PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI - core.ac.uk · ii discharge result of 2 inches iron...

i

DEBIT HASIL POMPA HIDRAM BESI 2 INCI PADA TINGGI

OUTPUT 4,05 m , 5,05 m DAN 6,05 m DENGAN VARIASI INPUT,

PANJANG LANGKAH DAN BEBAN KATUP LIMBAH

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagai persyaratan

mencapai gelar Sarjana Teknik Mesin

Diajukan oleh :

ANDREAS WIJANARKO

105214039

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2015

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

DISCHARGE RESULT OF 2 INCHES IRON HYDRAULIC RAM

PUMP ON 4,05 m , 5,05 m AND 6,05 m WITH OUTPUT HEIGHTS

VARIATION OF INPUT, LENGTH OF STRIDE AND A LOAD OF

WASTE VALVE

THESIS

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain Sarjana Teknik Deggre In Mechanical Engineering Study Program

By:

ANDREAS WIJANARKO

105214039

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2015


iii



PANJANG LANGKAH, DAN BEBAN KATUB LIMBAH

Yang dipersiapkan dan disusun oleh :

Nama : ANDREAS WIJANARKO

NIM : 105214039

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

pada tanggal 22 Januari 2015

Susunan Dewan Penguji

Ketua : Budi Setyahandana, S.T.,M.T. ……………….

Sekretaris : Dr. Asan Damanik ………………..

Anggota : Raden Benediktus Dwiseno Wihadi, S.T, M.Si ………………..

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

Yogyakarta, Januari 2015

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta

Dekan


iv

(Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc.)

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa dalam Skripsi

dengan judul :



PANJANG LANGKAH, DAN BEBAN KATUB LIMBAH

Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan yang wajib ditempuh untuk menjadi

Sarjana Teknik pada Program Strata-1, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Sejauh yang saya ketahui bukan

merupakan tiruan dari skripsi yang sudah dipublikasikan di Universitas Sanata

Dharma maupun di Perguruan Tinggi manapun. Kecuali bagian informasinya

dicantumkan dalam daftar pustaka.

Yogyakarta, 28 Januari 2015

Penulis

Andreas Wijanarko


v

INTISARI

Air merupakan salah satu faktor yang sangat penting dan dibutuhkan dalam

kehidupan sehari–hari guna kelangsungan hidup. Alat yang tepat untuk memindahkan

air air dari sumber air di tempat yang rendah menuju tempat penampungan yang lebih

tinggi ialah pompa hidram, karena pompa hidram hanya menggunakan energi dari air

tersebut sehingga bersifatramah lingkungan dan ekonomis. Berdasarkan latar

belakang tersebut yang menjadi permasalahan dalam penelitian dan pengolahan data

ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh tinggi output terhadap debit hasil pompa

hidram dengan variasi katup input, panjang langkah dan beban katub limbah yang

berbeda. Katup limbah yang digunakan berupa katup dengan engsel.Dalam

pengolahan data ini pompa hidram besi yang dipakai memiliki badan pompa

berukuran 2 inci. Pompa hidram memakai katup hantar 100%, tabung udara memakai

tabung dengan tinggi 50cm berdiameter 3 inci. Menggunakan tinggi input 0,58 m,

1,08 m dan 1,58 m. Tinggi outputnya yaitu 4,05 m, 5,05 m dan 6,05 m.Dari hasil

penelitian dan pengolahan data pompa hidram ini variasi tinggi tabung udara, luasan

lubang katup hantar, dan tinggi input mempengaruhi debit hasil pemompaan pada

tinggi output 4,05 m, 5,05 m dan 6,05 m. Pada output 4,05 m debit hasil terbanyak

11,029 liter/menit. Pada output 5,05 m debit hasil terbanyak 7,019 liter/menit. Pada

output 6,05 m debit hasil terbanyak 6,597 liter/menit.

Kata kunci : pompa hidram, ketinggian input, panjang langkah, beban katub limbah,

ketinggian output,debit hasil.


vi

ABSTRACT

Water is one of the factors that are very important and necessary in daily life

for life sustainability. The night equipment to transfer water of fount in low places to

the higher shelter is hydraulic rump pump, because hydraulic rampump only use the

energy from the water that is environ mentally friendly and economic. This research

and data processing is to determine the effect of high output to discharge result of

hydraulic valve which is used in the form of valves with hinge. The processing of this

data is used iron hydraulic rampump has a body measuring 2 inches. This hydraulic

rampump use 100% conductivity valve, air tube use tube with a diameter 50 cm and

height 3 inches. Using high input 0,58m , 1,08m and 1,58m. The high output is 4,05

m , 5,05 m and 6,05 m. In this research and the result data procesing of the hydraulic

ram pump variation high of the air tube, area of the hole valve conductivity and the

high input affects discharge result in high pumping output 4,05 m , 5,05 m and 6,05

m. At the output of 4,05 m highest discharge result is 11,029 liter/minute. At the

output 5,05 m highest discharge result is 7,019 liter/minute. At the output of 6,05 m

highest discharge result is 6,597 liter/minute.

Keywords : hydraulic rum pump, air tube, delivery valve, input, output, discharge

result.


vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esaatas lindungan dan karunia-Nya

sehingga penulisdapat menyelesaikan Skripsi dalam mencapai gelar Sarjana S-1 pada

Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta.

Dalam menyusun skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan, bimbingan, dan

dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa terima

kasih kepada :

1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. sebagai Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

2. Ir. PK Purwadi, M.T. sebagai Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta

3. A. Prasetyadi, S.Si., M.Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik

4. RB. Dwiseno Wihadi, ST, M.Si.selaku Dosen Pembimbing Skripsi

5. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta atas kuliah, bimbingan, serta fasilitas yang diberikan

selama masa kuliah

6. Stefanus Santosa Puji Susetyo, Sri Wahyu Ratnaningsih, Arma Hermawan, Agnes

Wulandari, Tommy Wicaksono, Arlan Raditya, Ammeta Firly selaku orang tua

dan keluarga yang telah memberikan dukungan moril maupun materiil secara

penuh hingga saat ini


viii

7. Yohanes Yojana Jati, Peter Pra Aditya, Heribertus Budi Setyawan, dan Robert

Ekananda selaku teman satu tim yang membantu dalam perancangan, pembuatan,

perbaikan alat dan pengambilan data

8. Seluruh teman-teman Teknik Mesin khususnya Teknik Mesin Angkatan 2010 dan

teman-teman lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu, serta

9. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Skripsi ini, terima kasih.

Dalam penulisan Skripsi ini masih banyak kekurangan, kekeliruan, dan kurang

dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang

bersifat membangun demi kemajuan yang akan datang. Akhir kata semoga Skripsi ini

memberikan dan menambah informasi yang bermanfaat bagi kita semua.

