5/25/2018 BAB II

1/26

4

BAB II

PEMBAHASAN

A. Sejarah Pompa HidramPompa hidram pertama kali dibuat oleh John Whitehurst seorang peneliti asal

Inggris pada tahun 1772. Pompa hidram buatan Whitehurst masih berupa hidram

manual, dimana katup limbah masih digerakkan secara manual. Pompa ini pertama

kali digunakan untuk menaikkan air sampai ketinggian 4,9 meter (16 kaki). Pada

tahun 1783, Whitehusrt memasang pompa sejenis ini di Irlandia untuk keperluan air

bersih sehari-hari.

Pompa hidram otomatis pertama kali dibuat oleh seorang ilmuwan Prancis

bernama Joseph Michel Montgolfier pada tahun 1796. Desain pompa buatan

Montgolfier sudah menggunakan 2 buah katup (waste valvedan delivery valve) yang

bergerak secara bergantian. Pompa ini kemudian digunakan untuk menaikkan air

untuk sebuah pabrik kertas di daerah Voiron. Satu tahun kemudian, Matius Boulton,

memperoleh hak paten atas pompa tersebut di Inggris.

Pada tahun 1820, melalui Eastons Firma yang mengkhususkan usahanya dibidang air dan sistem drainase, Josiah Easton mengembangkan hidram hingga

menjadi usaha ram terbaik dalam penyediaan air bersih untuk keperluan rumah

tangga, peternakan dan masyarakat desa. Pada tahun 1929, usaha Eastons ini dibeli

oleh Green and Carter, yang kemudian meneruskan manufaktur ram tersebut.

Di Benua Amerika, hak paten hidram pertama kali di pegang oleh J. Cernau

dan SS Hallet, di New York. Pompa tersebut sebagian besar digunakan di derah

pertanian dan peternakan. Periode berikutnya kepopuleran hidram mulai berkurang,

seiring berkembangnya pompa elektrik.

Di kawasan Asia, pompa hidram mulai dioperasikan di Taj Mahal, Agra, India

pada tahun 1900. Pompa Hidram yang di pasang di daerah tersebut adalah Blacks

hidram yang dibuat oleh John Black Ltd., sebuah perusahaan asal Inggris. Blacks

hidram digunakan untuk memompa air dengan debit 31,5 liter per detik. Selain di

5/25/2018 BAB II

2/26

5

Agra, Blackshidram juga dipasang di daerah Risalpur, Pakistan, pada tahun 1925.

Ditempat itu, Blacks hidram berhasil memompa air hingga ketinggian 18,3 m

dengan debit mencapai 56,5 Liter/detik.

Pada akhir abad 20, penggunaan pompa hidram kembali digalakkan lagi,

karena kebutuhan pembangunan teknologi di negara-negara berkembang, dan juga

karena isu konservasi energi dalam mengembangkan perlindungan ozon. Contoh

pengembang pompa hidram yang baik adalah AID Foundation di Filipina. Pompa

hidram disana dikembangakan dan digunakan untuk desa-desa terpencil. Oleh sebab

itu mereka meraih Penghargaan Ashden.

B. Definisi Pompa HidramPompa hidram, berasal dari kataHydraulic Ram Pump, yang berarti pompa air

dengan tenaga hantaman air. Pompa hydram atau singkatan dari hydraulic ram

berasal dari kata hidro = air (cairan), dan ram = hantaman, pukulan atau tekanan,

sehingga terjemahan bebasnya menjadi tekanan air.

Pada buku yang diterbitkan oleh Laxmi Publication (1999) mengatakan

bahwa Hydraulic ram is a pump which raises water without any external power(such as electricity) for its operation.

Jadi pompa hidram 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 vertikal (head) yang rendah ke tempat yang

lebih tinggi.

5/25/2018 BAB II

3/26

6

C.Bagian-Bagian Pompa HidramBagian-bagian pompa hidram dapat dilihat dari penampang samping pompa

hidram (Gambar 1).

Gambar 1. Penampang Samping Pompa Hidram

1. Ruang Udara (Ai r Chamber)Ruang udara merupakan tempat udara tersimpan dimana udara ini akan

menghambat air sehingga air dapat keluar melaui lubang keluaran untuk kemudian

bergerak menuju pipa keluaran yang akan menghantarkan air menuju tempat

tujuan. Ruang udara harus dibuat sebesar mungkin karena berfungsi untuk

memampatkan udara dan menahan tekanan dari siklus ram yang memungkinkan

aliran air secara tetap melaui pipa pengantar dan kehilangan tenaga karena gesekan

diperkecil. Udara yang tersimpan dalam ruang udara diisap perlahan-lahan oleh

5/25/2018 BAB II

4/26

7

turbulensi air yang masuk melalui katup pengantar. Udara ini harus diganti dengan

udara yang baru melalui katup udara.

