BAB IPENDAHULUAN1.1. Latar BelakangEnergi bersifat kekal yang artinya tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan tetapi energi dapat diubah dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain. Proses mengubah satu bentuk energi ke bentuk lainnya disebut konversi energi. Konversi energi ini menjadi sangat penting untuk dimaksudkan suatu tujuan. Pompa hidro power mekanik merupakan salah satu alat yang dapat mengkonversikan energi dimana kombinasi antara kerja turbin air dan pompa air yang dikopel melalui poros berputar sehingga dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan level air tanpa menggunakan energi listrik.1.2. Identifikasi MasalahPada praktikum ini akan dibahas pemahaman konsep konversi energi melalui cara kerja pembangkit hidro power mekanik.1.3. Tujuan Memahami prinsip kerja system pembangkit hidro power mekanik Menentukan ketinggian level air maksimum yang dapat dicapai Menetukan debit air yang keluar pada beberapa ketinggian yang ditentukan

BAB IITEORI DASARAir merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, karena pada air tersimpan energi potensial (pada air jatuh) dan energi kinetik (pada air mengalir). Tenaga air (Hydropower) adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud energi mekanis maupun energi listrik. Pemanfaatan energi air banyak dilakukan dengan menggunakan kincir air atau turbin air yang memanfaatkan adanya suatu air terjun atau aliran air di sungai. Air yang mengalir dengan kapasitas dan ketinggian tertentu di salurkan menuju rumah instalasi (rumah turbin). Di rumah turbin, instalasi air tersebut akan menumbuk turbin, dalam hal ini turbin dipastikan akan menerima energi air tersebut dan mengubahnya menjadi energi mekanik berupa berputamya poros turbin. Energi ini selanjutnya menggerakkan pulley dan menghasilkan daya untuk menggerakkan pompa.Besarnya tenaga air yang tersedia dari suatu sumber air bergantung pada besarnya head dan debit air. Dalam hubungan dengan reservoir air maka head adalah beda ketinggian antara muka air pada reservoir dengan muka air keluar dari turbin air. Total energi yang tersedia dari suatu reservoir air adalah merupakan energi potensial air yaitu :

(1.1)

dengan : m adalah massa air, h adalah head (m), g adalah percepatan gravitasi

Daya merupakan energi tiap satuan waktu , sehingga persamaan (1.1) dapat dinyatakan sebagai :

Dengan mensubsitusikan P terhadap dan mensubsitusikan terhadap maka :

(1.2)

Dengan : P adalah daya (watt), Q adalah kapasitas aliran , adalah densitas air Selain memanfaatkan air jatuh hydropower dapat diperoleh dari aliran air datar. Dalam hal ini energi yang tersedia merupakan energi kinetik

(1.3)

Dengan : v adalah kecepatan aliran air Daya air yang tersedia dinyatakan sebagai berikut :

(1.4)

atau dengan menggunakan persamaan kontinuitas maka

(1.5)

dengan : A adalah luas penampang aliran air TurbinTurbin air dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu turbin reaksi dan turbin impuls.Kepresisian bentuk turbin air, apapun desainnya, semua digerakkan oleh suplai tekanan air . Turbin reaksi digerakkan dengan air, yang merubah tekanan sehingga melewati turbin dan menaikkan energi. Turbin reaksi harus menutup untuk mengisi tekanan air (pengisap) atau mereka harus sepenuhnya terendam dalam aliran air.Hukum ketiga Newton menggambarkan transfer energi untuk turbin reaksi.Turbiin air yang paling banyak digunakan adalah turbin reaksi. Turbin reaksi digunakan untuk aplikasi turbin dengan head rendah dan medium.Sedangkan turbin impuls,energi potensial air diubah menjadi energi kinetik pda nozle. Air keluar nozle yang mempunyai kecepatan tinggi membentur sudu turbin. Setelah membentur sudu arah kecepatan aliran berubah sehingga terjadi perubahan momentum (impulse). Akibatnya roda turbin akan berputar. Turbin impuls adalah turbin tekanan sama karena aliran air yang keluar dari nosel tekanannya adalah sama dengan tekanan atmosfir sekitarnya. Semua energi tinggi tempat dan tekanan ketika masuk ke sudu jalan turbin dirubah menjadi energi kecepatan.

