BAB II

LANDASAN TEORI

A. Kecepatan

Secara umum pengertian kecepatan adalah pebandingan antara jarak atau

perpindahan terhadap waktu, biasanya dirumuskan dengan :

v = s / t

Dimana, 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 :

7

8

ṽ = ∆x / ∆t

ṽ = 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. Rendemen

Sewaktu pompa bekerja dengan sendiriannya tentu akan mengalami

kerugian-kerugian. Kerugian-kerugian ini dapat dibagi menjadi tiga macam

yaitu :

1. Rendemen hydrolik

9

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 :

10

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 (ɳv), yaitu

dari perbandingan kekuatan pancaran sesungguhnya tiap detik dengan kekuatan

teoritis Qts ialah :

ɳv = Qs / Qts

keterangan :

ɳv = 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.

11

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.

12

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.

13

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:

14

Merk : PanasonicModel : GA-129JXKFase : Induksi / 1 faseSumber tegangan : 220~240 VoltFrekuensi : 50 HzKapasitas : 18 liter/menitDaya hisap : 9 meterTotal head maks. : 27 meterPress. Switch on : 1,1 kgf/cmPress. Switch off : 1,8 kgf/cmPanjang : 206 mmLebar : 212 mmTinggi : 152 mmBerat : 5,1 mm

D. PRINSIP KERJA POMPA SENTRIFUGAL

Pompa 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

15

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

16

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.

17

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

18

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.

Rpm Lebih Tinggi Rpm Lebih Rendah

Rendemen Volumetrik Besar

Rendemen Volumetrik Rendah

Rpm

19

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.

20

Gambar II.5.impeller

3. 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. Thermometer

Suatu alat yang digunakan untuk mengukur suhu atau temperatur.

6. Manometer

Adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur tekanan.