Ruang udara harus dibuat sebesar mungkin untuk memampatkan udara dan

menahan tegangan tekanan (pressure pulse) dari siklus ram, memungkinkan aliran

air secara tetap melalui pipa pengantar dan kehilangan tenaga karena gesekan

diperkecil. Jika ruang udara penuh air, ram akan bergetar keras dan dapat

mengakibatkan ruang udara pecah. Jika hal ini terjadi ram harus dihentikan dengan

segera. Beberapa ahli menyarankan bahwa volume ruang udara harus sama dengan

volume air dalam pipa pengantar. Pada pipa pengantar yang panjang, hal ini akan

membutuhkan ruang udara yang terlalu besar dan untuk itu sebaiknya dirancang

ruang udara dengan ukuran yang kecil.

2. Reducer PipaReducer pipa berfungsi untuk menggabungkan pipa-pipa dengan diameter

yang berbeda, bisa dari pipa yang diameter besar ke pipa yang berdiameter kecil

atau sebaliknya.

3. Double NipleDobel niple ini berfungsi untuk menyambungkan tiap bagian.

4. Sambungan TSambungan T berguna untuk menggabungkan tabung udara dengan check

valve dan daerah keluaran.

5. Katup Pengantar (Delivery Valve)Katup pengantar harus mempunyai lubang yang besar, sehingga

memungkinkan air yang dipompa memasuki ruang udara tanpa hambatan pada

aliran. Katup ini dapat dibuat dengan bentuk yang sederhana yang dinamakan

katup searah (non return). Katup ini dibuat dari karet kaku dan bekerja seperti

pada katup kerdam (Gambar 3).

5/25/2018 BAB II

5/26

8

Gambar 2. Katup Searah (Non-Return Valve).

6. Belokan (Elbow)Belokan (elbow) berguna untuk menggabungkan antara percabangan pertama

dengan check valve.

7. Pemberat/tangkai katup/batang kendaliPemberat/batang kendali merupakan batang yang sudah terdapat dalam check

valve itu sendiri dimana batang ini berfungsi untuk menjaga air untuk tetap masuk dan

tidak keluar dari bagian tabung udara sehingga air dapat dialirkan menuju bagian

keluaran.

8. Saluran Katup LimbahSaluran katup limbah berguna untuk menyalurkan air yang terbuang sebagai

konsekuensi tekanan pada hidram.

9. Penyanggah KatupPenyanggah katup berfungsi untuk menjaga tangkai katup tidak goyang.

10. Plat Katup LimbahPlat katup limbah berfungsi untuk menyanggah katup agar naik dan turun pada

rangetertentu.

11. Katup limbah (waste valve)Katup limbah merupakan salah satu bagian penting dari hidram, dan harus

dirancang dengan baik sehingga berat dan gerakannya dapat disesuaikan. Katup

limbah dengan tegangan yang berat dan jarak antara lubang katup dengan karet

katup cukup jauh, memungkinkan kecepatan aliran air dalam pipa pemasukan

lebih besar, sehingga pada saat katup limbah menutup, terjadi energi tekanan yang

5/25/2018 BAB II

6/26

9

besar dan menimbulkan efek palu air (water hammer effect).

Katup limbah yang ringan dan gerakanya pendek akan memberikan

pukulan atau denyutan yang lebih cepat dan menyebabkan hasil pemompaan lebih

besar pada tingggi pemompaan rendah. Penelitian mengenai bentuk dari katup

limbah masih kurang, tetapi pada saat ini jenis katup kerdam sederhana

kelihatannya bekerja cukup baik. Beberapa model hidram komersil telah

menggunakan jenis katup kerdam yang dilengkapi dengan per tetapi belum

diketahui apakah hal tersebut meningkatkan efisiensi ram, yang jelas jenis ini

menghindari pemakaian sliding bearing yang harus diganti bila aus. Komponen

dari suatu katup limbah dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 3. Katup Limbah dan Komponen Penyusunnya

12. Sambungan TSambungan T untuk menggabungkan daerah masukkan dengan waste valve

dan belokan 900.

13. Pipa MasukanPipa ini berfungsi untuk mengalirkan air dari sumber air atau tangki

pemasukan ke pompa hidram.

14. Water Mur15. Water Mur16. Water Mur

Water mur berguna untuk menyambungkan pipa air baku dari

5/25/2018 BAB II

7/26

10

penampungan dengan pompa hidram.

17. Pipa Pengantar (Delivery Pipe)Hidram dapat memompa air pada ketinggian yang cukup tinggi, dengan

menggunakan pipa pengantar yang panjang akan menyebabkan ram harus

mengatasi gesekan antara air dengan dinding pipa. Pipa pengantar dapat dibuat

dari bahan apapun, termasuk pipa plastik tetapi dengan syarat bahan tersebut dapat

menahan tekanan air.

18. Katup Udara (Air Valve)Udara yang tersimpan dalam ruang udara diisap perlahan-lahan oleh

turbulensi air yang masuk melalui katup pengantar dan hilang ke dalam pipa

pengantar. Udara ini harus diganti dengan udara baru melalui katup udara. Katup

udara harus disesuaikan, sehingga mengeluarkan semprotan air yang kecil setiap

terjadinya denyutan kompresi. Jika katup udara terbuka terlalu besar, maka ruang

udara terisi dengan udara dan ram akan memompa udara. Jika katup kurang

terbuka, sehingga tidak memungkinkan masuknya udara yang cukup banyak maka

ram akan bergetar. Keadaan ini harus diperbaiki dengan memperhatikan besar

lubang udara.

D.Material Komponen Pompa Hidram1. Pipa Masukan

Material pipa masukan dari hidram biasanya terbuat dari Baja Karbon

Medium atauMedium Carbon Steel,dengan pertimbangan berikut ini:

a. Tahan tekananTekanan yang dimaksud adalah tekanan air yang melewati pipa

masukan. Seperti yang kita tahu bahwa air dalam pipa masukan mengalir

dari tepat yang tinggi ke tempat yang rendah.

b. Tahan korosiDiperlukan bahan yang tidak mudah terkorosi karena pipa

masukan ini kontak langsung dengan air. Pada bagian luar pipa yang

5/25/2018 BAB II

8/26

11

terhubung dengan lingkungan luar kemungkinan korosi juga tinggi.

Untuk itu diperlukan pelapisan. Kemungkinan korosi tersebut bisa

diakibatkan oleh uadara yang lembab ataupun air hujan yang kita tahu

sangat mudah mengakibatkan korosi.

c. Tidak mudah patahDengan sifat ductility dan toughness yang dimiliki oleh baja

karbon maka pipa masukan tidak mudah patah bila terkena beban atau

goncangan. Goncangan yang mungkin terjadi seperti gempa bumi.

2. Pipa KeluaranPipa keluaran dari hidram biasanya terbuat dari PVC (Polivinil Chlorida).

Dengan pertimbangan PVC relatif murah, tahan lama, dan mudah dirangkai. PVC

bisa dibuat lebih elastis dan fleksibel dengan menambahkanplasticizer, umumnya

ftalat. Selain itu PVC sebagai polimer tidak akan mengalami korosi walaupun

kontak langsung dengan air.

Pada umumnya proses produksi pada PVC yang dipakai adalah

polimerisasi suspensi. Pada proses ini, monomer vinil klorida dan air diintroduksi

ke reaktor polimerisasi dan inisiator polimerisasi, bersama bahan kimia tambahanuntuk menginisiasi reaksi. Kandungan pada wadah reaksi terus-menerus dicampur

untuk mempertahankan suspensi dan memastikan keseragaman ukuran partikel

resin PVC. Reaksinya adalah eksotermik, dan membutuhkan mekanisme

pendinginan untuk mempertahankan reaktor pada temperatur yang dibutuhkan.

Karena volume berkontraksi selama reaksi (PVC lebih padat dari pada monomer

vinil klorida), air secara kontinu ditambah ke campuran untuk mempertahankan

suspensi.

Ketika reaksi sudah selesai, hasilnya, cairan PVC, harus dipisahkan dari

kelebihan monomer vinil klorida yang akan dipakai lagi untuk reaksi berikutnya.

Lalu cairan PVC yang sudah jadi akan disentrifugasi untuk memisahkan kelebihan

air. Cairan lalu dikeringkan dengan udara panas dan dihasilkan butiran PVC. Pada

5/25/2018 BAB II

9/26

12

operasi normal, kelebihan monomer vinil klorida pada PVC hanya sebesar kurang

dari 1 PPM.

