i

KARAKTERISTIK POMPA AIR ENERGI TERMAL

MENGGUNAKAN EVAPORATOR

DUA PIPA PARALEL

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Diajukan Oleh:

SUKMARTA PUTRA

NIM : 065214023

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2010

ii

THE PROPERTIES OF THERMAL ENERGY WATER

PUMP USING TWO PIPE PARALEL EVAPORATOR

FINAL PROJECT

Presented as partitial fulfilment of the requirement

as to obtain the Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

By:

SUKMARTA PUTRA

NIM : 065214023

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2010

iii

TUGAS AKHIR

KARAKTERISTIK POMPA AIR ENERGI TERMAL

MENGGUNAKAN EVAPORATOR

DUA PIPA PARAREL

Disusun Oleh:

Nama : Sukmarta Putra

NIM : 065214023

Telah disetujui oleh:

Pembimbing Utama tanggal 29 Juli 2010

Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T.

iv

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Dengan ini kami menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat

karya yang pernah diajukan dan dibuat di perguruan tinggi manapun kecuali

kami mengambil atau mengutip data dari buku yang tertera pada daftar

pustaka. Dan sepengetahuan kami juga tidak terdapat karya tulis yang pernah

ditulis atau diterbitkan oleh orang lain. Sehingga karya tulis yang kami buat ini

adalah asli karya penulis.

Yogyakarta,29 Juli 2010

Penulis

Sukmarta Putra

vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta:

Nama : Sukmarta Putra

Nim : 065214023

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta karya ilmiah saya yang berjudul :

KARAKTERISTIK POMPA AIR ENERGI TERMAL

MENGGUNAKAN EVAPORATOR

DUA PIPA PARAREL

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan

kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,

mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan

data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau

media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya

maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta,29 Juli 2010

Sukmarta Putra

vii

INTISARI

Air sangat penting bagi kehidupan, tetapi pada umumnya sumber mata air terletak lebih rendah dari tempat pemakaiannya sehingga diperlukan suatu alat untuk menaikkannya, seperti pompa. Lazimnya, pompa air digerakkan oleh energi listrik. Namun, tidak semua daerah dapat dijangkau oleh jaringan listrik. Alternatif lain yang dapat digunakan untuk penggerak pompa air adalah energi termal menggunakan bahan bakar spirtus. Akan tetapi, pompa air energi surya belum banyak ditemui di Indonesia sehingga perlu dilakukan banyak penelitian untuk menjajaki kemungkinan pemanfaatannya. Untuk itu peneliti membuat karya ilmiah berupa skema alat pompa energi termal. Adapun tujuan yang ingin dicapai oleh peneliti yaitu dapat mengetahui debit pemompaan, daya pompa, dan efisiensi pompa air energi termal jenis pulsajet air (Water Pulse Jet).

Pompa air energi termal terdiri dari 4 (empat) komponen utama, (1) evaporator, (2) pemanas, (3) pendingin, dan (4) tuning pipe (pipa osilasi). Variabel-variabel yang diukur pada pengujian pompa adalah temperatur sisi atas evaporator (T1), temperatur sisi dibawah pemanas spirtus (T2), temperatur air keluaran (T3), temperatur udara sekitar (T4). Sedangkan pada variasi pendingin adalah temperatur pipa sisi bagian atas evaporator (T1), temperatur pipa sisi bawah kotak pemanas spirtus (T2), temperatur pipa kondenser sisi sirkulasi keluaran air dingin dari bak penampung (T3), temperatur pipa kondenser sisi sirkulasi pengisian air panas ke bak penampung (T4), temperatur air bak pendingin (T5), temperatur air keluaran (T6), Temperatur udara ruang (T7). Variasi yang dilakukan pada pengujian pompa adalah ketinggian head ( 1,50 ; 1,80 dan 2,50 m ), dan variasi pendingin (udara dan air). Hasil penelitian menunjukkan debit maksimum (Q) 0.588 (liter/menit) dengan menggunakan variasi head 1,5 m selang osilasi inci, daya pompa maksimum (Wp) 0,148 watt

dengan menggunakan variasi head 2,5 m dan selang osilasi inci, efisiensi pompa maksimum (η pompa) 0,030 % dengan menggunakan variasi head 2,5 m dan selang osilasi inci.

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Jesus Kristus dan Bunda Maria atas segala

berkah dan anugerah-Nya, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tugas

akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana

S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas

Sanata Dharma.

Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “ Karateristik

Pompa Air Energi Termal Menggunakan Evaporator Dua Pipa Paralel ” ini

karena adanya bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan

ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas

Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Bapak Budi Sugiharto S.T., M.T. selaku Ketua Program studi Teknik

Mesin.

3. Bapak Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku dosen pembimbing tugas

akhir yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Budi Setyahandana, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing akademik.

5. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan

materi selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

6. Ag. Rony Windaryawan yang telah membantu memberikan ijin dalam

penggunakan fasilitas yang diperlukan dalam penelitian ini.

ix

7. Kedua orang tua yang selalu setia memberi semangat dan dukungan

baik secara material ataupun doa-doanya.

8. Rekan kerja Leo Sukoto dan Alm.Septian Andi Aditya yang saling

membantu dalam penyelesaian tugas akhir.

9. Yang terkasih Christina Ramya Hening yang selalu setia

mendampingi dan memberikan motivasi dalam berbagai hal.

10. Seluruh keluarga besar mahasiswa Teknik Mesin yang telah

memberikan dukungan selama ini.

11. Semua pihak yang telah membantu atas terselesainya Tugas Akhir ini

yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penyusunan

laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, Oleh

karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak

yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas ini. Semoga karya ini

berguna bagi mahasiswa teknik mesin dan pembaca lainnya.

Yogyakarta, 29 Juli 2010

Penulis

Sukmarta Putra

x

DAFTAR ISI

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

TITLE PAGE ............................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................. v

HALAMAN PERNYATAAN PUBLIKASI ................................ vi

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

KATA PENGANTAR .................................................................. viii

DAFTAR ISI ................................................................................. x

DAFTAR TABEL ........................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR ................................................................... xvi

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................ 1

1.l Latar Belakang ................................................................ 1

1.2 Perumusan Masalah ........................................................ 2

xi

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian ....................................... 3

BAB II. DASAR TEORI ............................................................... 4

2.1 Penelitian yang Pernah Dialakukan .......................................... 4

2.2 Dasar Teori ............................................................................... 6

2.3 Penerapan Rumus .................................................................... 13

BAB III. METODE PENELITIAN ........................................... .15

3.1 Deskripsi Alat ........................................................................... 15

3.1.1 Komponen Utama Alat .......................................................... 17

3.1.2 Perancangan Evaporator ........................................ 17

3.2 Prinsip Kerja Alat ...................................................................... 18

3.2.1 Pompa tanpa pendingin..........................................18

3.2.2 Pompa dengan pendingin air .................................19

3.3 Variabel yang Divariasikan ....................................................... 19

3.4 Variabel yang Diukur ................................................................ 22

3.4.1 Pompa tanpa pendingin............................................22

3.4.2 Pompa dengan pendingin air.................................. 23

xii

3.5 Metode dan Langkah Pengambilan Data .................................. 24

3.6 Analisa Data .................................................................... .......... 25

3.7 Peralatan Pendukung ............................................................... 26

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

4.1 Data Penelitian Alat ................................................................. 27

4.2 Perhitungan Pompa ................................................................. 35

4.2.1 Data Pengujian Spirtus ................................................. 35

4.2.2 Perhitungan Pompa Variasi selang osilasi ½ inci ........ 37

4.2.3 Perhitungan Pompa Variasi selang osilasi 3/8 inci .... .38

4.2.4 Perhitungan Pompa dengan Variasi Pendingin dengan

selang osilasi 3/8 inci……………………………….38

4.3 Pembahasan Pompa ................................................................... 39

4.3.1 Grafik Hubungan Suhu dengan Jenis Variasi ............ 48

4.4 Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu .................................... 54

BAB V. PENUTUP ........................................................................ 62

xiii

5.1Kesimpulan..................................................................................62

5.2 Saran .......................................................................................... 62

DAFTAR PUSTAKA .................................................................... 63

LAMPIRAN ........................................................................................ 64

Gambar Alat .................................................................................... 65

xiv

DAFTAR TABEL

4.1 Data I Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 inchi

dan Head 1,5 m .................................................................................... 27

4.2 Data II Temperatur Pompa Pada Variasi Selang

Osilasi 1/2 inchi dan Head 1,5 m ............................................................ 27