Tenaga yang didapat dari aliran air adalah,P = g h i DimanaP = Daya (J/s or watts) = efisiensi turbin = massa jenis air (kg/m3) g = percepatan gravitasi (9.81 m/s2) h = head (m). Untuk air tenang, ada perbedaan berat antara permukaan masuk dan keluar. Perpindahan air memerlukan komponen tambahan untuk ditambahkan untuk mendapatkan aliran energi kinetik. Total head dikalikan tekanan head ditambah kecepatan head.i = aliran rata-rata (m3/s) PorosPoros berperan meneruskan daya bersama-sama dengan putaran. Pada umumnya poros meneruskan daya melalui sabuk, roda gigi dan rantai, dengan demikian poros menerima beban puntir dan lentur .Ada beberapa macam jenis poros, di antaranya yaitu : Poros Transmisi Spindel Gandar.Q=v*AdenganQ=debitairv=kecepatanairA=luaspenampanaliran

Q=V/tDengan Q debit aliran, V=volume, t = waktu KatrolKatrol adalah suatu roda dengan bagian berongga di sepanjang sisinya untuk tempat tali atau kabel. Katrol biasanya digunakan dalam suatu rangkaian yang dirancang untuk mengurangi jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat suatu beban. Walaupun demikian, jumlah usaha yang dilakukan untuk membuat beban tersebut mencapai tinggi yang sama adalah sama dengan yang diperlukan tanpa menggunakan katrol. Besarnya gaya memang dikurangi, tapi gaya tersebut harus bekerja atas jarak yang lebih jauh. Usaha yang diperlukan untuk mengangkat suatu beban secara kasar sama dengan berat beban dibagi jumlah roda. Semakin banyak roda yang ada, sistem semakin tidak efisien karena akan timbul lebih banyak gesekan antara tali dan roda. PompaPompa adalah alat untuk penambah energi untuk menggerakkkan cairan dari suatu tempat ke tempat lainnya. Oleh karena itu energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja (daya), maka penambahan energi akan menggerakkan/mengalirkan cairan dari suatu tempat ke tempat lainnya baik melalui sarana pembantu seperti pipa, maupun secara langsung. Pada prinsipnya, pompa mengubah energi mekanik motor menjadi energi aliran fluida. Energi yang diterima oleh fluida akan digunakan untuk menaikkan tekanan dan mengatasi tahanan-tahanan yang terdapat pada saluran yang dilalui.Pompa juga dapat digunakan pada proses-proses yang membutuhkan tekanan hidraulik yang besar. Hal ini bisa dijumpai antara lain pada peralatan-peralatan berat. Dalam operasi, mesin-mesin peralatan berat membutuhkan tekanan discharge yang besar dan tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan yang rendah pada sisi isap pompa maka fluida akan naik dari kedalaman tertentu, sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi discharge akan memaksa fluida untuk naik sampai pada ketinggian yang diinginkan.Pada prinsipnya, pompa mengubah energi mekanik motor menjadi energi aliran fluida. Energi yang diterima oleh fluida akan digunakan untuk menaikkan tekanan dan mengatasi tahanan-tahanan yang terdapat pada saluran yang dilalui.Pompa juga dapat digunakan pada proses-proses yang membutuhkan tekanan hidraulik yang besar. Hal ini bisa dijumpai antara lain pada peralatan-peralatan berat. Dalam operasi, mesin-mesin peralatan berat membutuhkan tekanan discharge yang besar dan tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan yang rendah pada sisi isap pompa maka fluida akan naik dari kedalaman tertentu, sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi discharge akan memaksa fluida untuk naik sampai pada ketinggian yang diinginkan.

BAB IIIMETODE PERCOBAANAlat & Bahan

1. Tandon air(reservoir)2. Pipa air3. Katup pengatur air4. Turbin5. Poros transmisi daya6. Pulley7. Tandon air ke 2 8. Pipa air keluar9. Tandon air buanganProsedur PercobaanMenghitung debit air dan energi potensial air1. Memeriksa terlebih dahulu semua komponen peralatan seperti terlihat pada gambar 2. Mengukur diameter dalam pipa 2 dan pipa 8 dengan menggunakan jangka sorong,melakukan 3 kali pengukuran3. Memastikan katup penutup air dalam keadaan tertutup,lalu isi tendon 1 dan tendon 7 sampai penuh4. Menyiapkan stopwatch yang akan digunakan untuk mengukur debit air yang keluar dari pipa 2,menyiapkan penampung air buangan yang berskala5. Membuka katup 3,mencatat waktu yang diperlukan untuk mengosongkan tendon 1 dan catat pula volume air yang ada dibuangan6. Melakukan prosedur 3,4,5 tiga kali pengulangan.Adakah perbedaan hasil pengukuran laju alir melalui persamaan kontuinitas dan hokum kekekalan enegi jika ada perbedaan mengapa demikian?Beri penjelasan!Selain itu ukur pula ketinggian air maksimum yang dapat dicapai pada pipa 8,ini adalah head maksimum yang dapat dicapai oleh pompa7. Mengulangi percobaan 6 dengan mengatur ketinggian pipa 8,yaitu x ketinggian maksimum.Hitung debit yang keluar dari pipa 88. Mengulangi percobaan 7 dengan mengatur ketinggian pipa 8,1/2 x ketinggian maksimum,hitung debit yang keluar dari pipa 89. Mengisi tendon dengan air,dengan volume 1/2 x volume semula,catat waktu yang diperlukan untuk mengosongkan air

