bab ii makalah pompa

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Peneliti Terdahulu

Adapun beberapa peneliti terdahulu yang telah dilaksanakan dan

membahas pompa antara lain, oleh Kadek Mekar Wismana Tahun 2003

merancang dan menguji tentang pompa torak dengan penggerak kincir air pada

rancangannya didapat debit maksimum pompa 3,486 lt/dt pada tinggi pemompaan

statis 1 m dan pada tinggi pemompaan 12 m pompa hanya mampu menghasilkan

debit 0,57 lt/min, efisiensi total rancangan ini memang kecil [2]. Dan rendahnya

efisiensi total rancangan kincir pompa torak di karenakan salah satunya oleh

rendahnya efisiensi kincir. Jumlah sudu sedikit menyebabkan banyak debit input

kincir yang terlewatkan dengan demikian daya input banyak yang terbuang

percuma.

I Made Suarsa tahun 2014 merancang dan menguji tentang pompa torak

yang digerakan kincir air tipe pitch back dengan diameter torak 3,7 cm, panjang

pompa 45 cm, dan pada efisiensi 36,73% pompa mampu menghasilkan debit

0,0636 lt/dt dan daya pemompaan 14,59 watt [3].

I Gusti Putu Wiryawan, tahun 2010 meneliti tentang analisis perfonmance

pompa jet dengan memvariasikan ketinggian nozzle terhadap permukaan air, dari

penelitian yang dilakukan di hasilkan bahwa Semakin rendah posisi nozel

terhadap permukaan air maka performansinya semakin menurun pada ketinggian

hisap 12 meter pada posisi nozzle 60 cm dibawah permukaan air menghasilkan

performaansi yang lebih tinggi dibandingkan dengan posisi nozel yang lebih

tinggi 40 cm di bawah permukaan air sampai 60 cm di atas permukaan air [4].

Kwinnonia Tri Marini Ginting pada tahun 2014 telah meneliti tentang

Pengujian pompa submersible sebagai turbin pembangkit daya tenaga mikro hidro

bahwa dari pengujian dan pembahasan yang telah di lakukan diketahui ujuk kerja

pompa submersible sebagai turbin head rendah pada ketinggian 7 meter

menghasilkan daya turbin sebesar 112,12 watt dan efisiensi pompa submersible

sebagai turbin yang telah di uji, menghasilkan efisiensi maksimum 29,47%. Dan

5

pengaruh ketinggian dan kapasitas terhadap performansi turbin yaitu berbanding

lurus artinya semakin tinggi terjunan sumber terhadap turbin maka semakin besar

daya output yang di hasilkan turbin [5].

Demikian beberapa judul tugas akhir yang dapat penulis temukan

mengenai pompa dan pengembangannya. Dari hasil penelitan diatas penulis

tertarik untuk meneliti bagaimana pengaruh variasi kapasitas kincir air bersudu

lurus terhadap unjuk kerja pompa torak. berawal dari topik tersebut sehingga

penulis mengambil tema pompa kincir sebagai materi tugas akhir dengan judul

“Pengujian Unjuk Kerja Pompa Torak Berpenggerak Kincir Air Sudu Lurus ”

2.2 Landasan Teori

2.2 .1 Pompa dan Kegunaannya

Pompa adalah suatu peralatan yang dipakai untuk mengubah energi

mekanik (dari mesin penggerak pompa) menjadi energi tekan pada fluida pompa

yang ditekan. Pada umumnya pompa digunakan untuk memindahkan fluida dari

suatu tempat rendah ke tempat lain yang lebih tinggi tempatnya dan lebih tinggi

tekanannya ataupun untuk sirkulasi

2.2.2 Kapasitas Pompa (Q)

Kapasitas pompa torak merupakan positif (Positif Displacment Pump) dimana

pemindahan fluida kerja nya adalah volume per volume pompa ini mengeluarkan

cairan dalam jumlah terbatas selama pergerakan piston sepanjang langkahnya.

Akan tetapi tidak seluruh cairan dapat mencapai pipa buang yang di sebabkan

oleh kebocoran.

a. Kapasitas Teoritis (Qth)

Adalah laju aliran ideal pompa tanpa adanya kebocoran internal dan

eksternal (QL)- Kebocoran ini terjadi dalam celah antara silinder dan

piston/plunyer (pada pompa reciprocating), kebocoran di dalam gap antara

impeler dan shroud (pada pompa sentrifugal) dalam satuan volume per waktu.

b. Kapasitas Optimum (Qopt)

Adalah kapasitas pompa jika pompa bekerja pada efisiensi total

maksimum pompa (Qop) dalam satuan volume per waktu.

6

c. Kapasitas Aktual (Qact)

Adalah laju aliran volume fluida yang dialirkan melalui pipa tekan dalam

satuan volume per waktu.

d. Kapasitas Internal /Indikatif (Qi)

Adalah laju aliran di dalam pompa dalam satuan volume per waktu.