Yogyakarta, 28 Januari 2015

Penulis


ix

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ ..i

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. .iii

DAFTAR DEWAN PENGUJI ............................................................................. .iv

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ............................................................... .v

LEMBAR PUBLIKASI ......................................................................................... vi

INTISARI ......................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix

DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii

BAB IPENDAHULUAN ......................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang Masalah .............................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ......................................................................................... 3

1.4 Batasan Masalah .......................................................................................... 5

1.5 Manfaat Penelitian ....................................................................................... 4

BAB II LANDASAN TEORI .............................................................................. 5

2.1 Tinjauan Pustaka ......................................................................................... 5

2.2 Pengertian Pompa Hidram .......................................................................... 6

2.3 Cara Kerja dan Siklus Kerja Pompa Hidram .............................................. 8

2.4 Rumus yang digunakan ............................................................................. 13

2.4.1 Debit ............................................................................................... 13

2.4.2 Efisiensi pompa hidram ................................................................. 14

2.4.3 Tekanan pada fluida ...................................................................... 14


x

2.4.4 Energi potensial ............................................................................. 14

2.4.5 Energi kinetik ................................................................................ 15

2.4.6 Hukum Bernoulli ........................................................................... 15

2.4.7 Kecepatan aliran pada suatu titik ................................................... 16

2.4.8 Hukum Boyle................................................................................. 16

BAB III METODE PENELITIAN ...................................................................... 17

3.1 Alat dan Bahan .......................................................................................... 17

3.1.1Alat Penelitian ................................................................................. 17

3.1.2 Panjang Langkah ........................................................................... 19

3.1.3 Berat Beban ................................................................................... 21

3.1.4 Alat Ukur Debit ............................................................................. 21

3.2 Tahap Penelitian ........................................................................................ 22

3.3 Menentukan tinggi input (H) dan tinggi output (h) ................................... 24

3.4 Diagram Alir Penelitian ............................................................................ 25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 27

4.1 Hasil Penelitian ......................................................................................... 27

4.2 Perhitungan ................................................................................................ 32

4.3 Pembahasan ................................................................................................... 37

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 44

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 44

5.2 Saran .......................................................................................................... 45

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 46

LAMPIRAN


xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagian-bagian pompa hidram .............................................................. 7

Gambar 2.2Skema pompa hidram pada kondisi 1 ................................................... 8



Gambar 2.5Skema pompa hidram pada kondisi 4 ................................................. 10

Gambar 2.6Diagram Siklus Kerja Pompa Hidram ................................................. 11

Gambar 2.7Gambar penampang V-notch .............................................................. 13

Gambar 3.1Susunan alat yang digunakan .............................................................. 19

Gambar 3.2 Panjang langkah katup limbah 1 cm .................................................. 20

Gambar 3.3 Panjang langkah katup limbah 1.5 cm ............................................... 20

Gambar 3.4 Panjang langkah katup limbah 2 cm .................................................. 20

Gambar 3.5 Beban katup limbah ............................................................................ 21

Gambar 3.6 Gambar alat ukur debit (V-notch) ...................................................... 22

Gambar 3.7 Tinggi input (H) dan tinggi output (h) ............................................... 24

Gambar 3.8 Diagram alir penelitian pompa hidram............................................... 25

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara q (debit hasil) dan H (input) pada output

4,05 dan panjang langkah 1cm ......................................................... 37


4,05 dan panjang langkah 1,5 cm ..................................................... 38


4,05 dan panjang langkah 2 cm ........................................................ 38


xii






5,05 dan panjang langkah 2 cm ........................................................ 40






6,05 panjang langkah 2 cm ............................................................... 42


xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,58 meter dan

tinggi output 4,05 meter. ................................................................... 27



Tabel 4.3 Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,58 meterdan










Tabel 4.8 Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,58meter dan




Tabel 4.10 Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,58 meter

dan tinggi output 4,05 meter. ............................................................ 33

Tabel 4.10 Lanjutan penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,58 meter

dan tinggi output 4,05 meter ............. Error! Bookmark not defined.


xiv




dan tinggi output 6,05 meter ............................................................. 34









Tabel 4.17 Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,58meter dan

tinggi output 5,05 meter. ..................................................................... 36


dan tinggi output 6,05 meter ............................................................. 37


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Air merupakan salah satu faktor yang sangat penting dan dibutuhkan dalam

kehidupan sehari-hari. Makhluk hidup membutuhkan air guna kelangsungan hidup.

Munculnya permasalahan yang menyangkut air disebabkan karena kebutuhan dan

kepentingan makhluk hidup akan air semakin meningkat. Masyarakat membutuhkan

air dalam jumlah besar, namun ketersediaan akan air kuranglah memadai.

Kekurangan akan air tersebut disebabkan karena jauhnya sumber air serta letak

sumber air yang berada pada posisi yang kurang mendukung. Dibutuhkan suatu alat

yang digunakan untuk mengangkat dan mengalirkan air dari sumber air tersebut

menuju permukiman warga atau tempat yang dijadikan lahan pertanian. Alat tersebut

akan dirasa sangat berguna jika mampu memindahkan air dalam jumlah besar sehinga

kebutuhan akan air terpenuhi.

Pada kasus seperti ini, pompa airsangatlah membantu dalam penyelesaian

masalah. Pompa air mampu mengangkat air dari tempat yang rendah ke tempat yang

tinggi. Namun dalam hal ini, pompa air yang digunakan adalah pompa air

konvensional. Pompa air konvensional membutuhkan bahan bakar atau listrik sebagai

sumber energi untuk melakukan kerja. Keberadaan sumber energi tersebut kuranglah

menguntungkan masyarakat yang berekonomi menengah kebawah. Sumber


2

energiseperti BBM lama kelamaan mengalami kelangkaan. Karena faktor seperti

inilah pemakaian pompa air konvensional dirasa kurang tepat.

Oleh karena itu, perlu digunakan pompa air yang tidak menggunakan sumber

energi berupa listrik maupun bahan bakar minyak. HydraulicRamPump (pompa

hidram) adalah salah satu alat yang tepat untuk permasalahan ini. Hidram digunakan

untuk mengangkat air dari suatu tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi

dengan memanfaatkan energi potensial yang dimiliki oleh air yang akan dialirkan dari

sumber air menuju pompa hidram. Selain itu, hidram mempunyai beberapa

keuntungan jika dibandingkan dengan jenis pompa yang lain, yaitu tidak

membutuhkan energi listrik atau bahan bakar dalam pemakaiannya, tidak

membutuhkan pelumasan, biaya pembuatanserta pemeliharaannya relatif murah, dan

pembuatannya cukup mudah. Namun pemakaian hidram masih jarang. Masyarakat

juga belum paham betul bagaimana pompa air tanpa bahan bakar tersebut bekerja

sehingga masyarakat kadang merasa ragu terhadap kerja pompa air jenis ini. Dengan

semakin berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi maka pengembangan

tentang hidram harus dikembangkan. Penelitian lain tentang berbagai rancangan dan

unjuk kerja pompa hidram telah dilakukan pada pompa hidram.

Penelitian yang dilakukan peneliti kali ini berbeda dengan penelitian yang sudah

dilakukan. Perbedaan yang ada yaitu peneliti menggunakan katup limbah berbentuk

engsel. Pada penelitian yang pernah dilakukan, pompa hidram menggunakan katup

limbah berbentuk klep pada umumnya. Serta adanya variasi yang dilakukan pada

beban katup limbah serta panjang langkah katup limbah.


3

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut yang menjadi permasalahan dalam penelitian

ini adalah bagaimana debit hasil sebuah pompa hidram jika dilakukannya variasi

terhadappanjang langkah katup limbah, tinggi input masukan air, tinggi output, dan

beban katup limbah ?

1.3 Tujuan Penelitian

Mengetahui debit hasil terbaik pompa hidram besi 2 inci pada tinggi output 4,05

m , 5,05 m dan 6,05 m pada pengaruh variasi tinggi input, panjang langkah katup

limbah dan beban katub limbah.

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah yang diambil didalam pembuatan peralatan penelitian ini yaitu :

1. Bodipompa hidram sebesar 2 inci besi.

2. Tinggi tabung udara yang digunakan adalah 50 cm, dengan diameter tabung 3

inch (9 cm).

3. Luasan katup hantar yang digunakan adalah100%dari luasan lubang input yaitu

2.868 mm2.