BAB IVTUGAS PENDAHULUAN1. Jelaskan fungsi masing masing komponen peralatan yang ada pada mesin hidropower mekanik ? Pulley ( katrol )Suatu roda dengan bagian berongga di sepanjang sisinya untuk tempat taliatau kabel. Katrol biasanya digunakan dalam suatu rangkaian yang dirancang untuk mengurangi jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat suatu beban. Walaupun demikian, jumlah usaha yang dilakukan untuk membuat beban tersebut mencapai tinggi yang sama adalah sama dengan yang diperlukan tanpa menggunakan katrol. Besarnya gaya memang dikurangi, tapi gaya tersebut harus bekerja atas jarak yang lebih jauh. Usaha yang diperlukan untuk mengangkat suatu beban secara kasar sama dengan berat beban dibagi jumlah roda. Semakin banyak roda yang ada, sistem semakin tidak efisien karena akan timbul lebih banyak gesekan antara tali dan roa. Katrol adalah salah satu dari enam jenis pesawat sederhana. Poros transmisiPoros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft. Shaft akan mengalami beban puntir berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-duanya. Pada shaft, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley, sprocket rantai, dll. TurbinTurbin adalah sebuah mesin berputar yang mengambil energi dari aliran fluida. Turbin sederhana memiliki satu bagian yang bergerak, "asembli rotor-blade". Fluida yang bergerak menjadikan baling-baling berputar dan menghasilkan energi untuk menggerakkan rotor. Contoh turbin awal adalah kincir angin dan roda air.

Pompa airPompa air adalah alat yang digunakan untuk memindahkan suatu cairan 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. Prinsip kerja ? TurbinEnergi mekanis dari fluida tertentu di konversi menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran kincir digunakan untuk memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan listrik. Pada pompa energy putar tersebut digunakan untuk memutar turbin yang terdapat pada pompa, sehingga pompa tersebut dapat memindahkan suatu cairan dari suatu tepat ke tempat yang lain. Pompa airCara kerjanya adalah memindahkan energi pada daun/kipas pompa dengandasar pembelokan/pengubah aliran (fluid dynamics). Kapasitas yang di hasilkan oleh pompa sentrifugal adalah sebanding dengan putaran, sedangkan total head (tekanan) yang di hasilkan oleh pompa sentrifugal adalah sebanding dengan pangkat dua dari kecepatan putaran. PulleySaat gesekan diabaikan pada pulley, keuntungan mekanik diperoleh dapatdihitung dengan menghitung jumlah panjang tali mengerahkan gaya padabeban. Karena ketegangan di setiap panjang tali adalah sama dengan gayayang bekerja pada ujung bebas tali, keuntungan mekanik hanya sama dengan jumlah tali menarik beban.3. Jelaskan bahwa mesin ini dapat mengairi sawah yang terletak jauh di permukaan sungai?Sebagaimana diketahui pompa adalah suatu alat untuk menaikan level air, padapompa turbin ganda ini memiliki 2 turbin dimana turbin pertama diputarkan oleh aliran air yang kemudian turbin tersebut dikopel dengan turbin ke dua yang ada di dalam pompa, sehingga pompa tersebut akan menaikan level air.4. Efisiensi adalah?Suatu ukuran dalam membandingkan rencana penggunaan masukan denganpenggunaan yang direalisasikan atau perkataan lain penggunaan yang sebenarnya. Efisiensi juga bias di sebut perbandingan yang terbaik antara input output.

DAFTAR PUSTAKAhttp://www.migas-indonesia.com/files/article/Pump_Performance_Curve.dochttp://halil4.files.wordpress.com/2010/07/pompa-air-dc-2.dochttp://www.migas-indonesia.com/files/article/Cara_Mengkaji_P%26ID_-_Pompa_1.pdfhttp://agungchynta.files.wordpress.com/2007/03/pemanfaatan-tenaga-air.doc