2.2.3 Head (H)

Head merupakan tekanan yang dihasilkan oleh pompa. Head pada

umumnya dinyatakan dalam tinggi kolam air dan umumnya dalam satuan meter.

Pressure gauge, vacuum gauge, atau compund gauge digunakan untuk mengukur

head pompa dalam operasinya

Gambar 2.1 Head PompaSumber : Sularso, 2000. hal. 27.

Persamaan energi persatuan berat fluida untuk sistem pompa gambar 2.1 adalah :

L

22

H2g

VdPdZdHP

2g

VsPsZS

dimana:

Zs = Head statis elevasi isap /suction pompa (m)

Zd = Head statis elevasi buang / discharge pompa (m)

Ps = Head statis tekanan isap / suction pompa (N/ni2)

Pd = Head statis tekanan buang / discharge pompa (N/m2)

6






2.2.3 Head (H)







L

22

H2g

VdPdZdHP

2g

VsPsZS

dimana:





6






2.2.3 Head (H)







L

22

H2g

VdPdZdHP

2g

VsPsZS

dimana:





7

Vs = Head dinamis kecepatan fluida pada ujung isap / suction pompa

(m/det).

Hp = Head pompa (m).

HL = Head losses total instalasi perpipaan sistem pompa (m).

= Berat jenis fluida

oleh karena itu head total pompa adalah:

)......(2.2....................H

2

Vs-VdPs-PdZs)-(ZdHP L

22

g

Unjuk kerja pompa umumnya digambarkan dalam kurva Q-H Seperti

gambar 2.2.

Gambar 2.2 Kurva unjuk kerja pompaSumber : Sularso, 2000, hal. 10

2.2.4 Head Losses

Head Losses adalah kerugian-kerugian head pada aliran yang disebabkan oleh

adanya faktor gesek fluida pada dinding dalam pipa, adanya katup-katup, belokan,

dan lain-lainnya. Head Losses ada dua macam yaitu Mayor Losses dan Minor

Losses

Mayor Losses adalah kerugian head yang disebabkan oleh terjadinya gesekan

antara fluida yang mengalir dengan dinding pipa. Mayor Losses dipengaruhi oleh

kekasaran permukaan dinding pipa bagfan dalam, kecepatan aliran fluida serta

7


(m/det).





)......(2.2....................H

2


22

g


gambar 2.2.


2.2.4 Head Losses




Losses




7


(m/det).





)......(2.2....................H

2


22

g


gambar 2.2.


2.2.4 Head Losses




Losses




8

panjang pipa. Besarnya Mayor Losses dapat dihitung dengan rumus Darcy

Weisbach sebagai berikut :

2g

V.

D

Lf.h

2

MaL,

....................................................................(2.13)

Dimana:

hL,ma = Mayor Losses (m)

f = Faktor gesek pipa

L = Panjang pipa (m)

D = diameter pipa bagian dalam (m)

V = Kecepatan aliran fluida (m/s)

G = Percepatan gravitasi (m/s2)

a. Minor Losses

Minor Losses adalah kerugian-kerugian yang disebabkan oleh adanya

belokan-belokan, katup-katup, percabangan dan juga karena terjadinya perubahan

luas penampang pipa saluran. Besarnya minor losses dapat dihitung dengan

humus

2g

Vk.

2

, MiLh.......................................................................................(2.14)

Dimana :

hL,mi = Minor Losses (m)

k = faktor gesek

v = kecepatan rata-rata aliran fluida (m/s)

g = Percepatan gravitas (m/s2)

2.2.5 Faktor Gesek pada Pipa

Faktor gesekan dalam pipa merupakan fungsi dari bilangan Reynold (Re )

dan kekasaran relatif permukaan (e/D). Kekasaran relatif permukaan merupakan

perbandingan antara kekasaran absolut dinding pipa bagian dalam dengan

diameter pipa. dengan mengetahui angka kekasaran absolut pipa, maka faktor

gesekan dapat dilihat pada diagram Moody, dengan cara menghubungkan ( e/D )

dengan bilangan Reynold (Re)

9

Gambar 2.3 : diagram mody mencari friction factorSumber : Victor s Dan Bejamin W

Bilangan Reynold di dapat dengan rumus

.V.D

Re...............................................................(2.15)

Dimana :

Ρ =Masa jenis zat cair (kg/m3)

V = kecepatan aliran (m/s)

D = diameter pipa (m)

= viskositas kinematis (m2/s)

Untuk aliran laminer, faktor gesekan dapat pula dihitung secara matematis

tetapi tidak ada hubungan dengan bilangan Reynols pada aliran turbulen, yaitu:

Re

64f

..................................................................................................(2.16)

Dimana:

F = faktor gesek

Re = bilangan Reynold

10

2.2.6 Aliran Air Dalam Pipa

Melalui persamaan kontinuitas hubungan antara kecepatan aliran fluida, luas

penampang pipa dan debit aliran zat cair dapat ditentukan dengan rumus:

....(2.17)......................................................................V.A.......Q

Dimana:

Q = debit zat cair (m3/s)

V = kecepatan aliran air dalam pipa ( m/s )

A = luas penampang pipa ( m2)

2.2.7 Daya

Gambar 2.4 Daya PompaSumber : Sularso.2000. hal,10

a. Daya Output Pompa (Water Horse Power)

Adalah daya efektif untuk Qact dan He.