Proses produksi lainnya, seperti suspensi mikro dan polimerisasi emulsi,

menghasilkan PVC dengan butiran yang berukuran lebih kecil, dengan sedikit

perbedaan sifat dan juga perbedaan aplikasinya. Produk proses polimerisasi adalah

PVC murni. Sebelum PVC menjadi produk akhir, biasanya membutuhkan

konversi dengan menambahkan heat stabilizer, UV stabilizer, pelumas,plasticizer,

bahan penolong proses, pengatur termal, pengisi, bahan penahan api, biosida,

bahan pengembang, dan pigmen pilihan.

3. Katup

Gambar 4. Katup Limbah

a. Katup pembuangan terdiri dari beberapa komponen:1) Tangkai katup

Bagian ini terbuat dari besi.

2) Karet katupMerupakan potongan karet ban. Ini berfungsi meredam benturan antara

pemberat dengan dasar katup.

3) PemberatTerbuat dari besi.

4) Dasar katup

5/25/2018 BAB II

10/26

13

5) Mur penjepitMaterialnya dari besi. Seperti yang ada di pasaran pada umunya.

b. Katup Pengantar:Terdiri dari sambungan pipa yang ditutup plat baja lunak berbentuk

lingkaran sesuai bentuk pipa. Plat baja dilubangi beberapa bagian dan

diatasnya diletakkan karet kaku dengan bentuk lingkaran yang sama dengan

plat baja lunak.

4. Badan RAM

Gambar 5. Katup Limbah dan Komponen Penyusunnya

Berdasarkan gambar di atas, badan RAM secara garis besar terdiri dari

elbow dan Tjunction yang keduanya terbuat dari besi cor. Untuk menghubungkan

keduanya adalah dengan proses pengelasan.

5. Tabung UdaraTabung udara di sini materialnya juga merupakan besi cor. Untuk

menghubungkan tabung udara dan badan RAM digunakan mur. Bukan

pengelasan.

5/25/2018 BAB II

11/26

14

6. Dudukan Hidram

Dudukan Hidram terdiri dari besi (cor) profil siku yang dirangkai

membentuk rangka baja dengan penyambungan las.

7. Mur dan Baut pada Sambungan

Materialnya dari besi. Seperti yang ada di pasaran pada umunya.

E.Gejala Palu Air (Water hammer)sebagai Sumber Energi Pompa HidramSumber energi pompa hidram berasal dari tekanan tinggi yang diakibatkan

adanya gejala palu air (water hammer). Gejala palu air terjadi karena adanya air dari

reservoir dialirkan melalui pipa secara tiba-tiba dihentikan oleh suatu penutupan

katup, maka energi potensial akan berubah menjadi energi kinetik, sehingga

serangkaian gelombang tekanan positif dan negatif akan bergerak maju mundur di

dalam pipa sampai terhenti akibat gesekan.

Dengan adanya perubahan kecepatan tiba-tiba dari aliran air oleh penutupan

katup, sehingga pompa ini tidak memerlukan suplai energi dari luar seperti BBM atau

listrik. Hal ini tentunya sangat baik untuk medukung pengembangan energiterbarukan (renewable energy) yang bebas polusi dimana isu lingkungan menjadi

sangat gencar akhir-akhir ini.

F.Prinsip Kerja Pompa HidramPrinsip kerja hidram adalah pemanfaatan gravitasi dimana akan menciptakan

energi dari hantaman air yang menabrak faksi air lainnya untuk mendorong ke tempat

yang lebih tinggi. Untuk mendapatkan energi potensial dari hantaman air diperlukan

sarat utama yaitu harus ada terjunan air yang dialirkan melalui pipa dengan beda

tinggi elevasi dengan pompa hidram minimal 1 meter. Sarat utama kedua adalah

sumber air harus kontinyu dengan debit minimal 7 liter per menit. Prinsip kerja dari

pompa hidram dapat dilihat dari gambar 4 berikut ini :

5/25/2018 BAB II

12/26

15

Gambar 6. Prinsip Kerja Pompa Hidram

Bagian kunci dari hidram adalah dua buah klep, yaitu: klep pembuangan dan

klep penghisap. Air masuk dari terjunan melalui pipa A, klep pembuangan terbuka

sedangkan klep penghisap tertutup. Air yang masuk memenuhi rumah pompa

mendorong ke atas klep pembuangan hingga menutup. Dengan tertutupnya klep

pembuangan mengakibatkan seluruh dorongan air menekan dan membuka klep

penghisap dan air masuk memenuhi ruang dalam tabung kompresi di atas klep

penghisap.