4. Beban katup limbah yang digunakan yaitu 200 gram, 300 gram, dan 400 gram.

5. Panjang langkah yang digunakan yaitu 1 cm, 1,5 cm, dan 2 cm.


4

6. Tinggi input masukan air adalah 0,58 meter; 1,08 meter; dan 1,58 meter.

7. Tinggi output keluaran air adalah4,05meter; 5,05 meter; dan 6,05meter.

8. Gesekan antara air dengan material pompa diabaikan sehingga tidak ada head

loss dalam perhitungan.

1.5 Manfaat Penelitian

1. Menambah kepustakaan teknologi pompa air hidram.

2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat prototipe

dan produk teknologi pompa hidram yang dapat diterima masyarakat sehingga

dapat meningkatkan kesejahteraan.

3. Meningkatkan taraf kesehatan masyarakat.


5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Pompa hidraulik ram adalah alat untuk mengalirkan air dari tempat rendah ke

tempat yang lebih tinggi secara terus menerus menggunakan energi potensial dari air

itu sendiri. Pompa ini tidak menggunakan energi lain seperti listrik maupun bahan

bakar minyak sebagi penggerak.

Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan Jafri dan Limbong pada tahun 2010

menggunakan pompa hidram dengan diameter 2 inci dan berat beban katup limbah

400 gram dan panjang langkah 0,5 cm menghasilkan efisiensi 55,30% . Cahyanto dan

Taufik pada tahun 2008 melakukan penelitian dengan menggunakan diameter pipa

masuk 1,5 inch, diameter pipa keluar 0,5 inch dan berat katup limbah 410 gram

menghasilkan effisiensi maksimal 16,302%.

Santoso (2002) melakukan penelitian tentang Studi Karakteristik Volume

Tabung Udara dan Beban Katup Limbah Terhadap Efisiensi Pompa Hydraulic Ram.

Dihasilkan faktor volume tabung udara dan beban katup limbah berpengaruh pada

efisiensi pompa, begitu pula interaksi antara kedua faktor. Pengaturan optimal untuk

mendapatkan efisiensi terbaik adalah saat volume tabung 1300 ml dan beban 400

gram untuk mendapatkan efisiensi 42,9209%.

Sulistiawan, dkk ( 2013) melakukan penelitian Pengaruh volume tabung udara

dan beban katub limbah terhadap efisiensi unjuk kerja pompa hidram dengan hasil


6

penelitian menunjukkan bahwa efisiensi tertinggi pompa hidram adalah 40,36 %

efisiensi D’Aubuission pada berat beban 450 gram dan volume tabung udara 8100 ml.

Sedangkan efisiensi terendah pompa hidram adalah 23,00 % pada berat beban katup

1220 gram dan volume tabung udara 5300 ml. Faktor volume tabung udara dan berat

beban sangat berpengaruh terhadap debit pemompaan, debit limbah, dan efisiensi

pompa hidram.

2.2Pengertian Pompa Hidram

Pompa hidram atau singkatan dari hydraulic ram berasal dari kata hidro=air

(cairan), dan ram = hantaman, pukulan atau tekanan, sehingga terjemahan bebasnya

menjadi tekanan air. Jadi pompa hidram adalah sebuah pompa yang energi atau

tenaga penggeraknya berasal dari tekanan atau hantaman air yang masuk kedalam

pompa melalui pipa (Fane dkk, 2012).

Pompa hidram adalah suatu alat untuk mengalirkan air dari tepat rendah ke

tempat yang lebih tinggi secara terus menerus dengan menggunakan energi potensial

sumber air yang akan dialirkan sebagai daya penggerak tanpa menggunakan sumber

energi luar (Suarda dan Wirawan, 2008)

Air yang masuk kedalam saluran input pompa hidram haruslah berjalan secara

terus menerus sehingga pompa tidak kehilangan tekanan. Dalam pemakaiannya,

pompa hidram sangatlah sederhana. Pompa ini bekerja menggunakan perbedaan

ketinggian pada sumber air yang digunakan. Selain untuk rumah tangga, pompa


7

hidram juga bisa dipakai dalam bidang pertanian, peternakan maupun pekerjaan lain

yang membutuhkan suplay air.

Bagian-bagian pompa hidram dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut.

Gambar 2.1 Bagian-bagian pompa hidram

Keterangan gambar :

1) Saluran input. 2) Badan pompa. 3) Katup limbah. 4) Katup hantar.

5) Saluran output. 6) Tabung udara.

1

3

4

6

5

2


8

2.3Cara Kerja dan Siklus Kerja Pompa Hidram

Cara kerja pompa hidram:

Katup limbah terbuka dan air mulai mengalir melalui pipa input, memenuhi

badan hidram dan keluar melalui katup limbah. Karena pengaruh ketinggian bak

tampungan input, air yang mengalir tersebut mengalami percepatan. Posisi katup

hantar masih tertutup. Pada kondisi awal seperti ini, tidak ada tekanan dalam tabung

udara dan belum ada air yang keluar melalui lubang output.

Gambar 2.2 Skema pompa hidram pada kondisi 1

(Mohammed, 2007)

Air telah memenuhi badan hidram, ketika tekanan air telah mencapai nilai

tertentu, katup limbah mulai menutup. Pada pompa hidram yang baik, proses

menutupnya katup limbah terjadi sangat cepat.


9


(Mohammed, 2007)

Katup limbah masih tertutup. Penutupan katup yang dengan tiba-tiba tersebut

menciptakan tekanan yang sangat besar dan melebihi tekanan statis pipa input.

Kemudian dengan cepat katup hantar terbuka, sebagian air terpompa masuk ke

tabung udara. Udara pada tabung udara mulai mengembang untuk menyeimbangkan

tekanan, dan mendorong air keluar melalui lubang output.

.


(Mohammed, 2007)


10

Katup hantar tertutup. Tekanan di dekat katup hantar masih lebih besar dari pada

tekanan statis pipa input, sehingga aliran berbalik arah dari bodi hidram menuju bak

tampungan input. Peristiwa inilah yang disebut dengan recoil. Recoil menyebabkan

terjadinya kevakuman pada bodi hidram, yang mengakibatkan masuknya sejumlah

udara dari luar masuk ke bodi hidram melalui katup pernafasan (air valve). Tekanan

di sisi bawah katup limbah juga berkurang, dan juga karena berat katup limbah itu

sendiri, maka katup limbah kembali terbuka. Tekanan air pada pipa kembali ke

tekanan statis sebelum siklus berikutnya terjadi lagi.


(Mohammed, 2007)

Jika digambarkan dengan grafik, satu siklus hidram dapat dijelaskan melalui

grafik pada gambar 2.6 berikut ini.


11

Gambar 2.6 Diagram Siklus Kerja Pompa Hidram

(Hanafie1979 )


12

Keterangan

Periode 1 :Akhir siklus yang sebelumnya, kecepatan air melalui ram bertambah,

air melalui katup limbah yang sedang terbuka, timbul tekanan negatif

yang kecil dalam hidram.

Periode 2 :Aliran bertambah sampai maksimum melalui katup limbah yang

terbukadan tekanan dalam pipa pemasukan juga bertambah secara

bertahap.

Periode 3 :Katup limbah mulai menutup dengan demikian menyebabkannaiknya

tekanan dalam hidram, kecepatan aliran dalam pipa pemasukan telah

mencapai maksimum.

Periode 4 :Katup limbah tertutup, menyebabkan terjadinya palu air

(waterhammer) yang mendorong air melalui katup hantar.Kecepatan

aliran pipa pemasukan berkurang dengan cepat.