.He.g.QWHP act .............................................................................(2.18)

opηPsh.Pe

Dimana :

Pe = daya output/efektif pompa (Watt)

WHP = daya air pompa/water horse power (Watt)

ηop = efisiensi total pompa

ᵧ = berat jenis fluida (N/m3)

Qact = kapasitas actual (m3/S)

H = head efektif (m)

11

b. Shaff Power

Daya poros adalah daya yang masuk poros pompa yang diberikan oleh

mesin penggerak mula (prime mover) seperti terlihat pada gambar 2.4. kurva daya

penggerak pompa dapat dilihat seperti gambar 2.5.

)19.2.....(............................................................η

WHPSHP

opo

c. Daya Motor

.PηPem mmot.

Dimana :

Pem = daya output moto (Watt)

Pm = daya listrik untuk motor (Watt)

ηmot= efisensi motor

Gambar 2.5 Daya Penggerak PompaSumber : Sularso.2000. hal,10

2.2.8 Effisiensi

a. Effisiensi Hidrolis

Adalah efisiensi yang disebabkan oleh adanya kerugian head akibat gesekan

antar partikel fluida dan dengan dinding rumah pompa.

)21.2..(........................................Hth

He

hpHe

hp-He

Hi

Heηh

........................................ (2.20)

12

g2

Vi-Voh

Pi-PoHe

22

ghpHHHi Leth

Dimana :

Η = efisiensi hidrolis

He = head efektif pompa (m)

Hi = head indikatif (m)

b. Efisiensi Volumetris

Adalah efisiensi yang disebabkan oleh adanya kebocoran (sejumlah QL) fluida

dari dalam rumah pompa keluar, misalnya lewat seal-seal pompa.

)22.2....(........................................QQ

Qa

Qi

QηLact

ctactv

Dimana :

vη = efisiensi volumetric

Qact = kapasitas actual (m3/S)

Qi = kapasitas indikatif (m3/S)

c. Efisiensi Internal/Indikatif

Akibat kerugian head dan kapasitas yang terjadi pada pompa maka akan

menyebabkan kerugian daya.

v11 .ηηPi

Pη ........................................................(2.23)

Dimana :

Η1= efisiensi internal

Pe = daya efektif pompa (Watt)

Pi = daya indikatif pompa (Watt)

d. Efisiensi Mekanis

Adalah efisiensi akibat kerugian gesekan antara bantalan dan poros

pompa.

Psh

PmfPsh

Psh

Piη m

............................................(2.24)

Dimana :

ηm = efesiensi mekanis

13

Pi = daya indikatif (Watt)

Psh = daya poros (Watt)

Gambar 2.6 Daya Penggerak PorosSumber : Sularso.2000.hal .10

e. Efisiensi Total atau Operasional

Adalah perbandingan antara daya air dengan daya yang masuk ke poros

pompa. Kurva efisiensi pompa dapat dilihat pada gambar 2.6.

)25.2.......(........................................η.η.ηPsh

Pe

SHP

WHPη mvhop

Di mana:

WHP = daya air pompa (Watt)

SHP = daya poros (Watt)

2.2.9 Net Positive Suction Head (NPSH)

NPSH adalah tinggi isap total dikurangi tekanan uap absolut (dalam

tinggikolom fluida yang dipompa)

a. NPSH yang tersedia (NPSHA)

NPSHA (dalam satuan meter kolom fluida) adalah head

yang dimiliki oleh fluida pada sisi isap pompa dikurangi tekanan uap

jenuh fluida ditempat tersebut.

2g

VshZ

v

PvPaNPSH

2

LssA

Dimana :

Pv = Tekanan penguapan dari fluida/zat cair pada terperatur cairan di

dalam impeler (N/m2)

................................ (2.26)

14

v= Berat jenis fluida/zat cair pada termperatur cairan di dalam impeler

(N/m3)

a. NPSH yang diperlukan (NPSHR)

(NPSHR) (dalam satuan meter kolom fluida) adalah head tekanan yang

besarnya sama dengan penurunan tekanan di dalam pompa. Grafik NPSHR ini

biasanya dapat diperoleh dari pabrik pembuat pompa.Sebagai pendekatan dapat

dihitung dengan persamaan berikut

3,0(NPSH R Q.60

n0,5).

Atau : 2g

VaPsPaNPSH R

Dimana :

N = Putaran pompa (rpm)

Q = Kapasitas pompa (m3/det)

Pa = Tekanan atmosfer (N/m2)

Ps = Tekanan ukur (N/m2)

Vs = Kecepatan fluida isap (m/det)

Pv = Tekanan fluida (N/m2)

NPSH tersebut diatas sangat penting untuk dihitung untuk mengecek

kemungkinan terjadinya kavitasi pada instalasi pompa. Syarat agar tidak terjadi

kavitasi adalah:

RA NPSHNPSH

Jadi NPSHA yang tersedia harus lebih besar dari NPSHR yang dibutuhkan pompa.