4.3 Data III Temperatur Pompa Pada Variasi Selang

Osilasi 1/2 inch dan Head 1,5 m ............................................................ 28

4.4 Data I Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 Inci

dan Head 1,5 m ....................................................................................... 28

4.5 Data II Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 Inci

dan Head 1,5 m ...................................................................................... 28

4.6 Data III Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 Inci

dan Head 1,5 m ....................................................................................... 28

4.7 Data I Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 Inci

dan Head 1,8 m ....................................................................................... 29

4.8 Data II Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 Inci

xv

dan Head 1,8 m ....................................................................................... 29

4.9 Data III Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 Inci

dan Head 1,8 m ....................................................................................... 29

4.10 Data I Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 Inci

dan Head 1,8 m ...................................................................................... 30

4.11 Data II Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 Inci

dan Head 1,8 m ..................................................................................... 30

4.12 Data III Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 Inci

dan Head 1,8 m ...................................................................................... 30

4.13 Data I Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 Inci

dan Head 2,5 m ...................................................................................... 31

4.14 Data II Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 Inci

dan Head 2,5 m ...................................................................................... 31

4.15 Data III Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 Inci

dan Head 2,5 m ...................................................................................... 31

4.16 Data I Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 Inci

dan Head 2,5 m ...................................................................................... 32

xvi

4.17 Data II Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 Inci

dan Head 2,5 m ...................................................................................... 32

4.18 Data III Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 Inci

dan Head 2,5 m ...................................................................................... 32

4.19 Data I Temperatur Pompa Pada Variasi Pendingin dengan

Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head 2,5 m ................................................. 33

4.20 Data II Temperatur Pompa Pada Variasi Pendingin dengan

Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head 2,5 m ............................................... 33

4.21 Data III Temperatur Pompa Pada Variasi Pendingin dengan

Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head 2,5 m ................................................. 33

4.22 Data I Temperatur Pompa Pada Variasi Pendingin dengan

Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head 1,5 m ............................................... 34

4.23 Data II Temperatur Pompa Pada Variasi Pendingin dengan

Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head 1,5 m .............................................. 34

4.24 Data I Temperatur Pompa Pada Variasi Pendingin dengan

Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head 1,5 m ............................................. 34

4.25 Data Pengujian Daya Spirtus ................................................................. 35

xvii

DAFTAR GAMBAR

2.1 Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet ............................................. 6

2.2 Dimensi Evaporator ............................................................................... 7

2.3 Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet ............................................. 8

2.4 .......................................................................................................... P

ompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump ....................................... 9

2.5 Sistem Kerja Fluidyn Pump .................................................................. 10

2.6 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump......................................... 11

2.7 Sistem Kerja Nifte Pump ...................................................................... 12

3.1 Skema Pompa Air Energi Termal ......................................................... 15

3.2 Skema Pompa Air Energi Termal Dengan Variasi Pendingin Ai ......... 16

3.3 Dimensi Evaporator .............................................................................. 17

3.3.1 Variasi Diameter Selang Osilasi ........................................................... 20

3.3.2 Variasi Ketinggian Head ....................................................................... 21

3.3.3 Variasi Pendingin ................................................................................. 21

3.4.1 Posisi Termokopel Pada Pompa ............................................................ 22

xviii

3.4.2 Posisi Termokopel Pada Pompa Dengan Variasi Pendingin................. 23

4.1 Grafik Hubungan Variasi Head 1,5 m , Variasi Selang dan Jenis

Pompa ( Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Debit Pompa

Maksimum ............................................................................................ 39

4.2 Grafik Hubungan Variasi Head 1,8 m , Variasi Selang dan Jenis

Pompa Tanpa Pendingin dengan Debit Pompa Maksimum ............... 40

4.3 Grafik Hubungan Variasi Head 1,5 m , Variasi Selang dan Jenis

Pompa ( Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Debit Pompa

Maksimum ............................................................................................ 41