Pada volume tertentu pengisian air dalam tabung kompresi optimal, massa air

dan udara dalam tabung kompresi akan menekan klep penghisap untuk menutup kem-

bali, pada saat yang bersamaan sebagian air keluar melalui pipa B. Dengan tertutup-

nya kedua klep, maka aliran air dalam rumah pompa berbalik berlawanan dengan

aliran air masuk, diikuti dengan turunnya klep pembuangan karena arah tekanan air

tidak lagi ke klep pembuangan tetapi berbalik ke arah pipa input A.

Di sinilah hantaman -ram- palu air (water hammer) itu terjadi, dimana airdengan tenaga gravitasi dari terjunan menghantam arus balik tadi, 2/3 debit keluar

lubang pembuangan, sementara yang 1/3 debit mendorong klep penghisap masuk ke

dalam tabung pompa sekaligus mendorong air yang ada dalam tabung pompa untuk

5/25/2018 BAB II

13/26

16

keluar melaui pipa output B. Energi hantaman yang berulang-ulang mengalirkan air

ke tempat yang lebih tinggi.

Secara umum prinsip kerja pompa hidram dapat dilihat pada skema berikut :

Gambar 7. Skema Prinsip Kerja Pompa Hidram

Diagram kerja satu siklus pompa hidram akan ditunjukkan oleh gambar

berikut ini.

Gambar 8. Diagram Satu Siklus Kerja Hidram

5/25/2018 BAB II

14/26

17

Keterangan gambar 6:

1. Periode 1 : Akhir siklus yang sebelumnya, kecepatan air melalui rambertambah, air melalui katup limbah yang sedang terbuka, timbul tekanan

negatif yang kecil dalam hidram.

2. Periode 2 : Aliran bertambah sampai maksimum melalui katup limbah yangterbuka dan tekanan dalam pipa pemasukan juga bertambah secara bertahap.

3. Periode 3 : Katup limbah mulai menutup dengan demikian menyebabkannaiknya tekanan dalam hidram, kecepatan aliran dalam pipa pemasukan telah

mencapai maksimum.

4. Periode 4 : Katup limbah tertutup, menyebabkan terjadinya palu air (waterhammer)yang mendorong air melalui katup pengantar. Kecepatan aliran pipa

pemasukan berkurang dengan cepat.

5. Periode 5 : Denyut tekanan terpukul ke dalam pipa pemasukan, menyebabkantimbulnya hisapan kecil dalam hidram. Katup limbah terbuka karena hisapan

tersebut dan juga karena beratnya sendiri. Air mulai mengalir lagi melalui

katup limbah dan siklus Hidram terulang kembali.

G.Karakteristik Pompa HidramKarakteristik 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 pada setiap

penambahan tinggi pemompaan. Pompa hidrolik ram yang dirancang dengan baik

dapat bekerja baik pada semua keadaan dengan pemeliharaan yang minimum.

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

5/25/2018 BAB II

15/26

18

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 %.

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 lahanuntuk dijadikan sebagai lahan pertanian beririgasi.

2. Di sekitar lokasi pengembangan, terdapat sumber air permukaan sepertisungai 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 tidakmenuntut ganti rugi atas pemanfaatan lahan.

Sarat tersebut dimaksudkan agar sistem irigasi tersebut dapat digunakan dan

terpelihara dalam jangka panjang. Jika suatu daerah sudah memenuhi sarat umum

tersebut, maka pembangunan sistem irigasi dengan menggunakan pompa hidram bisa

dimulai.

Selain sarat 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

5/25/2018 BAB II

16/26

19

penyesuaian diameter pompa dengan debit air. Dalam mengoptimalkan tekanan

semakin besar debit air, diameter pompa semakin besar pula.

Parameter kelayakan pemanfaatan sistem hidram:

1. Belum ada pelayanan air bersih.2. Sumber air bersih sulit dijangkau karena kondisinya terletak pada kecuraman.3. Tidak ada alternatif air bersih lain.4. Jumlah minimum air baku yang diperlukan mencukupi (kontinu) untuk

memberikan tenaga pada pompa.

5. Sumber air baku terletak pada ketinggian.6. Letak pompa tidak pada daerah banjir.7. Daya angkat hidram 15 kali tinggi jatuh vertikal air baku.8. Kualitas debit air minimal 0,3 liter/detik.9. Debit air baku harus kontinu pada musim kemarau.