........... (2.27)

.................................... (2.28)

15

2.3. RECIPROCATING PUMP

2.3.1 Prinsip Kerja

Pompa reciprocating adalah pompa perpindahan positif (positive

displacement pump) yang merubah energi mekanis mesin/motor penggeraknya

menjadi energi aliran fluida dengan menggunakan bagian pompa yang bergerak

bolak-balik (piston/plunger di dalara silinder).

2.3.2. Klasifikasi

Pompa reciprocating dapat diklasifikasikan dalam berbagai tinjauan.

1) Berdasarkan gerakannya (action)

a. Single Acting Pump

b. Double Acting Pump

2) Berdasarkan tekanannya

a. Low Pressure Pump ( < 5 arm.)

b. Medium Pressure Pump ( 5 ~ 50 atm.)

c. High Pressure Pump ( > 50 atm.)

3)Berdasarkan kapasitasnya

a. Low Capacity Pump (< 20 mVjam)

b. Medium Capacity Pump (20-60 mVjam)

c. High Capacity Pump (> 60 m3/jam)

4) Berdasarkan putarannya (Rpm)

a. Low Rpm Pump (< 80 Rpm )

b. Medium Rpm Pump (80 ~ 150 Rpm)

c. High Rpm Pump (150-350 Rpm )

d. Extra-High Rpm Pump (350 ~ 750 Rpm)

5) Berdasarkan fluida yang dipompa

a. Water Pump

b. Oil Pump

c. Fuel Pump

d. Dsb.

6) Berdasarkan konstruksinya

a. Torak / Plunger Pump

b. Simplex, Duplex, Triplex Pump

16

c. Vertical, Inclined, Horizontal Pump

7) Berdasarkan cara menggerkarmya

a. Power Pump

b. Direct Acting Pump

2.3.3. Single Acting Pump

Piston/plunger digerakkan tidak langsung oleh prime-mover,

melainkan melalui mekanisme engkol

Gambar 2.7 Skema Single acting - Power PumpSumber : Nouwen 1994

Pada saat piston bergerak ke kanan akan terjadi langkah isap, dan

sebaliknya bergerak ke kiri terjadi langkah tekan/buang. Pada saat mula langkah

isap hanya udara yang terisap dan permukaan cairan di dalam pipa isap akan

makin naik, kemudian campuran cairan dan udara, selanjutnya cairan saja. Pada

umunya pada pipa isap dilengkapi dengan vacuum-chamber dan pada pipa

tekan/buang dilengkapi air-chamber.

Tinggi fluida dapat naik daiam pipa isap dalam satu siklus adalah:

Pa = Ps + Y.hs........................................................................(2.29)

ppp

asa

s

P

1

.PV

A.S1

PY

1

Y

PPh

Jika pp = pa, maka:...............................................................(2.30)

A.S

P1Y

Ph

p

as

17

Dimana:

Vp = Volume pipa isap yang tidak ditempati fluida sebelum dihubungkan

dengan silinder melalui klep isap (m3)

pp = Tekanan dalam pipa isap sebelum dihubungkan dengan silinder

melalui klep isap (N/ m2)

S = Stroke/panjang langkah (m)

A = Luas penampang plunger (m2)

Displacement pompa adalah:

dQ = Ads - A.c.dt

Jarak yang ditempuh plunger adalah:

x-r(l-cosß)

Kecepatan sesaat plunger adalah:

c = r.(ω. Sinß

Jadi untuk satu langkah plunger:

180

0

A.SβA.r.sinβ.rQ

Maka kapasitas teoritis pompa adalah:

/detm60

nA.S.zQ 3 .......................................(2.31)

Dimana:

Z = jumlah piston

n = putaran (rpm)

Kapasitas aktual pompa adalah:

Qact = nv.Qt (m3/det).........................................................(2.32)

Variabilitas aliran adalah:

43,1πQ

Qδratarata

maxv

........................................................(2.33)

18

2.3.4. Double Acting Pump

Gambar 2.8 : Skema pompa kerja gandaSumber: Nouwen 1994

Pada saat torak/piston bergerak ke kanan katup isap bagian dari kanan

tertutup, sedangkan katup isap bagian kiri terbuka maka air masuk pada katup isap

bagian kiri begitu juga sebalik nya katup buang kiri tertutup dan air keluar pada

katup buang kanan. Dan torak atau piston bergerak ke kiri, sehingga pompa

kerjaganda ini mampu mentransportasi air secara terus menerus. Apabila pompa

ini bekerja ganda artinya bila pompa menghisap pada satu sisi torak, zat cair di

balik torak akan di kempa ke seluruh kempa. Maka dari itu aliran zat cair mengalir

secara teratur bila di bandingkan dengan keadaan pompa kerja tunggal.

b. Menurut Kapasitas.

1. Pompa yang berkapasitas rendah (< 20 m3/jam)

2. Pompa yang berkapasitas medium (20-60 m3/jam)

3. Pompa yang berkapasitas tinggi (> 60 m3/jam)

c. Menurut cara pergerakan pompa

1. Pompa yang digerakan secara tidak langsung (a power pump)

2. pompa yang di gerakan langsung (a direct acting pump)

2.3.5 Dimensi Dasar Pompa Torak

Dalam menghitung diameter silinder pompa torak yang berdasarkan pada

kecepatan piston [Khetagurov,1974] maka diameer pompa adalah:

D= . . =..............................................................................................(2.34)

19

Untuk menentukan panjang langkahnya, maka:= , = . .............................................................................(2.35)

Nilai = dapat di lihat pada tabel (2.2)

Dimana :

Cm = mean piston velocity (m/dt), nilai Cm dapat dilihat pada tabel (2.1)

K = koefisien Langkah Tekan

= Efisiensi volumeterik, nilai dapa tdilihat pada tabel (2.1)

Nilai untuk koefisien langkah tekan (k) sudah ditentukan sebagai berikut:

Simplex single acting k=1

Simplex double acting k =2

Untuk menentukan putaran engkol pompa yang tepat supaya proses hisapnya

menjadi normal untuk pompa cairan yang kekentalannya bermacam macam dapat

dilihat pada tabel (2.1), (2.2) di bawah ini:

Tabel 2.11 efisiensi Volumetrik dan rata rata kecepatan piston menurut jenis dan

diameter pompa.

Type and cylinder of pump Volumetric eficinci Mean Piston Velocity

(Cm) m/dtNew pump Used Pump

Low capacity power pump 50 mm 0,85 to 0,95 0,8 to 0,85 0,2 to 0,5

Medium Capacity power 0,90 to 0,97 0,85 to 0,92 0,5 to 0,9

Pump 50 – 150 mm

High capacity power pumps 0,95 to 0,99 0,9 to 0,95 1 to 2

Over 150 mm

Direct acting pump 0,96 to 0,99 0,92 to 0,95 0,2 to 0,7

Hand pumps 0,90 to 0,95 0,85 to 0,9 0,05 to 0,15

Hand fire pump 0,95 to 0,99 0,80 to 0,95 0,3 to 0,5

Sumber : [Khetagurov 1974]

20

Tabel 2.12 Putaran poros dan tipe pompa

Type of pump N ,rpm =Low speed power pumps From 40 to 80 2,5 to 2,0

Moderate speed power pumps From 80 to 90 2.0 to 1,2

High speed power pump From 150 to 350 1,2 to 0,5

Extra high speed power pumps From 350 to 750 0,5 to 0,2

Direct acting pumps From 25 to 130 1,75 to 1,0

Hand pumps From 20 to 45 2,0 to 0,8

Hand fire pumps From 30 to 60 3,5 to 2,5

Sumber : [Khetagurov 1974]

2.4 Sistem Perpipaan

Sistem perpipaan sangat penting bagi sistem air bersih dimana sistem

perpipaan merupakan media untuk mengalirkan air. Pada sistem air bersih sistem

perpipaan meliputi pipa transmisi, pipa distribusi, perlengkapan pipa (valves,

fittings, flanges, dll)

2.4.1 Sistem Transmisi Air Bersih

Sistem transmisi air adalah sistem yang berfungsi mengalirkan air dari

sumber air menuju titik awal distribusi/reservoir. Perencanaan pipa transmisi

diusahakan lurus/tanpa belokan tajam, karena akan menambah head loss.

2.4.2 Sistem Distribusi Air bersih

Sistem distribusi air adalah sistem yang langsung berhubungan dengan

konsumen, yang mempunyai fungsi pokok mendistribusikan air yang telah

memenuhi syarat ke seluruh daerah pelayanan. Sistem ini meliputi unsur

perpipaan dan perlengkapan, tekanan yang tersedia, sistem pemompaan (bila

diperlukan), dan reservoir distribusi (Damanhuni, 1989).

2.4.3 Jenis-Jenis Pipa

Secara umum jenis-jenis pipa yang digunakan pada sistem transmisi dan

distribusi adalah :

1. Cast iron

2. Baja (steel)

3. Beton (concrete),

21

4. Asbestos cement

5. Plastic

a. low density polythene pipe (LDP)

b. high density polythene pipe (FIDP)

6. Polyvinyl Chloride Pipe (PVC /Unplasticed)

2.4.4 Katup dan Sambungan (Valves and Fittings)

Sistem perpipaan air mencakup beberapa perlengkapan sebagai bagian dari

sistem perpipaan. Katup, sambungan, dan perlengkapan-perlengkapan lain

dgunakan di dalam sistem perpipaan untuk mencapai beberapa kriteria dari

operasi perpipaan. Katup bisa digunakan untuk menghubungkan antara jalur

perpipaan dan fasilitas penampungan begitu pula antara sistem pemompaan

dengan tangki penampungan. Menurut (Soegiharto) pengertian katup sendiri

adalah komponen yang dapat digunakan untuk membuka, menutup, mengurangi,

mengontrol, menstabilkan fluida terhadap suhu, tekanan dan melindungi peralatan

proses dari kerusakan. Ada banyak jenis katup, dimana setiap katup mempunyai

fungsi khusus masing-masing, yang dapat dilihat pada tabel berikut.