4.4 Grafik Hubungan Variasi Head 1,5 m, Selang Osilasi dan Jenis

Pompa ( Pendingin dan Tanpa Pendingin) Daya Pompa Maksimum .. 42

4.5 Grafik Hubungan Variasi Head 1,8 m, Selang Osilasi dan Jenis

PompaTanpa Pendingin Daya Pompa Maksimum ............................... 43

4.6 Grafik Hubungan Variasi Head 2,5 m, Selang Osilasi dan Jenis

Pompa ( Pendingin dan Tanpa Pendingin) Daya Pompa Maksimum .. 44

4.7 Grafik Hubungan Variasi Head1,5 m, Selang Osilasi dan Jenis

Pompa ( Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Efisiensi Pompa

Maksimum ........................................................................................... 45

xix

4.8 Grafik Hubungan Variasi Head 1,8 m, Selang Osilasi dan Jenis

Pompa Tanpa Pendingin dengan Efisiensi Pompa Maksimum ........... 46

4.9 Grafik Hubungan Variasi Head 2,5 m, Selang Osilasi dan Jenis

Pompa ( Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Efisiensi Pompa

Maksimum ........................................................................................... 47

4.10 Grafik Hubungan Suhu T1 Dengan Variasi Head 1,5 m, Selang

Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin Air atau Kondenser dan Tanpa

Pendingin) ............................................................................................. 48

4.11 Grafik Hubungan Suhu T1 Dengan Variasi Head 1,8 m, Selang

Osilasi dan Jenis Pompa Tanpa Pendingin ........................................... 49

4.12 Grafik Hubungan Suhu T1 Dengan Variasi Head 2,5 m, Selang

Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin Air atau Kondenser dan Tanpa

Pendingin) ............................................................................................. 50

4.13 Grafik Hubungan Suhu T2 Dengan Variasi Head 1,5 m, Selang

Osilasi dan Jenis Pompa ( Pendingin dan Tanpa Pendingin) .............. 51

4.14 Grafik Hubungan Suhu T2 Dengan Variasi Head 1,8 m, Selang

Osilasi dan Jenis Pompa Tanpa Pendingin .......................................... 52

4.15 Grafik Hubungan Suhu T2 Dengan Variasi Head 2,5 m, Selang

Osilasi dan Jenis Pompa ( Pendingin dan Tanpa Pendingin) .............. 53

xx

4.16 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) pada Variasi Selang

Osilasi ½ inci dengan Head 1,5 m ......................................................... 54

4.17 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) pada Variasi Selang

Osilasi 3/8 inci dengan Head 1,5 m ....................................................... 55

4.18 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) pada Variasi Selang

Osilasi 3/8 inci dengan Head 1,8 m ....................................................... 56

4.19 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) pada Variasi Selang

Osilasi 1/2 inci dengan Head 1,8 m ....................................................... 57

4.20 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) pada Variasi Selang

Osilasi 1/2 inci dengan Head 2,5 m ....................................................... 58

4.21 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) pada Variasi Selang

Osilasi 3/8 inci dengan Head 2,5 m ....................................................... 59

4.22 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) pada Variasi Selang

Osilasi 3/8 inci dengan Head 1,5 m dan Pendingin Air ......................... 60

4.23 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) pada Variasi Selang

Osilasi 3/8 inci dengan Head 2,5 m dan Pendingin Air ......................... 61

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan kebutuhan penting atau pokok bagi kehidupan manusia. Air

selama ini digunakan untuk mandi, memasak, pengairan sawah, serta masih

banyak lainnya. Ketersediaan air di Indonesia merupakan salah satu keunggulan

yang dimiliki bangsa kita yang belum digali dan dioptimalkan. Tapi semua itu

akan menjadi sia-sia jika apa yang kita punya tidak kita olah dengan sebaik-

baiknya. Selama ini kita selalu mempunyai ketergantungan terhadap bangsa lain

padahal potensi yang dimiliki bangsa ini sangatlah mampu untuk memenuhi

kebutuhan sehari-hari. Negara kita sebenarnya sangatlah kaya, karena tidak hanya

air yang tersedia dengan melimpah, tapi sarana untuk mengolah atau mengelola

pun sudah tersedia.

Selama ini pada umumnya pompa air dapat digerakkan energi listrik (motor

listrik). Tetapi belum semua daerah di Indonesia dapat menikmati jaringan listrik,

selain itu penggunaan energi listrik menyebabkan biaya penyediaan air menjadi

mahal, sehingga mengurangi kemampuan masyarakat dalam memenuhi kebutuhan

hidup yang lain. Alternatif lain pompa air energi termal, jenis pompa air energi

termal yaitu pompa air energi termal dengan jenis pulsajet (Water Pulse Jet)

Pada penelitian ini menggunakan pompa air energi termal jenis pulsejet air

karena merupakan jenis pompa air yang paling sederhana serta mempunyai

komponen yang mudah dibuat dan bisa dikembangkan dengan menggunakan

2

energi surya. Untuk memanfaatkan energi surya tersebut salah satunya bisa

menggunakan kolektor surya plat datar jenis Compound Parabolic Collector

(CPC) sehingga perlu dilakukan penelitian berikutnya tentang karakteristik

kolektor tersebut yang merupakan teknologi sederhana sehingga mempunyai

peluang dimanfaatkan masyarakat untuk diaplikasikan pada pompa tersebut.