H.Parameter Perhitungan Pompa HidramAdapun beberapa persamaan yang digunakan dalam merencanakan sebuah

pompa hydram adalah sebagai berikut :

1. PeningkatanHeadyang terjadi akibat penutupan katup secara tiba-tibag

vvHp

)( 21

Dimana :

Hp = Kenaikan head tekanan (m)

v1 = Kecepatan aliran air di dalam pipa sebelum katup menutup (m/s)

v2 = Kecepatan aliran air di dalam pipa seseudah katup menutup (m/s)

g = Percepatan grafitasi (m/s2).

2.Pressure Shock(Tekanan Kejut Akibat Palu Air)Ps= vs. v.

5/25/2018 BAB II

17/26

20

Dimana :

Ps = Pressure shock (N/m3)

v = Kecepatan aliran masuk (m/s)

vs = Kecepatan aliran balik(m/s)

= Massa jenis air (kg/m3)

3. Kecepatan aliran balikvs=

Dimana ;vs = Kecepatan aliran balik (m/s)

k = Modulus bulk air (N/m2)

= Massa jenis air (kg/m3)

4. Waktu yang diperlukan untuk air kembali pada terjadi palu airTp =

Dimana :

Tp = Periode osilasi (s)

L = Panjang pipa (m)

vs = Kecepatan aliran balik(m/s)

5. Kapasitas aliranQ = Aw.Vw =Ad.Vd

Dimana :

Q = Kapasitas aliran (m3/detik)

Aw = Luas penampang saluran katup limbah (m2)

Vw = Kecepatan air dikatup limbah (m/s)

Ad = Luas penampang drive (m2)

5/25/2018 BAB II

18/26

21

Vd = Kecepatan air dikatup drive (m/s)

6.Headtekanan yang terjadi secara gradualtg

vlHp

.

.

Dimana:

Hp = Head tekanan (m)

l = Panjang pipa (m)

v = Kecepatan air (m/s)

g = Percepatan grafitasi (m2)

t = Waktu yang diperlukan untuk penutupan katup

7. Efisiensi Daya PompaAda dua metode dalam perhitungan efisiensi daya pompa hidram, yaitu :

a. Menurut D Aubuisson :Menurut D Aubuisson, katup limbah digunakan sebagai datum. Untuk lebih

memahami, dapat dilihat pada gambar 7.

5/25/2018 BAB II

19/26

22

Gambar 9. Datum dalam Perhitungan Efisiensi Menurut DAubuisson

Sehingga dapat dirumuskan :

Dimana:= Efisiensi daya pompa hidram menurut D Aubuisson

q = Debit hasil, (m3/s)

Q = Debit limbah, (m3/s)

h = Head keluar, (m)

H = Head masuk, (m)

b. Menurut RankieMenurut Rankine, permukaan air pada tangki pemasukan digunakan sebagai

datum. Untuk lebih memahami, dapat dilihat pada gambar 8.

5/25/2018 BAB II

20/26

23

Gambar 10. Dantum dalam Perhitungan Efisiensi Menurut Rankine

Sehingga dapat dirumuskan :

Dimana:

A = Efisiensi Hydram menurut Rankine

q = Debit hasil, (m3/s)

Q = Debit limbah, (m3/s)

h = Head keluar, (m)

H = Head masuk, (m)

I. Manfaat dan Pemanfaatan Pompa HidramManfaat pompa hidram yang paling signifikan adalah efisiensi biaya untuk

membeli energi seperti listrik atau BBM. Dengan berfungsinya pompa hidram maka

lahan-lahan yang dulunya tidak terjangkau irigasi dapat dipergunakan untuk budidaya

tanaman, dapat pula dipergunakan sebagai penyuplai air kebutuhan industri dan

5/25/2018 BAB II

21/26

24

rumah tangga termasuk air minum dengan menggunakan filtrasi. Usaha perikanan

dan peternakan juga akan sangat terbantu dengan adanya aliran air.