Periode 5 :Denyut tekanan terpukul ke dalam pipa pemasukan, menyebabkan

timbulnya 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.


13

2.4. Rumus yang digunakan

2.4.1 Debit

Dalam perhitungan debit secara umum, dapat digunakan rumus :

Q =

(2.1)

dengan Q adalah debit air. adalah volume air yang ditampung. adalah

waktu.Karena aliran air yang dikeluarkan pompa hidram baik melalui katup limbah

maupun lubang output bersifat intermittent atau tidak tetap, maka alat ukur debit yang

dapat digunakan adalah V-notch Sharp Created Weir yang dilakukan dengan

mengukur ketinggian air yang keluar melalui V-notch.Dalam perhitungan debit

menggunakan V-notch dapat menggunakan rumus (Streeter,1985) :

Qt =

√

⁄ (2.2)

dengan Qt adalah debit air. adalah gaya gravitasi. Ø adalah sudut takik V-notch.

adalah tinggi permukaan air dari dasartakik V-notch.

Gambar 2.7 Gambar penampang V-notch

(Bengtson, 2011)


14

2.4.2Efisiensi pompa hidram

Dalam perhitungan efisiensi pompa hidram, digunakan rumus menurut

D’Aubuisson, rumus tersebut yaitu :

( ) (2.3)

dengan adalah efisiensi pompa hidram menurut D’ Aubuisson, Q adalah debit air

limbah, q adalah debit air hasil, Hadalah tinggi terjunan air atau input, h adalah tinggi

air angkat atau output.

2.4.3Tekanan pada fluida

Besarnya tekanan pada fluida dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

P = ρ.g.h (2.4)

Dengan P adalah tekanan fluida, ρ adalah massa jenis air, g adalah percepatan

gravitasi, dan h adalah tinggi permukaan air.

2.4.4Energi potensial

Energi potensial merupakan energi akibat dari ketinggian. Pada fluida, energi

potensial pada fluida adalah energi yang dimiliki fluida karena pengaruh ketinggian

permukaan fluida terhadap permukaan tanah. Energi potensial dapat dihitung dengan

rumus sebagai berikut.

Ep = m.g.h (2.5)


15

dengan Ep adalah energi potensial fluida, m adalah massa fluida, g adalah percepatan

gravitasi, dan h adalah ketinggian permukaan fluida.

2.4.5Energi kinetik

Energi kinetik menunjukkan energi yang dimiliki fluida akibat adanya

pengaruhkecepatan yang dimiliki fluida tersebut. Energi kinetik dapat dihitung

dengan menggunakan rumus sebagai berikut.

Ek = ½ m v2 (2.6)

dengan Ek adalah energi kinetik fluida, m adalah massa fluida, dan v adalah kecepatan

fluida.

2.4.6 Hukum Bernoulli

Dalam pompa hidram, aliran yang digunakan adalah aliran termampatkan

karena fluida yang bekerja berupa fluida cair. Untuk itu, persamaan Bernoulli yang

digunakan yaitu sebagai berikut.

zA + PA/γ + vA2/2g = zB + PB/γ + vB

2/2g (2.7)

dengan zAadalah elevasi titik A (tinggi tempat), PA/γ adalah tinggi tekanan di titik A,

vA2/2g adalah tinggi kecepatan di titik A, zBadalah elevasi titik B (tinggi tempat), PB/γ

adalah tinggi tekanan di titik B,vB2/2g adalah tinggi kecepatan di titik B.


16

2.4.7 Kecepatan aliran pada suatu titik

Kecepatan aliran pada suatu titik dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

v =√ (2.8)

dengan v adalah kecepatan aliran, adalah percepatan gravitasi, h adalah

tinggikolom udara.

2.4.8 Hukum Boyle

Hukum Boyle digunakan untuk menghitung tekanan pada tabung udara setelah

terjadinya pemampatan udara. Pada suhu tertentu, ketika tekanan gas berubah dari P1

menjadi P2 maka hubungannya menjadi :

P1 V1 = P2 V2 = konstan ( 2.9)

dengan P1adalah tekanan awal, V1 adalah volume awal, P2 adalah tekanan setelah

dimampatkan, V2adalah volume setelah dimampatkan.


17

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat Penelitian

Penelitian ini menggunakan rangkaian pompa hidram dengan badan pompa

sebesar 2 inci dan diameter lubang input sebesar 2 inci. Selain pompa hidram, alat-

alat lain yang digunakan sebagai penunjang dalam pengujian pompa hidram secara

umum meliputi :

1. Pompa hidram

Merupakan komponen utama dalam penelitian.

2. Pompa air

Digunakan untuk mensimulasikan ketersediaan air pada bak tampungan

input.

3. Pipa saluran input

Pipa yang digunakan merupakan pipa besi dengan ukuran 2 inci yang

digunakan untuk mengalirkan air dari bak penampungan menuju pompa

hidram.


18

4. Selang sebagai saluran output

Dalam menyalurkan air keluaran pompa, dibutuhkan selang air guna

menyalurkan air dari pompa hidram menuju tempat bak penampungan

sesuai ketinggian yang diinginkan.

5. Bak v-notch

Bak ini berfungsi untuk menampung hasil dari pemompaan maupun air

limbah. Pada bak ini terdapat v-notch yang berguna untuk mengukur debit

limbah maupun debit hasil.

6. Sensor

Sensor ini berfungsi untuk mengukur ketinggian air pada v-notch yang

terdapat di bak penampung air limbah maupun output. Alat ini

menggunakan sensor ultrasonik sebagai pendeteksi dari benda dengan cara

pemantulan suara oleh transmiter dan di tangkap oleh receiver. Respon itu

dieksekusi oleh arduino sebagai komponen mikrokontroler sederhana atau

bisa di katakan sebagai otak dari sistem alat ini.

7. Notebook

Notebook digunakan sebagai alat pencatat data yang didapatkan oleh sensor

tinggi permukaan air tersebut. Data ketinggian yang didapatkan dari sensor

langsung masuk ke dalam notebook.

Gambar skema susunan alat yang digunakan dalam penelitian pompa hidram

dapat dilihat pada gambar berikut.


19

Gambar 3.1. Susunan alat yang digunakan

Keterangan gambar :

1) Pompa air. 2) Bak tampungan input. 3) Pipa saluran input. 4) Pompa hidram.

5)Selang saluran output. 6) Bak tampungan output. 7) Sensor. 8) Bak tampungan

air limbah. 9) Notebook.

3.1.2Panjang Langkah

Panjang langkah katup limbah pada penelitian ini terdapat 3 variasi, yaitu 1

cm, 1,5 cm dan 2 cm. Panjang langkah tersebut diukur dari jarak katupn limbah

tertutup. Untuk setiap variasi panjang langkah dapat di atur menggunakan penahan

langkah berulir dari katup limbah yang terdapat di engsel katup limbah. Penahan

tersebut terdapat mur, jika jarak sudah diatur maka mur dikencangkan sehingga

panjang langkah katup limbah tidak berubah-ubah.

2

1

3

4

5

6

7

8

9

7


20

Gambar 3.2Panjang langkah katup limbah 1 cm

Gambar 3.3Panjang langkah katup limbah 1.5 cm

Gambar 3.4Panjang langkah katup limbah 2 cm


21

3.1.3Berat Beban

Beban yang digunakan terdiri dari dua jenis, yaitu terbuat dari besi dan

almunium. Beban dari besi terdapat 1 dengan berat 200 gram, sedangkan

aluminium terdapat 2 yang masing-masing 100 gram. Untuk variasi berat beban

yang digunakan ada 3 variasi berat, yaitu 200 gram, 300 gram dan 400 gram.