22

Tabel 2.13 Jenis katup beserta fungsinya.

No. Jenis Katup Fungsi Katup1. Katup Gerbang

(Gate Valve)Membuka atau menutupaliran, dapat terbukasebagian atauseluuruhnya. Namunsebaiknya tidak untukmengatur aliran.

2. Katup Globe(Globlve)

Membuka atau menutupaliran sepenuhnya.

3. Katup Sudut(Angle Valve)

Mengatur aliran

4. Katup Bola (BallValve)


5. Katup Sumbat(Plug Valve)


6. Katup Jarum(Needle Valve)

Mengatur aliran.

7. Katup Diafragma(DiaphargmValve)

Mengatur, membukamaupun menutup aliran.Menghasilkan alirantanpa riak.

8. Katup Cek(Check Valve)

Mencegah aliran balik.

9. Katup Pengatur(Control Valve),terdapat duajenis yaitu SwingCheck Valve danHorizontal LiftCheck Valve

Mengatur tekanan, dimanatekanan dikurangi danuntuk menjaga terustekanan tertentu padabagian yang lebih kecil.

10. Katup kupu-kupu(Buterfly Valve)

Mengatur aliran.

11. Katup PelepasUdara (Air ReliefValve)

Untuk melepaskan udarayang terperangkap didalam aliran danmencegah terbentuknyakantung udara.

12. Katup PelepasTekanan(Pressure ReliefValve)

Untuk melindungi fasilitasdan sistem perpipaan darikelebihan tekanan sistemakibat gangguan yangterjadi pada sistem.

Sumber : (Raswari, 1986 dan T. Chrisopher Deckinson, 1999)

23

Sedangkan untuk sambungan umumnnya adalah menggunakan siku

(elbow) dan T (tee). Tee di bagi menjadi dua yaitu tee plane dan tee-Y, seperti

pada gambar 2.11. Untuk tabel panjang ekuivalen katup dan sambungan, akan

dilampirkan disini.

Tabel 2.14 Panjang Equivalen dari katup dan sambunganDeskripsi L/D

Katup Gerbang 8

Katup Globe 340

Katup Sudut 55

KatupBola 3

Katup sumbat 18

Katup Cek Berayun 90

Katup Cek Angkat 100

Siku Standar

90° 30

45° 16

90° dengan radius panjang 16

T standar

Melalui jalur utama 20

Melalui cabang 60

24

Gambar 2.14 Jenis - jenis tee

Sumber: (www.azpartsmaster.com dan www.atibaba.com

2.4.5 Pembesaran dan Pengecilan Pipa

Pembesaran dan pengcilan pipa ikut menyumbang losses dalam

bentuk minor losses. Dimana pembesaran ataupun pengecilan pipa

dapat dibedakan menjadi dua yaitu pembesaran dan pengecilan secara

tiba-tiba ataupun pembesaran dan pengcilan secara gradual (membentuk

sudut).

Gambar 2.15 Pembesaran dan pengecilan pipa secara tiba-tiba

Sumber : (Menon, E.S, 2005)

24








sudut).



24








sudut).



25

Tabel 2.16 Koefisien pembesaran pipa secara tiba-tiba

A1/A2 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Cc 0.585 0.624 0.632 0.643 0.695 0.681 0.712 0.755 0.813 0.892 1.000

Sumber : (Menon, E.S,2005)

Tabel 2.17 Koefisien pengecilan pipa secara tiba-tiba

A1/A2 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Cc 0.50 0.48 0.45 0.41 0.36 0.29 0.21 0.13 0.07 0.01 0

Sumber : (Sularso dan Haruo Tahara, 1983)

Pada pembesaran dan pengecilan pipa secara tiba-tiba dapat dilihat pada

gambar 2.12. Sehingga head loss dapat dicari dengan :

hf =g

v

Cc 21

1 22

...................………………………(2.49)

Pada pembesaran dan pengecilan pipa secara gradual dapat dilihat pada


hf =

g

vvCc

2

221 ..............………………………(2.50)

Gambar 2.18 Pembesaran atau pengecilan pipa secara gradualSumber : (Menon, E.S, 2005)

25


A1/A2 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Cc 0.585 0.624 0.632 0.643 0.695 0.681 0.712 0.755 0.813 0.892 1.000



A1/A2 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Cc 0.50 0.48 0.45 0.41 0.36 0.29 0.21 0.13 0.07 0.01 0




hf =g

v

Cc 21

1 22

...................………………………(2.49)



hf =

g

vvCc

2

221 ..............………………………(2.50)