1. Pemanfataan Pompa Hidram di FilipinaPemasangan pompa hidram yang oleh yayasan AIDFI di desa-desa di pulau

Negros mampu mengangkat air dari permukaan sungai hingga ketinggian 200

meter ke atas bukit dengan debit antara 1.500 sampai 72.000 liter air per hari

dalam rangka menyelesaikan permasalahan pokok masyarakat setempat tentang

suplai air di musim kemarau. Yayasan AIDFI melakukan modifikasi desain pompa

hidram, sehingga pompa dapat diletakkan di dekat aliran sungai untuk

menyesuaikan dengan kondisi geografis setempat,. Sebelum memasuki pompa,air

sungai terlebih dahulu dilewatkan ke bak pengendap agar air tidak membawa pasir

dan kerikil saat masuk ke pipa pemasukan. Modifikasi desain ini dilakukan dengan

maksud agar kelompok tani yang bertugas memelihara pompa ini di masa depan,

bisa melakukan perbaikan-perbaikan kecil pada pompa dengan peralatan bengkel

sederhana seandainya terjadi kerusakan pada pompa. Pompa hidram yang dipasang

oleh yayasan AIDFI terbuat dari besi dan beberapa bagian penting seperti katup

yang bergerak dibuat dari stainless steel agar masa pakai pompa itu bisa sangatlama.

Dengan adanya instalasi air menggunakan pompa hidram, kebutuhan air

masyarakat sekitar dapat dipenuhi tanpa mereka harus turun ke lembah. Suplai air

yang terus menerus menyebabkan mereka bisa meningkatkan kesehatan karena

mereka dapat mandi dengan mudah dan yang lebih penting lagi lahan pertanian

dan ternak mereka bisa mendapatkan suplai air di saat musim kemarau.

2. Pemanfaatan Pompa Hidram di IndonesiaSetelah melihat keberhasilan pembangunan sistem irigasi dengan pompa

hidram di Filipina, metode yang sama perlu lebih ditingkatkan penerapannya di

Indonesia sebagai solusi dari permasalahan pemenuhan kebutuhan air di kawasan

terpencil. Meskipun pembangunan instalasi irigasi pompa hidram ini juga

5/25/2018 BAB II

22/26

25

membutuhkan investasi awal yang cukup besar, namun biaya investasi tersebut

akan bisa tertutup setelah 2 tahun pompa itu beroperasi. Jadi dalam jangka

panjang hal pompa hidram lebih menguntungkan jika dibandingkan pompa

sumur akuifer dalam.

Banyak faktor yang harus dibenahi agar teknologi pompa hidram yang

sudah ada lebih dari 30 tahun di Indonesia menjadi teknologi yang popular dan

banyak digunakan di daerah-daerah terpencil. Modifikasi dan inovasi desain

pompa harus terus dilakukan oleh para ahli agar pompa lebih mudah digunakan

oleh petani danagar efisiensinya semakin meningkat. Modifikasi juga perlu

dilakukan agar pompa tetap bisa bekerja walaupun tekanan masukan air rendah

seperti yang dilakukan di Filipina.

Publikasi dan sosialisasi tentang kelebihan penggunaan pompa hidram dan

manfaat positifnya bagi lingkungan harus lebih aktif dilakukan dan merata di

berbagai lapisan masyarakat, hingga teknologi pompa hidram bisa menjadi

alternatif pertama yang muncul di benak masyarakat Indonesia saat mereka

dihadapkan pada permasalahan pemenuhan kebutuhan air di wilayahnya. Pedoman

teknis dari Departemen Pertanian serta pengalaman yayasan AIDSI di Filipinajelas menunjukkan bahwa tahapan pertama yang harus dilakukan dalam proyek

pembangunan sistem irigasi ini adalah mengorganisir kelompok masyarakat

setempat.

Dengan melakukan pengorganisasian masyarakat, maka anggota

masyarakat bisa dilibatkan dalam proyek ini sejak dini dan diharapkan ikut

memelihara sistem irigasi ini dalam jangka panjang. Dalam hal ini dibutuhkan

seorang inisiator yang mempunyai motivasi dan kemampuan untuk mengorganisir

masyarakat setempat agar mereka bisa merasa menjadi bagian proyek yang bisa

bermanfaat bagi mereka di masa depan. Peran serta lembaga swadaya masyarakat

atau individu yang peduli terhadap peningkatan kualitas hidup masyarakat di

daerah terpencil sangat dibutuhkan agar keberhasilan proyek irigasi pompa hidram

di Pulau Negros dapat diterapkan juga di berbagai daerah di Indonesia.

5/25/2018 BAB II

23/26

26

Gambar 11. Pompa Hidram

Berikut beberapa daerah di Indonesia yang menggunakan pompa hidram

sebagai pompa air yang digunakan dalam sehari-hari.