Sehingga beban yang dari besi menjadi beban pokok, dan untuk mendapatkan

beban 300 gram, beban pokok tersebut hanya perlu ditambah aluminium 100 gram,

begitu juga untuk yang 400 gram.

Gambar 3.5Beban katup limbah

3.1.4Alat Ukur Debit

Dalam penelitian pompa hidram ini, peneliti menggunakan alat ukur berupa

V-notch. Penggunaan alat ukur debit tersebut dikarenakan pada saat pompa hidram

bekerja, tidak dapat diketahui kecepatan aliran air di dalam rumah pompa.


22

Gambar untuk alat ukur debit dapat dilihat pada gambar 3.6 berikut.

Gambar 3.6 Gambar alat ukur debit (V-notch)

hsensor merupakan ketinggian yang dicatat oleh sensor, terdapat 2 data yang dicatat

oleh sensor, yaitu hsensor untuk limbah dan hsensor untuk hasil. Dari data hsensor limbah

dan hsensor hasil, kemudian dirata-rata dan hasil dari rata-rata tersebut diolah guna

mendapatkan H untuk Hlimbah dan Hhasil. Hlimbah dan Hhasil dapat dihitung dengan cara

:

Hv = Htotal – hs (3.1)

dengan Htotal untuk bak limbah adalah 148 mm (0,148 meter) dan Htotaluntuk hasil

adalah 150 mm (0,150 meter).

3.2Tahap Penelitian

Sebelum melakukan penelitian, yang harus dilakukan yaitu

mempersiapkaninstalasi pompa hidram yang terdiri dari pompa hidram, tabung

hsensor

Htotal


23

udara, bak input, bak output, instalasi sensor, dan pompa air tenaga diesel. Skema

tahap penelitian dapat dilihat pada gambar berikut.

Data dalam penelitian ini dibedakan menjadi variabel bebas dan variabel

terikat. Variabel tersebut yaitu :

1. Variabel bebas :

a. Variasibeban katub limbah yaitu : 200gram, 300 gram, dan 400 gram.

b. Variasi luasan lubang katup hantar yaitu : 1cm, 1,5cm, 2cm.

c. Variasi tinggi input yaitu : 0,58 meter; 1,08 meter; dan 1,58 meter.

d. Variasi tinggi output yaitu : 4,05 meter,5,05 meter, dan 6,05 meter.

2. Variabel terikat :

a. Debit air limbah (Q)

b. Debit air hasil (q)

Pengambilan data dengan alat ukur debit berupa V-notch (hs) dilakukan

setiap 8 sampai 10 detik selama 5 menit pada setiap variasi, sehingga data

ketinggian (hs) yang didapatkan untuk setiap variasi sebanyak 30 data sampai 35

data. Data hs yang diperoleh tersebut terdiri dari hslimbah dan hshasil. Dari 35 data hs

tersebut kemudian dirata-rata untuk mendapatkan nilai hs yang valid. Setelah rata-

rata dari hslimbah dan hshasil diperoleh, kemudian menghitung tinggi Hv dengan

rumus (3.1). Nilai Hv juga ada dua, yaitu Hvlimbah dan Hvhasil. Dari nilai Hv yang

diperoleh tersebut, kemudian diolah kembali menggunakan rumus (2.2) untuk

memperoleh debit air limbah (Q) dan debit air hasil (q).


24

3.3Menentukan tinggi input (H) dan tinggi output (h)

Dalam perhitungan guna mendapatkan nilai efisiensi pompa hidram, tinggi

input maupun tinggi output sangat mempengaruhi. Untuk itu tinggi input maupun

output perlu diketahui. Tinggi input air (H) diukur dari lubang katup limbah sampai

permukaan air pada bak tampungan air input. Tinggi output air (h) diukur dari

posisi pipa output pada tabung udara sampai selang output pada bak tampungan

output. Tinggi input air dan tinggi output air dapat dilihat pada gambar 3.8. berikut.

Gambar 3.7.Tinggi input (H) dan tinggi output (h)

Tinggi input air (Hin) diukur dari lubang katub limbah sampai permukaan air pada

bak penampung air input. Sedangkan tinggi output air (Hout) diukur dari lubang

output pada tabung udara sampai selang output pada bak penampung output.

h

H


25

3.4Diagram Alir Penelitian

Dalam penelitian ini, peneliti melakukan penelitian sesuai dengan diagram alir

penelitian pompa hidram. Adapun diagram alir penelitian pompa hidram sebagai

berikut :

Pemasangan pompa

hidram

Variasi beban katup

buang

(200 gr, 300 gr, 400 gr)

Variasi ketinggian output

(4,05 m; 5,05 m; 6,05 m)

Variasi ketinggian input

(0,58 m; 1,08 m; 1,58 m)

Variasi panjang langkah

(1 cm; 1,5 cm; 2 cm))

Uji coba

Baik

Pengambilan data

tidak

Selesai

Pengolahan data

Selesai

ya

yatidak

Gambar 3.8 Diagram alir penelitian pompa hidram.


26

Penjelasan diagram alir penelitian pompa hidram :

Setelah pemasangan pompa hidram dengan pemakaian tabung udara dengan

tinggi 50 cm, katup hantar 100%, tinggi input 0,58 m, dan tinggi output 4,05 m

selesai, dilakukan uji coba guna mengetahui apakah pompa hidram tersebut bekerja

atau tidak. Jika pompa hidram tidak atau belum bekerja secara baik maka pada

instalasi pompa akan dilakukan perakitan ulang, namun jika pompa hidram dapat

bekerja dengan baik maka akan dilakukan pengambilan data. Jika data pada variasi

tersebut sudah didapatkan, selanjutnya melakukan penggantian terhadap tinggi

outputnya menjadi 5,05 m. Jika data pada variasi ketiga sudah didapatkan,

selanjutnya tinggi input dirubah menjadi 1,08 m namun tinggi outputnya

dikembalikan pada ketinggian 4,05 m tanpa merubah tabung maupun katup hantar.

Langkah tersebut dilakukan terus menerus hingga semua variasi dilakukan. Jika

semua variasi sudah dilakukan dan semua data sudah didapatkan, maka data yang

diperoleh kemudian diolah dan dilakukan pembahasan.


27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Hasil yang didapat dari penelitian yang dilakukan adalah jarak antara sensor

dengan permukaan air di dalam bak v-notch. Data yang didapat kemudian diolah

untuk mendapatkan debit hasil, debit limbah dan efisiensi. Tetapi karena adanya

gangguan berupa angin dan kotoran sehingga menyebabkan data kurang baik maka

data yang kurang baik tersebut dihilangkan. Data data yang didapatkan lalu dirata-

rata.

Tabel dibagi mejadi 2, yaitu tabel data berupa rata-rata tinggi air limbah, rata-

rata tinggi air output, Hlimbah, dan Hhasil, serta tabel perhitungan meliputi debit hasil,

debit limbah, dan efisiensi.