25


A1/A2 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Cc 0.585 0.624 0.632 0.643 0.695 0.681 0.712 0.755 0.813 0.892 1.000



A1/A2 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Cc 0.50 0.48 0.45 0.41 0.36 0.29 0.21 0.13 0.07 0.01 0




hf =g

v

Cc 21

1 22

...................………………………(2.49)



hf =

g

vvCc

2

221 ..............………………………(2.50)


26

Gambar 2.19 Diagram Koefisien pembesaran pipa secara gradualSumber: (Menon,E.S, 2005)

2.4.6 Reservoir

Reservoir adalah bangunan yang berfungsi untuk mengatasi beban puncak,

menampung air yang telah diolah dan memberi tekanan. Jenis reservoir meliputi :

1. Ground Reservoir

Bangunan penampung air bersih yang terletak di bawah permukaan tanah.

2. Elevated Reservoir

Adalah bangunan penampung air bersih yang terletak di atas tanah dengan

ketinggian tertentu sehingga tekanan air pada titik terjauh masih tercapai.

Volume tanki reservoir yang akan dibuat pada sistem air bersih yaitu :

Vtanki = 30% x Kebutuhan air penduduk ………..........……(2.42)

a. Pipa

Epanet mengasumsikan bahwa pipa selalu penuh setiap saat.

Input :

Diameter pipa (mm)

Panjang pipa (m)

Koefisien kekasaran pipa

Kondisi pipa (open, close, atau terpasang check valve)

Output :

Laju aliran (Flow) (liter/dt)

Kecepatan (Velocity) (m/dt)

Kehilangan tekanan (Head loss) (m)

Friction factor

27

Kehilangan tekanan (head loss) akibat gesekan air dengan dinding pipa pada

Epanet 2.0 dapat dihitung menggunakan persamaan Hazen Williams, Darcy-

Weisbach atau Chezzy-Manning.

a. Persamaan Hazen-Williams

Persamaan Hazen-Williams biasanya dipakai untuk menghitung kerugian

head pada pipa yang relativ panjang, tidak dapat digunakan untuk caiaran selain

air dan hanya untuk aliran turbulen.

HL =871,4852,1

852,1727,4

DC

LQ............……………………..….(2.51)

Dimana:

HL= headloss dalam (m)

Q = debit aliran dalam (liter/dt)

L = panjang pipa dalam (m)

D = diameter pipa dalam (mm)

C = koefisien kekasaran (faktor Hazen-Williams)

28

Tabel 2.20 Koefisien kekasaran pada pipa

Material Hazen-Williams C

(unitless)

Darcy-Weisba

ch (Feet x

103)

Chezzy-Manni

ng(unitles

s)

Cast iron 130 –140

0.85 0.012 –0.015

Concreteorconcretelined

120 –140

1.0 – 10 0.012 –0.017

Galvanized iron

120 0.5 0.015 –0.017

Plastic 140 –150

0.005 0.011 –0.015

Steel 140 –150

0.15 0.015 –0.017

Vatriviedclay

110 0.013 –0.015

Sumber: (Menon,E.S, 2005)

b. Pompa

Data pompa yang dimasukkan adalah kurva pompa, yaitu :

Input :

Laju aliran (flow) (liter/dt)

Head pompa (m)

c. Valve

Valve berfungsi utuk mengatur tekanan atau laju aliran pada titik khusus pada

sistem air.

Input :

Diameter valve (mm)

Tipe valve dan setting sesuai jenis katupnya

Kondisi valve (open close, none)

29

Output :

1. Laju aliran (flow) (liter/dt)

i. Kecepatan (velocity) (m/dt)

ii. Kehilangan tekanan (Headloss) (m)

2. Komponen - Komponen non-fisik

a. Pola Waktu (Time Pattern)

Pola waktu (Time Pattern) berupa kumpulan faktor

pengali yang dapat diaplikasikan sebagai kuantitas yang

bervariasi terhadap waktu.

b. Kurva (Curve)

Kurva adalah objek yang mengandung rangkaian data

yang menjelaskan hubungan antara dua besaran. Kurva pada

Epanet 2.0 terdiri dari :

i. pump curve

ii. head curve

iii. volume curve

iv. efisiensi curve

c. Kontrol (Controls)

Controls adalah pernyatan yang menjelaskan bagaimana

sistem dioperasikan sepanjang waktu. Secara khusus terdiri dari

status dan link yang terpilih sebagai fungsi dan waktu, level air

pada tanki, dan tekanan pada titik terpilih dalam sistem air.