Gambar 12. Pemanfaatan Pompa Hidram di Wilayah Wonosobo, Jawa Tengah

5/25/2018 BAB II

24/26

27

Gambar 13. Pemanfaatan Pompa Hidram di Wilayah Klaten, Jawa Tengah

Gambar 14. Pompa Hidram yang Dijual di Pasaran Indonesia

http://2.bp.blogspot.com/-xdWFUP791iU/Tk1053YFR5I/AAAAAAAACRE/rXn9pHWOP_A/s1600/hidram_besar.jpghttp://1.bp.blogspot.com/-FkN3y1rK62U/Tk1d5UYkMII/AAAAAAAACQI/b4A6H5NurNw/s1600/rampump.jpghttp://2.bp.blogspot.com/-xdWFUP791iU/Tk1053YFR5I/AAAAAAAACRE/rXn9pHWOP_A/s1600/hidram_besar.jpghttp://1.bp.blogspot.com/-FkN3y1rK62U/Tk1d5UYkMII/AAAAAAAACQI/b4A6H5NurNw/s1600/rampump.jpghttp://2.bp.blogspot.com/-xdWFUP791iU/Tk1053YFR5I/AAAAAAAACRE/rXn9pHWOP_A/s1600/hidram_besar.jpghttp://1.bp.blogspot.com/-FkN3y1rK62U/Tk1d5UYkMII/AAAAAAAACQI/b4A6H5NurNw/s1600/rampump.jpghttp://2.bp.blogspot.com/-xdWFUP791iU/Tk1053YFR5I/AAAAAAAACRE/rXn9pHWOP_A/s1600/hidram_besar.jpghttp://1.bp.blogspot.com/-FkN3y1rK62U/Tk1d5UYkMII/AAAAAAAACQI/b4A6H5NurNw/s1600/rampump.jpg

5/25/2018 BAB II

25/26

28

J. Kesalahan yang Timbul dalam Pengoperasian Pompa HidramAdapun beberapa permasalahan yang mungkin timbul dalam pengoperasian

pompa hidram antara lain:

1. Klep pembuangan tidak dapat naik atau menutup, disebabkan beban klepterlalu berat atau debit air yang masuk pompa kurang. Dapat diatasi dengan

mengurangi beban atau memperdek as klep pembuangan.

2. Klep pembuangan tidak mau turun atau membuka, karena beban klep terlaluringan, jadi bisa diatasi dengan menambah beban klep atau memperpanjang as

klep pembuangan.

3. Tinggi pemompaan di bawah rasio rumus, yaitu setiap terjunan 1 meter dapatmenaikkan setinggi 5 meter. Penyebab pertama adalah terjadinya kebocoran

atau tidak rapatnya klep. Penyebab kedua rasio diameter pipa input dibanding

pipa output lebih besar dari 1 berbanding 0,5. Dapat diatasi dengan memeriksa

dan memperbaiki klep atau mengurangi diameter pipa output. Penyebab ketiga

adalah terlalu banyaknya hambatan pada pipa output menuju baktandon,

berupa banyaknya belokan pipa. Agar hal tersebut tidak terjadi, pada saat

instalasi pipa sedapat mungkin dikurangi lekukan atau belokan pipa menujutandon.

Kunci keawetan dan operasional pompa hidram adalah perawatan rutin,

mengingat sumber air yang dipergunakan mengalir pada saluran umum yaitu: sungai,

saluran irigasi atau mata air. Selain harus menjaga air yang mengalir terbebas

kototan/sampah dengan cara membuat saringan, dipakainya sumber air umum

tersebut membuat debit air berubah-ubah, fluktuatif, yang bisa menyebabkan klep

pembuangan berhenti bekerja membuka-metutup. Cara membuat klep pembuangan

bekerja lagi adalah dengan cara pemukul as klep dengan balok kayu.

K.Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Pompa Hidram1. Kelebihan Pompa Hydraul ic Ram

a. Hemat energi.

5/25/2018 BAB II

26/26

29

b. Bisa beropeasi tanpa bantuan energi listrik atau BBM.c. Prinsip kerja sederhana, sehingga dapat dibuat atau direkayasa dengan mudah

oleh semua orang.

d. Pemeliharaan sederhana sehingga tidak membutuhkan teknisi ahli.e. Mampu bekerja secara non-stop tanpa diragukan adanya malfungsi serius pada

komponen-komponennya.

2.Kekurangan Pompa Hydraul ic Rama. Klep pembuangan membuka karena beban klep terlalu ringanb. Klep pembungan menutup karena beban klep berlebihan.c. Perawatan harus rutin.d. Masih tergantung dari keadaan alam yang berubah-ubah.