Dari hasil penelitian didapatkan data seperti berikut :

Tabel 4.1Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,58 meter dan tinggi

output 4,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata

hslimbah (m) Hlimbah (m) Hhasil(m)

1 200 1 0,1405 0,1114 0,0366 0,0095

2 200 1,5 0,1396 0,1104 0,0376 0,0104

3 200 2 0,1410 0,1093 0,0387 0,0090

4 300 1 0,1406 0,1093 0,0388 0,0094

5 300 1,5 0,1403 0,1093 0,0387 0,0097

6 300 2 0,1396 0,1083 0,0397 0,0104

7 400 1 0,1405 0,1081 0,0399 0,0095


28

Lanjutan Tabel 4.1Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,58 meter

dan tinggi output 4,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata


8 400 1,5 0,1403 0,1075 0,0405 0,0097

9 400 2 0,1400 0,1048 0,0432 0,0100


output 5,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata

hslimbah

(m)

Hlimbah (m) Hhasil(m)

1 200 1 0,1411 0,1104 0,0376 0,0089

2 200 1,5 0,1412 0,1094 0,0386 0,0088

3 200 2 0,1407 0,1095 0,0385 0,0093

4 300 1 0,1412 0,1080 0,0400 0,0088

5 300 1,5 0,1408 0,1075 0,0405 0,0092

6 300 2 0,1386 0,1096 0,0384 0,0114

7 400 1 0,1408 0,1060 0,0420 0,0092

8 400 1,5 0,1410 0,1074 0,0406 0,0090

9 400 2 0,1378 0,1082 0,0398 0,0122

Tabel 4.3Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,58 meterdan tinggi

output 6,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata


1 200 1 0,1421 0,1105 0,0375 0,0079

2 200 1,5 0,1422 0,1093 0,0387 0,0078

3 200 2 0,1404 0,1102 0,0378 0,0096


29

Lanjutan Tabel 4.3Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,58 meter


No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata


4 300 1 0,1417 0,1083 0,0397 0,0083

5 300 1,5 0,1420 0,1075 0,0405 0,0080

6 300 2 0,1347 0,1084 0,0396 0,0153

7 400 1 0,1415 0,1060 0,0420 0,0085

8 400 1,5 0,1423 0,1054 0,0426 0,0077

9 400 2 0,1397 0,1084 0,0396 0,0103


output 4,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata


1 200 1 0,1359 0,1103 0,0378 0,0142

2 200 1,5 0,1372 0,1077 0,0403 0,0128

3 200 2 0,1300 0,1092 0,0388 0,0200

4 300 1 0,1359 0,1085 0,0395 0,0141

5 300 1,5 0,1381 0,1085 0,0395 0,0119

6 300 2 0,1308 0,1085 0,0395 0,0192

7 400 1 0,1375 0,1075 0,0405 0,0125

8 400 1,5 0,1376 0,1070 0,0410 0,0124

9 400 2 0,1263 0,1089 0,0391 0,0237


output 5,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata


1 200 1 0,1375 0,1096 0,0384 0,0125

2 200 1,5 0,1346 0,1090 0,0390 0,0154

3 200 2 0,1304 0,1098 0,0382 0,0196

4 300 1 0,1381 0,1084 0,0396 0,0119

5 300 1,5 0,1351 0,1087 0,0393 0,0149

6 300 2 0,1321 0,1093 0,0387 0,0179

7 400 1 0,1368 0,1073 0,0407 0,0132

8 400 1,5 0,1348 0,1081 0,0399 0,0152

9 400 2 0,1310 0,1082 0,0398 0,0190


30


output 6,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata


1 200 1 0,1378 0,1095 0,0385 0,0122

2 200 1,5 0,1346 0,1090 0,0390 0,0154

3 200 2 0,1350 0,1103 0,0377 0,0150

4 300 1 0,1381 0,1080 0,0400 0,0119

5 300 1,5 0,1369 0,1083 0,0397 0,0131

6 300 2 0,1360 0,1088 0,0392 0,0140

7 400 1 0,1382 0,1064 0,0416 0,0118

8 400 1,5 0,1377 0,1072 0,0408 0,0123

9 400 2 0,1377 0,1078 0,0402 0,0123

Tabel 4.7 Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,58 meter dan tinggi

output 4,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata


1 200 1 0,1310 0,1115 0,0365 0,0190

2 200 1,5 0,1252 0,1101 0,0379 0,0248

3 200 2 0,1263 0,1089 0,0391 0,0237

4 300 1 0,1298 0,1114 0,0366 0,0202

5 300 1,5 0,1256 0,1093 0,0387 0,0244

6 300 2 0,1223 0,1081 0,0399 0,0277

7 400 1 0,1259 0,1085 0,0395 0,0241

8 400 1,5 0,1288 0,1073 0,0407 0,0212

9 400 2 0,1217 0,1061 0,0419 0,0283

Tabel 4.8Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,58meter dan tinggi

output 5,05 meter.

No beban

(gram)

jarak

main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata


1 200 1 0,1328 0,1091 0,0389 0,0173

2 200 1,5 0,1324 0,1102 0,0378 0,0176

3 200 2 0,1264 0,1101 0,0379 0,0236

4 300 1 0,1324 0,1084 0,0396 0,0176

5 300 1,5 0,1310 0,1083 0,0397 0,0190


31

LanjutanTabel 4.8 Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,58meter


No beban

(gram)

jarak

main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata


6 300 2 0,1274 0,1082 0,0398 0,0226

7 400 1 0,1319 0,1074 0,0406 0,0181

8 400 1,5 0,1268 0,1074 0,0406 0,0232

9 400 2 0,1277 0,1072 0,0408 0,0223

Tabel 4.9 Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,58 meter dan tinggi

output 6,05 meter.

No beban

(gram)

jarak

main

(cm)

Rata-rata

hshasil (m)

Rata2-rata


1 200 1 0,1338 0,1094 0,0386 0,0162

2 200 1,5 0,1348 0,1081 0,0399 0,0152

3 200 2 0,1275 0,1095 0,0385 0,0225

4 300 1 0,1341 0,1084 0,0396 0,0159

5 300 1,5 0,1351 0,1087 0,0393 0,0149

6 300 2 0,1280 0,1089 0,0391 0,0220

7 400 1 0,1336 0,1072 0,0408 0,0164

8 400 1,5 0,1350 0,1090 0,0390 0,0150

9 400 2 0,1270 0,1083 0,0397 0,0230


32

4.2 Perhitungan

Perhitungan debit hasil (q), debit limbah (Q)dilakukan dengan mempergunakan

data-data seperti tersaji pada Tabel 4.1, Tabel 4.2, Tabel 4.3, Tabel 4.4, Tabel 4.5,

Tabel 4.6, Tabel 4.7, Tabel 4.8, dan Tabel 4.9. Data lain yang dipergunakan yaitu :

gaya gravitasi (g) : 9,8 m/s2

sudut Ø : 60o

tan Ø/2 : 0,58

Sebagai contoh perhitungan debit hasil (q), data yang dipergunakan yaitu data

dengan ketinggian input 0,55 meter dan ketinggian output 3,91 meter. (data lain

pada Tabel 4.1). Hvhasil yaitu 0,0112 meter.

q =

√

⁄

q =

√

⁄

q = 1,0905l/menitenit

Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap disajikan pada Tabel

4.10, Tabel 4.11, Tabel 4.12, Tabel 4.13, Tabel 4.14, Tabel 4.15, Tabel 4.16, Tabel

4.17, dan Tabel 4.18.

Sebagai contoh perhitungan debit limbah (Q), data yang dipergunakan yaitu

data dengan ketinggian input 0,55 meter dan ketinggian output 3,91 meter. (data

lain pada Tabel 4.1). Hvlimbah yaitu 0,0480 meter.


