Irigasi Pompa

Dr. Haryono Putro

Pendahuluan

Tujuan instruksional khusus: mahasiswa mampu: a) memahami, membuat konstruksi dan pemeliharaan

sumur; b) memahami perhitungan dan penerapan dalam irigasi

pompa; c) memahami perhitungan biaya air pompa dan

perencanaan untuk agribisnis tanaman hortikultura beririgasi

Konsep DasarSI units (International Metric System) digunakan dalam buku ini. Satuan dasar dalam unit SI adalah sebagai berikut:

Pengukuran Unit Simbol

Panjang Meter M

Volume Meter kubik m3

Massa Kilogram Kg

Gaya Newton N

Tekanan Tekanan dalam hidrolika merupakan gaya pada luasan

bidang tertentu. Umumnya dinyatakan kilonewton per meter persegi

(kN/m2). Satuan lain bar, 1 bar=100kN/m2. Operasional irigasi curah (splinker irrigation)= 3

bar=300kN/m2 yang berarti setiap luasan 1m2 pada pipa bagian dalam dan pompa mempunyai gaya seragam sebesar 300kn.

Konversi satuan:1 bar=14,7 lbf/in2=1kgf/cm2=100kN/m2

Pengukuran Tekanan Tekanan air dalam pipa dapat diukur dengan Bourdon Gage. Di dalam alat ini

terdapat suatu tabung (tube) berbentuk lengkung yang akan meregang apabila di bawah tekanan. Tabung ini disambungkan dengan penunjuk berskala sehingga besarnya tekanan dapat dibaca. Teknisi biasanya juga mengacu tekanan sebagai tekanan head dalam satuan meter kolom air. Jika pengukur Bourdon digantikan dengan slang vertikal, maka air dalam slang akan naik sampai ketinggian tertentu sesuai dengan besarnya tekanan. Jika tekanannya 1 bar maka air akan naik setinggi sekitar 10 meter.

Head tekanan (m)=0,1x tekanan (kN/m2)=10x tekanan (bar)

Tekanan Atmosfer

Tekanan atmosfir adalah tekanan dari atmosfir udara sekeliling kita, menekan kebawah tubuh kita pada permukaan bumi. Meskipun udara kelihatannya ringan, jika mempunyai kolom udara yang besar pada permukaan bumi akan menghasilkan tekanan sekitar 100 kN/m2 atau ekivalen dengan 1 bar atau 10 m kolom air

Tekanan atmosfir= 100kN/m2=1 bar=10m kolom air

Debit Laju air mengalir per satuan waktu dalam pipa atau saluran disebut

dengan kecepatan (velocity) yang dinyatakan dengan satuan m/detik. Debit (discharge) adalah volume air mengalir dalam pipa atau saluran per satuan waktu yang dinyatakan dengan m3/detik.

Sebagai contoh air mengalir dalam pipa berdiameter 100 mm pada kecepatan 1,5 m/detik. Maka dalam 1 detik sejumlah air akan mengalir dalam pipa dengan volume sama dengan kecepatan dikalikan dengan luas penampang aliran yakni 1,5 x 0,008 = 0,012 m3/detik.

Pengukuran Debit Debit dapat diukur dengan berbagai cara antara lain: a) flow meter dimana jumlah putaran baling-baling per satuan waktu

dikonversikan ke penunjuk berskala dalam satuan debit; b) Dengan secara langsung menggunakan wadah yangdiketahui

volumenya dan pengukur waktu (stopwatch) yang diperlukan untuk mengisi penuh wadah tersebut;

c) Di saluran terbuka dapat menggunakan sekat ukur. Debit aliran (m3/detik) = luas penampang aliran (m2) x Kecepatan (m/detik)

Energi Dengan energi kita mampu bekerja. Dalam pemompaan energi diperlukan

untuk mengangkat air dengan debit tertentu. Energi air dipasok oleh suatu pompa yang bergerak dengan tenaga manusia atau motor dengan menggunakan tenaga matahari, angin atau bahan bakar.

Pengukuran EnergiEnergi biasanya diukur dalam satuan Watt-jam atau Watt-hour (Wh atau W-jam). Karena nilai 1 Wh ini sangat kecil maka satuan yang biasanya digunakan adalah kilowatt-jam (kWh) dimana 1 kWh = 1.000 Wh. Beberapa gambaran umum nilai energi yang digunakan untuk pekerjaan tertentu adalah: a) Seorang petani bekerja di sawah menggunakan energi sekitar 0,2 – 0,3 kWh setiap

hari b) Kipas angin di atas meja menggunakan energi 0,3 kWh setiap jam c) AC menggunakan energi sekitar 1 kWh setiap jam

Perhatikan bahwa periode waktu selalu diberikan jika menerangkan jumlah energi yang diperlukan. Misalnya petani memerlukan energi 0,2 kWh setiap hari untuk bekerja, energi tersebut dipasok dari makanan yang dimakan setiap hari. Dalam irigasi jumlah energi yang diperlukan ditentukan dalam satuan waktu harian, bulanan atau musiman.

Sumber Energi Energi dapat berasal dari makanan (bagi manusia dan hewan), dari bahan

bakar fossil, dari angin dan matahari (untuk mesin dan motor). Tabel dibawah memberikan gambaran nilai energi untuk makanan, bahan bakar fosil dan sumber energi lainnya.

Bahan Energi Efisiensi (%)

Keterangan

Jagung 1 kWh/kg 10 Sebagai konsumsi manusia dan hewan

Kayu 4 kWh/kg 10

Diesel 11 kWh/liter 20 Kadang-kadang dinyatakan sebagai konsumsi bahan bakar (0,09 lt/kWh utk diesel dan 0,11 lt/kHh utk bensin

Bensin 9 kWh/liter 10

Angin 0,01-41 kWh/m2

20 Utl lesepatan angin dari 2,5-40 m/det

Matahari 1 kWh/m2 5 Maksimum energi matahari di permukaan laut

Perhitungan energi yang diperlukan Jumlah energi yang diperlukan untuk memompa air tergantung

pada volume air yang dipompa dan head1 yang diperlukan dihitung dengan rumus:

Contoh: Sejumlah 600 m3 air dipompa setiap hari ke suatu tangki air yang terletak 10 m di atas permukaan tanah. Hitung jumlah energi yang diperlukan? Dengan menggunakan persamaan di atas maka energi air = (600 x 10)/365 = 16,4 kWh setiap hari.

Tenaga atau Daya (Power) Tenaga atau Daya sering membingungkan dalam konteks istilah

energi, mereka berhubungan tetapi berbeda arti. Energi adalah kapasitas untuk mengerjakan sesuatu kerja sedangkan tenaga adalah laju dimana energi tersebut digunakan. Tenaga atau Daya adalah laju penggunaan energi yang biasanya diukur dengan satuan kilowatt (kW). Tenaga yang diperlukan untuk memompa air disebut tenaga air yakni: