan gesek.

2. Impeller

Adalah suatu bagian utama dari pompa yang berputar yang mengubah tenaga mesin ke tenaga kinetik yang mempunyai konstruksi seperti kipas dan mempunyai lintasan untuk aliran fluida. Adapun bentuk impeller dapat dilihat pada gambar II.5.

Gambar II.5.

impeller3. Pipa line

Adalah sebagai sarana untuk mensirkulasikan atau mendistribusikan zat atau air kedalam sistem.4. Filter atau strainer

Adalah suatu alat yang mempunyai lubang yang halus untuk menyaring kotoran yang terbawa oleh air sebelum masuk kedalam pompa.

5. ThermometerSuatu alat yang digunakan untuk mengukur suhu atau temperatur. 6. Manometer

Adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur tekanan.Rpm

Rpm Lebih Rendah

Rpm Lebih Tinggi

Rendemen Volumetrik Besar

Rendemen Volumetrik Rendah

7