30

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Rancangan Sistem Pemompaan

`Seperti di bahas sebelum nya unjuk kerja pompa ini di dapatkan dari

daya yang di hasilkan oleh putaran kincir yang dapat menggerakan pompa. Daya

yang di hasilkan kincir air di transmisikan melalui sistem puli menuju ke pompa

torak sehingga dapat menjangkau head pemompaan yang diperlukan. Adapun

sekema dan alat2 yang di perlukan untuk melakukan pengambilan data:

Gambar 3.1 : Skema pengujian pompa Torak

Gambar 3.1 : kincir Air Sudu Lurus penggerak pompa torak

31

3.2 Spesifikasi Pompa

Pompa Yang di gunakan dalam pengujian ini adalah tipe pompa torak

merek Shanchin SCN 30 dengan 3 Plunger. Berikut adalah Spesifikasi nya

Merek : SANCHIN

Type : SCN 30

Dimension : 390 X 320 X 360 mm

Weight : 12 kg

Capacity : 30 L/min

Power Required : 1- 2,2 kw/ 1,5 – 3 Hp

Plunger : 30mm x 3

Max presure : 50 Kg/cm2

Normal Operating Pressure : 20 – 3kg/cm2

3.2 Pengukuran Debit Aliran Air

Adapun tujuan dari pengambilan data ini agar penulis bisa mengetahui

Q kapasitas pemompaan dengan pengaaruh loses di jaringan pipa daripipa ½ ke

pipa ¾.

a. material (per titik pengambilan)

Gambar 3.3: Contoh pengukuran debit air.

Gambar 3.2 :Pompa Shanchin SCN 30

32

- stop kran ball type ¾ ” 2 pcs.

- T ¾ 1 pcs.

- Knee 90 ‘ ¾ “ 1 pcs.

- Pipa ¾ “ 50 cm

- gergaji besi.

- selang flexible ¾” 15 cm

- Gelas ukur

- lem Kubota.- stop watch

b. metode pengukuran

1.tutup keran penstock ( gabung dengan pekerjaan pengukuran debit

penstock).

2. pasang assembly T + keran di 5 titik pengukuran dan biarkan pada

posisi terbuka

3. buka keran penstock ( gabung dengan pekerjaan pengukuran debit

penstock dan rpm berbeban )

4. buka keran atas pada assembly titik 1 dan tutup keran bawahnya.

5.ukur waktu yang diperlukan untuk mencapai volume 2 liter dimulai pada

titik 1.

6.tutup keran atas dan lanjutkan pada titik 2 dst.

3.3 Pengukuran ketinggian (Z) dan Panjang Pipa

a.Material

-gps

-meteran

b. metode pengukuran

1.siapkan alat GPS untuk mencatat ketinggian posisi pompa dan

titik pengujian debit air dan catat kordinat nya

2.Kemudian siapkan alat ukur meteran untuk mengetahui panjang

Pipa

c. Parameter

1.posisi ketinggian dari sea level.

33

2.panjang pipa.

3. data dapat di lihat di tabel hasil pengukuran

3.4 Pengukuran tekanan akibat panjang pipa dan bukaan penstok

a. Material

- 1 buah presure gauge yang suddah

di disain

- 2 buah cek valve di setiap titik

Pengujian

- sock drat ukuran ¼ dan 1/2

- pipa 2 pcs diameter ¼ dan

-gergaji besi.

lem pipa

b. Metode Pengukuran.

1.sama hal nya dengan pengujian data debit air ada 4 kali

pengujian

2. siapkan alat shock drat, chek valve searah pipa utama dan

tegak lurus mengarah ke atas

3. potongan pipa yang di siapkan pasang Presure gauge di atas

pipa T

4.dalam keadaan pompa hidup buka pada pen stock ¼,1/2,3/4,

full

5.kemudian tutp chek valve ke arah pipa utama

6.kemudian baca tekanan yang ada di alat presure gauge

7. lanjutkan pengujian tersebut hingga titik 5-

c. Parameter

- tekanan yang terbaca

- hasi uji bisa di lihat di tabel pengukuran

Gambar 3.3 PresureGauge

34

3.5 Diagram Alir Pengujian

Jika digambarkan dalam bentuk diagram alir,tahapan masing-masing

pengujian akan menjadi:

1. Pengujian debit air, pengujian tekanan pada pipa, pengambilan data

panjang pipa dan elevasi nya

Diagram alir pengujian:

A

Persiapan Alat Uji: 1 unitpompa,,meteran, gps, Stopwatch, presure gauge, gelasukur, chek valve,

Pengujian

Bukaan valve¼ FO

Bukaan valve1/2 FO

Bukaan Valve3/4 FO

Bukaan valveFO

Z1= 1084,2 M

Lp1 =439,5

Z2= 1127,1m

Lp2=900,55m

Z3= 1176,9m

Lp3=1301,16m

Z4=1222,5m

Lp4=1388,42mm

Pencatatan data:Q pemompaan.......?P......?

Mulai

Z5=1234.5m

Lp4=1234.5mm

35

A

Pengolahan data Daya Pemompaan?

Pp = .g. Q. Hp

Head pompa?HP= Hd-HS

ηm =

Analisa Grafik

Kesimpulan

Stop

Plot Grafik

bab ii makalah pompa

Documents