Unjuk kerja kolektor surya untuk memompa air atau yang lebih sering disebut

pompa air energi surya di Indonesia belum banyak sehingga perlu dilakukan

penelitian agar dapat diaplikasikan menjadi alat yang berguna bagi masyrakat.

1.2. Perumusan Masalah

Pada penelitian ini yaitu model pompa air energi termal dengan variasi

evaporator, ketinggian head, diameter selang osilasi dan jenis pendingin air untuk

mengetahui debit (Q), daya pompa (Wp) dan efisiensi pompa (η pompa).

Variabel pengukuran saat pengujian pompa keseluruhan antara lain :

a) Pompa tanpa pendingin

- suhu ( T1, T2, T3, T4 )

- waktu pemompaan (t out)

- volume keluaran yang dihasilkan (V)

b) Pompa dengan mengunakan pendingin air

- suhu ( T1, T2, T3, T4 ,T5, T6, T7 )

- waktu pemompaan (t out)

- volume keluaran yang dihasilkan (V)

3

1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian :

1. Mengetahui debit (Q), daya pompa (Wp) dan efisiensi (η pompa)

maksimum pompa air energi termal jenis pulsajet air (Water Pulse

Jet).

2. Menerapkan teori yang sudah ada ke dalam praktek pembuatan dan

pengujian alat.

Manfaat penelitian :

1. Menambah kepustakaan tentang pompa air energi termal.

2. Dapat diaplikasikan dimasyarakat luar negri khusunya pada

masyarakat Indonesia.

3. Menambah pengetahuan tentang pompa air energi termal.

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Penelitian yang Pernah Dilakukan

Penelitian pada pompa air energi surya memperlihatkan bahwa

waktu pengembunan uap dipengaruhi oleh temperatur dan debit air

pendingin masuk kondensor ( Sumathy et. al., 1995 ). Penelitian pompa

energi panas berbasis motor stirling dapat secara efektif memompa air

dengan variasi head antara 2 – 5 m ( Mahkamov, 2003 ). Penelitian pompa

air energi panas oleh Smith menunjukkan bahwa ukuran kondenser yang

sesuai dapat meningkatkan daya output sampai 56% ( Smith, 2005 ).

Penelitian pompa air energi panas surya memperlihatkan bahwa waktu

pengembunan uap dipengaruhi oleh temperatur dan debit air pendingin

masuk kondensor ( Sumathy et. al., 1995 ). Penelitian secara teoritis

pompa air energi panas surya dengan dua macam fluida kerja, yaitu n-

pentane dan ethyl ether memperlihatkan bahwa efisiensi pompa dengan

ethyl ether 17% lebih tinggi dibanding n-pentane untuk tinggi head 6 m

( Wong, 2000 ). Analisa termodinamika untuk memprediksi unjuk kerja

pompa air energi panas surya pada beberapa ketingian head

memperlihatkan bahwa jumlah siklus/ hari tergantung pada waktu

pemanasan fluida kerja dan waktu yang diperlukan untuk pengembunan

uap. Waktu pemanasan tergantung pada jumlah fluida awal dalam

5

sistem.Waktu pengembunan tergantung pada luasan optimum koil

pendingin ( Wong, 2001 ).

Penelitian lain yang pernah dilakukan seperti dalam Tugas Akhir

“Karakteristik Kolektor Surya CPC Untuk Pompa Air Energi Termal

Menggunakan Pompa Rendam” mampu menghasilkan Efisiensi sensibel

kolektor maksimum adalah 12,68 %, daya pemompaan maksimum adalah

0,0893 Watt, Efisiensi sistem maksimum sebesar 0,132 %, faktor

efisiensi maksimum adalah 57,218 % ( Yulia Venti Yoanita, 2009 ).

Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 39

CC dan Pemanas 266 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp)

maksimum adalah 0.139 watt, efisiensi pompa (ηpompa) maksimum 0.060

% pada variasi bukaan kran 30 ºC, dan debit (Q) maksimum 0,697

liter/menit pada variasi ketinggian head 1,75 m dan bukaan kran penuh

atau 0 ºC dengan pendingin udara (Mohammad Suhanto, 2009).

Selanjutnya dalam penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan

Evaporator 44 CC dan Pemanas 78 Watt” mampu menghasilkan daya

pompa (Wp) maksimum adalah 0.167 watt, efisiensi pompa (ηpompa)

maksimum 0,213 %, dan debit (Q) maksimum 0.584 liter/menit pada

variasi ketinggian head 1,75 m dan bukaan kran 0ºC dengan pendingin

udara (Triyono Setiyo Nugroho, 2009).

6

2.2 Dasar Teori

Pompa air energi termal pada umumnya menggunakan jenis pulsa jet

air (water pulse jet) seperti pada gambar 2.1 dan gambar 2.2, pompa air

energi termal dengan jenis fluidyn pump seperti gambar 2.4, serta pompa

air energi termal dengan jenis nifte pump pada gambar 2.6. Pada penelitian

ini dibuat pompa energi termal jenis pulsa jet air (water pulse jet) dengan

menggunakan fluida kerja spirtus karena merupakan jenis pompa air

energi termal yang paling sederhana dibandingkan yang lain.

Gambar 2.1 Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet

( Sumber : Triyono,2009)

7

Gambar 2.2 Dimensi Evaporator

( Sumber : Triyono,2009)

Keterangan bagian-bagian Gambar 2.1 :

1. Tuning pipe 7. Selang keluaran

2. Kran osilasi 8. Evaporator

3. Gelas ukur 9. Pendingin

4. Tangki hisap 10. Kran pengisi fluida

5. Katup hisap satu arah 11. Rangka

6. Katup buang satu arah

8

Gambar 2.3 Pompa Air Energi Termal Jenis pulse jet

( Sumber : Smith,2005 )

Keterangan bagian-bagian Pulse jet :

1. Fluida air 5. Tuning pipe

2. Sisi uap 6. Katup hisap

3. Sisi panas 7. Katup buang

4. Sisi dingin

9

Gambar 2.4 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump

( Sumber : Smith,2005 )

Keterangan bagian-bagian Fluidyn Pump :

1. Displacer 6. Katup hisap

2. Penukar panas 7. Katup buang

3. Pemicu regenerasi 8. Sisi volume mati

4. Penukar panas 9. Pengapung

5. Tuning pipe

10

Gambar 2.5 Sistem Kerja Fluidyn Pump

( Sumber : Reinhold, 1983 )

Prinsip kerja jenis fluidyn pump ialah pada bagian yang dipanasi menghasilkan

uap, sehingga fluida di bagian sisi panas turun dan memberikan tekanan pada

bagian sisi dingin yang menyebabkan air terdorong keluar. Selanjutnya pada

proses penghisapan terjadi karena uap di bagian sisi panas mengalami

pengembunan disertai dengan bantuan penukar panas, kemudian fluida pada sisi

dingin menggantikan atau mengisi kembali fluida sistem di bagian sisi panas.

11

Gambar 2.6 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump

( Sumber : Smith,2005 )

Keterangan bagian-bagian Nifte Pump :

1. Kekuatan piston 6. Katup

2. Beban 7. Saturator

3. Silinder displacer 8. Difusi kolom

4. Evaporator 9. Perpindahan panas

5. Kondenser

12

Gambar 2.7 Sistem Kerja Nifte Pump

( Sumber : Hopkinson, Cambridge University Engineering)

Nifte pump memiliki dua silinder vertikal (1 dan 2) yang terhubung

pada bagian atas (3), Sambungan lain terdapat di bagian bawah

menggunakan katup penghambat atau penutup (4). Pada saat tekanan uap

yang dihasilkan oleh evaporator meningkat (5), fluida (2) akan menekan

beban atau fluida sistem (7) mengalir keluar. Selanjutnya pada proses

penghisapan terjadi ketika uap air mengembun dengan bantuan kondenser,

hal ini terus terulang secara terus menerus.