33

Q =

√

⁄

Q=

√

⁄

Q= 41,4111l/menitenit

Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap disajikan pada Tabel 4.10,

Tabel 4.11, Tabel 4.12, Tabel 4.13, Tabel 4.14, Tabel 4.15, Tabel 4.16, Tabel 4.17,

dan Tabel 4.18.


output 4,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Debit limbah

(l/menit)

Debit hasil

(l/menit)

1 200 1 21,021 0,720

2 200 1,5 22,419 0,893

3 200 2 24,058 0,635

4 300 1 24,204 0,710

5 300 1,5 24,058 0,769

6 300 2 25,710 0,902

7 400 1 25,976 0,720

8 400 1,5 27,054 0,767

9 400 2 31,701 0,819


output 5,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Debit limbah

(l/menit)

Debit hasil

(l/menit)

1 200 1 22,521 0,615

2 200 1,5 23,944 0,601

3 200 2 23,794 0,687

4 300 1 26,203 0,588

5 300 1,5 26,984 0,658

6 300 2 23,628 0,138

7 400 1 29,603 0,658

8 400 1,5 27,233 0,629

9 400 2 25,939 1,343


34


output 6,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Debit limbah

(l/menit)

Debit hasil

(l/menit)

1 200 1 22,239 0,449

2 200 1,5 24,117 0,441

3 200 2 22,805 0,749

4 300 1 25,745 0,521

5 300 1,5 26,984 0,469

6 300 2 25,544 0,370

7 400 1 29,603 0,539

8 400 1,5 30,591 0,429

9 400 2 25,544 0,878


output 4,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Debit limbah

(l/menit)

Debit hasil

(l/menit)

1 200 1 22,672 1,950

2 200 1,5 26,674 1,518

3 200 2 24,247 4,632

4 300 1 25,414 1,927

5 300 1,5 25,370 1,277

6 300 2 25,392 4,165

7 400 1 27,098 1,419

8 400 1,5 27,872 1,411

9 400 2 24,778 7,075


35


output 5,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Debit limbah

(l/menit)

Debit hasil

(l/menit)

1 200 1 23,628 1,434

2 200 1,5 24,639 2,391

3 200 2 23,420 4,401

4 300 1 25,481 1,252

5 300 1,5 25,140 2,203

6 300 2 24,148 3,531

7 400 1 27,369 1,628

8 400 1,5 25,983 2,339

9 400 2 25,939 4,075


tinggi output 6,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Debit limbah

(l/menit)

Debit hasil

(l/menit)

1 200 1 23,878 1,343

2 200 1,5 24,639 2,391

3 200 2 22,533 2,246

4 300 1 26,158 1,269

5 300 1,5 25,706 1,612

6 300 2 24,938 1,890

7 400 1 28,874 1,233

8 400 1,5 27,460 1,381

9 400 2 26,569 1,368


36


output 4,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Debit limbah

(l/menit)

Debit hasil

(l/menit)

1 200 1 20,884 4,059

2 200 1,5 22,916 7,953

3 200 2 24,778 7,075

4 300 1 20,976 4,760

5 300 1,5 24,093 7,582

6 300 2 25,983 10,485

7 400 1 25,335 7,416

8 400 1,5 27,365 5,359

9 400 2 29,342 11,029

Tabel 4.17Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 1,58meter dan tinggi

output 5,05 meter.

No beban

(gram)

jarak main

(cm)

Debit limbah

(l/menit)

Debit hasil

(l/menit)

1 200 1 24,509 3,200

2 200 1,5 22,798 3,344

3 200 2 22,916 7,019

4 300 1 25,563 3,382

5 300 1,5 25,706 4,090

6 300 2 25,886 6,295

7 400 1 27,197 3,599

8 400 1,5 27,258 6,700

9 400 2 27,589 6,066


37


output 6,05 meter

No beban

(gram)

jarak

main

(cm)

Debit limbah

(l/menit)

Debit hasil

(l/menit)

1 200 1 23,944 2,745

2 200 1,5 25,983 2,339

3 200 2 23,751 6,218

4 300 1 25,588 2,618

5 300 1,5 25,140 2,203

6 300 2 24,692 5,858

7 400 1 27,569 2,817

8 400 1,5 24,596 2,256

9 400 2 25,702 6,597

4.3 Pembahasan

Dari tabel pengolahan data didapatkan grafik sebagai berikut :

Gambar 4.1Grafik hubungan antara q (debit hasil) dan H (input) pada output

4,05 dan panjang langkah 1cm

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

0,58 1,08 1,58

de

bit

has

il

ketinggian input (m)

beban 200 gram

beban 300 gram

beban 400 gram


38


4,05 dan panjang langkah 1,5 cm


4,05 dan panjang langkah 2 cm

Gambar 4.1, gambar 4.2, dan gambar 4.3 di atas adalah grafik hubungan debit

hasil (q) dengan tinggi input (H) terhadap beban dan panjang langkah katup limbah

pada output 4,05 meter. Dari ketiga grafik hidram dengan tinggi input 0,58 m , 1.08

m dan 1,58 m debit hasil terbaik pada hidram dengan ketinggian input 1,58 m

dibandingkan dengan ketinggian 0,58 m dan 1,08 m. Proses ini terjadi karena pada

setiap ketinggian input air mengalir, semakin tinggi input makan akan semakin

tinggi juga kecepatan alirannya. Pada rumus kecepatan aliran suatu fluida dengan h

adalah ketinggian kolom udara atau tinggi input. Dari grafik tersebut didapatkan

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

0,58 1,08 1,58

de

bit

has

il


beban 200 gram

beban 300 gram

beban 400 gram

0,000

5,000

10,000

15,000

0,58 1,08 1,58

de

bit

has

il


beban 200 gram

beban 300 gram

beban 400 gram


39

nilai debit hasil tertinggi yaitu 11,029 liter/menit. Nilai tersebut didapatkan ketika

ketinggian input 1,58 meter dengan beban 400 gram dan panjang langkah 2 cm.Dari

rumus tersebut, jika nilai h semakin besar, nilai v juga akan semakin besar dan

berpengaruh terhadap banyaknya fluida yang mengalir menuju rumah pompa per

satuan waktu, dimana semakin tinggi kecepatan aliran semakin banyak juga air

yang mengalir. Jika dilihat pada persamaan Bernoulli terdapat hubungan antara

kecepatan aliran dengan tekanan air dan tinggi elevasi. Jadi semakin tinggi input

maka kecepatan aliran pada pipa input semakin tinggi juga, sehingga tekanan yang

dihasilkan di badan hidram juga akan meningkat. Tekanan pada badan hidram akan

diteruskan ke tabung udara melalui katup hantar sehingga udara yang

termampatkan tersebut akan mampu menaikkan air lebih banyak daripada input

yang rendah.



0,000

1,000

2,000

3,000

4,000

0,58 1,08 1,58

de

bit

has

il


beban 200 gram

beban 300 gram

beban 400 gram


40

Gambar 4.5Grafik hubungan antara q (debit hasil) dan H (input) pada output 5,05

dan panjang langkah 1,5 cm

Gambar 4.6Grafik hubungan antara q (debit hasil) dan H (input) pada output 5,05

dan panjang langkah 2 cm

Gambar 4.4, gambar 4.5, dan gambar 4.6 di atas adalah grafik hubungan debit

hasil (q) dengan tinggi input (H) terhadap beban dan panjang langkah katup limbah

pada output 5,05 meter. Dilihat dari ketiga grafik, hidram dengan tinggi input 1,58

m menghasilkan debit hasil yang lebih banyak juga daripada tinggi input 0,58 m

maupun 1,08 m.Dari grafik tersebut didapatkan nilai debit hasil tertinggi yaitu

7,019 liter/menit. Nilai tersebut didapatkan ketika ketinggian input 1,58 meter

dengan beban 200 gram dan panjang langkah 2 cm. Jika dibandingkan dengan debit

hasil pada ketinggian output 4,05 m ,debit hasil pada ketinggian output 5,05 m lebih

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

0,58 1,08 1,58

de

bit

has

il


beban 200 gram

beban 300 gram

beban 400 gram

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

0,58 1,08 1,58

de

bit

has

il


beban 200 gram

beban 300 gram

beban 400 gram


41

banyak daripada ketinggian output 4,05 m dengan tinggi input yang sama yaitu 1,58

m. Pompa hidram bekerja berdasarkan prinsip palu air. Palu air ( water hammer )

adalah hentakan tekanan atau gelombang air yang disebabkan oleh energi kinetik

air atau aliran air yang dihentikan secara tiba-tiba. Berhentinya aliran air secara tiba

tiba tersebut terjadi saat katup limbah tertutup. Pada ketiga grafik tersebut

penggunaan beban yang efektif adalah 200 gram , dimana jika menggunakan beban

katup limbah yang terlalu berat maka akan mempengaruhi terjadinya water hammer

karena proses menutupnya katup limbah membutuhkan waktu lebih lama karena

berat beban tersebut bahkan bisa membuat katup limbah tidak tertutup . Jika

dihubungkan antara energi yang dihasilkan dengan energi yang dibutuhkan untuk

pemompaan , semakin tinggi output semakin tinggi pula energi yang dibutuhkan

untuk memompa air.



0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

0,58 1,08 1,58

de

bit

has

il


beban 200 gram

beban 300 gram

beban 400 gram


42


6,05 dan panjang langkah 1,5 cm


6,05 panjang langkah 2 cm

Gambar 4.7, gambar 4.8 dan gambar 4.9 menunjukkan grafik hubungan antara

debit hasil (q) dan tinggi input (H) terhadap beban dan panjang langkah katup

limbah pada ketinggian output 6,05 meter. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa

nilai debit hasil terbanyak sebesar 6,597 liter/menit dengan ketinggian input 1,58

meter dengan beban 200 gram dan panjang langkah 2 cm. Seperti pada grafik

sebelumnya pada ketinggian input tertinggi yaitu 1,58 m dan beban 200 gram

menghasilkan debit hasil terbaik. Pada penggunaan jarak main katup limbah yang

terlalu pendek yaitu 1 cm mengakibatkan frekuensi tertutupnya katup limbah lebih

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

0,58 1,08 1,58

de

bit

has

il


beban 200 gram

beban 300 gram

beban 400 gram

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

0,58 1,08 1,58

de

bit

has

il


beban 200 gram

beban 300 gram

beban 400 gram


43

banyak, sehingga debit hasil nya kurang baik. Bila ingin debit hasil pada ketinggian

6,05 lebih banyak maka dapat diatasi dengan menaikan tinggi input. Hal itu sesuai

dengan hukum Bernoulli tentang hubungan antara elevasi (tinggi tempat), tekanan,

dan tinggi kecepatan. Pada pemompaan pada rumah pompa hidram terlalu cepat

sehingga tekanan yang dihasilkan kurang maksimal.Pada ketinggian output 6,05 m

jumlah debit hasilnya adalah yang paling jauh lebih sedikit dibandingkan dengan

ketinggian output 4,05 m dan 5,05 m. Hal ini karena energi yang dibutuhkan untuk

memompakan air pada ketinggian output 6,05 m jauh lebih besar, padaketinggian

inputnya sama.


44

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengolahan data pompa hidram besi2 inci dengan variasi input,

panjang langkah katup limbah dan berat beban katup limbah kesimpulan sebagai

berikut :

1. Untuk hidram dengan tinggi output 4,05 meter debit hasil terbaik 11,029

liter/menit pada ketinggian input 1,58 mdengan menggunakan variasi beban

pemberat 400gram dan panjang langkah 2 cm.


liter/menit pada ketinggian input 1,58 m dengan menggunakan variasi beban

pemberat 200gram dan panjang langkah 2 cm.


liter/menit pada ketinggian input 1,58 m dengan menggunakan variasi beban

pemberat 200gram dan panjang langkah 2cm.


45

5.2 Saran

Beberapa hal yang perlu diperhatikan sebagai berikut

1. Untuk mendapatkan jumlah debit yang banyak dapat dilakukan dengan cara

menaikkan pada ketinggian input.

2. Untuk menghindari pompa hidram berhenti bekerja perlu pelumasan pada

engsel katup limbah, dan pemasangan saringan pada bak input agar tidak ada

kotoran yang masuk ke dalam pompa hidram.

3. Dalam pemakaian tabung udara dilakukan penambahan variasi pada tinggi

tabung dan volume tabung udara.


46

DAFTAR PUSTAKA

Bengtson, Harlan., 2011, Low Cost Easy to Use Spreadsheets for Engineering

Calculations Available at Engineering Excel Spreadsheets ale enhancement

cialis, http://www.engineeringexcelspreadsheets.com (diakses pada hari

Jumat, 24 Oktober 2014)

Cahyanta,Yosef A. Dan Taufik, Indrawan (1996) :Studi Terhadap Presentasi Pompa

Hidraulik Ram Dengan Variasi Beban Katup Limbah, Jurnal Ilmiah Teknik

Mesin CAKRAM , 2 , 2

Fane, Didin S., Sutanto, R., dan Mara, I Made. (2012) : Pengaruh Konfigurasi

Tabung Kompresor Terhadap Unjuk Kerja Pompa Hidram, Jurnal Teknik

Mesin Universitas Mataram, 2, pp 1-5.

Jafri, Muhamad dan limbing, ishak (2011) :Analisa Unjuk Kerja Pompa Hidram

Paralel Dengan Variasi Berat Beban dan Panjang Langkah Katup Limbah,

Jurnal MIPA FST UNDANA, 10, 1A.

Jeffery, T.D, Thomas, T.H, Smith, A.V, Glover, P.B, dan Fountain, P.D. (1992) :

Hydraulic Ram Pumps A Guide to Ram Pump Water Supply System, 1, 4, 1-

9, ITDG, Warwick UK.

San, Gan Shu, et al. (2012) : Studi Karakteristik Volume Tabung Udara dan Beban

Katup Limbah Terhadap Efisiensi Pompa Hydraulic Ram, Surabaya.

Universitas Kristen Petra, 4, 2, pp 81-87.

Streeter, Victor L., Wylie E. Benjamin., 1985, Mekanika Fluida, Erlangga, Jakarta,

8, 2, pp 345-347.

Suarda, M, dan Wirawan, I.K.G. (2008) : Kajian Eksperimental Pengaruh Tabung

Udara Pada Head Tekanan Pompa Hidram, Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

CAKRAM, 2, pp 10-14.

Triatmodjo, Bambang., 1996, Hidraulika I, Beta Offset, Yogyakarta, 2.

Winarto, Dwi., 2012, Penjelasan Hukum Boyle, http://www.ilmukimia.org

(diakses pada hari Selasa, 13 Januari 2015)


47

Lampiran 1

Gambar L.1 : Pompa hidram besi 2 inci

Gambar L.2 :Instalasi pompa hidram


48

Lampiran 2

Gambar L.3 :Bak tampungan air limbah pompa

Gambar L.4 :Bak tampungan air hasil pemompaan


49

Lampiran 3

Gambar L.5 : Pompa air

Gambar L.6 : Bak tampungan input


PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI - core.ac.uk · ii discharge result of 2 inches iron...

Documents

Transcript of PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI - core.ac.uk · ii discharge result of 2 inches iron...