13

2.3 Penerapan Rumus

Debit pemompaan yaitu jumlah volume yang dihasilkan tiap satuan

waktu (detik) dapat dihitung dengan persamaan :

tVQ = …..................... (2.1)

Dengan:

V : volume air keluaran (ml)

t : waktu yang diperlukan (detik)

Daya pemompaan yang dihasilkan pompa air dapat dihitung dengan

persamaan :

HQgPW ...ρ=

…..................... (2.2)

Dengan:

ρ : massa jenis air (kg/m3)

g : percepatan gravitasi (m/s2)

Q : debit pemompaan (m3/s)

H : head pemompaan (m)

Daya spritus yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan

seperti berikut :

tTcm

W pspirtus

∆=

.. …..................... (2.3)

14

Dengan :

mair : massa air yang dipanasi (kg)

Cp : panas jenis air (J/Kg ºC)

∆ T : kenaikan temperatur (o C)

t : waktu yang diperlukan untuk pemanasan (detik)

Efisiensi pompa didefinisikan sebagai perbandingan antara daya

pemompaan yang dihasilkan selama waktu tertentu dengan besarnya daya

fluida yang dihasilkan. Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan :

…..................... (2.4)

Dengan :

Wp : daya pemompaan (watt)

Wspritus : daya spritus (watt)

WspritusPW

pompa =η

15

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Deskripsi Alat

Gambar 3.1 Skema Alat Tanpa Pendingin

Keterangan :

1. Evaporator 8. Selang keluaran

2. Tutup evaporator 9. Corong keluaran

3. Seng 10. Kran pipa osilasi

4. Tempat spirtus 11. Selang osilasi

5. Katup tekan 12. Gelas ukur

6. Katup hisap 13. Rangka

7. Tangki air

16

Gambar 3.2 Skema Alat Dengan Pendingin Air.

Keterangan :

1. Evaporator

2. Kondenser

3. Bak penampung air kondenser

4. Selang sirkulasi air dingin

5. Selang sirkulasi air panas

17

3.1.1 Komponen Utama Alat

Pompa termal pada penelitian ini terdiri dari 4 komponen utama yaitu:

1. Evaporator menggunakan bahan dari pipa tembaga sebagai bagian yang

dipanasi.

2. Kotak pemanas / pembakaran yang terbuat dari plat tembaga sebagai tempat

bahan bakar spirtus.

3. Pendingin dengan menggunakan fluida air dari kondenser.

4. Tuning pipe atau pipa osilasi

3.1.2 Perancangan Evaporator

Gambar 3.3 Dimensi Evaporator

18

3.2 Prinsip Kerja Alat

Prisip kerja pompa dapat dijelaskan sebagai berikut :

3.2.1 Pompa tanpa pendingin

Pompa air yang digunakan adalah pompa air jenis pulsa jet (water pulse

jet pump). Evaporator dan sistem yang berisi air mula mula dipanaskan dengan

pemanas bahan bakar spritus. Evaporator berfungsi untuk menguapkan fluida

kerja air sehingga terjadi osilasi. Pada saat menerima uap bertekanan yang cukup,

air dalam sistem terdorong keluar melelui saluran buang, kemudian uap

mengalami pengembunan. Pengembunan uap ini menyebabkan tekanan dalam

pompa turun (dibawah tekanan atmosfir atau vakum) sehingga air dari sumber

masuk / terhisap mengisi sistem, dan proses langkah tekan pompa akan terjadi

kembali, karena uap yang baru dari evaporator masuk ke dalam pompa. Setiap

satu langkah tekan pompa (karena uap bertekanan masuk pompa) dan satu

langkah hisap (karena uap mengembun karena pendinginan) disebut satu siklus

namun siklus ini berlangsung cepat. Pompa dilengkapi dengan dua katup satu arah

masing-masing pada sisi hisap dan sisi tekan. Fungsi katup adalah agar pada

langkah tekan air mengalir ke tujuan dan tidak kembali ke sumber.

19

3.2.2 Pompa dengan pendingin air

Kondenser yang digunakan berbentuk pipa besi. Pada penelitian ini

menggunakan sistem pendingin kondenser dengan fluida air. Air dalam bak

penampung dihubungkan melalui selang menuju kondenser yang terhubung ke

pipa evaporator . bak penampung diletakkan lebih tinggi dari kondenser agar air

pendingin dapat bersirkulasi secara alami saat air pendingin yang berada di

kondenser mulai mengalami kenaikan suhu pada waktu evaporator dipanasi.

3.3 Variabel Yang Divariasikan

Variabel yang divariasikan dalam pengujian yaitu:

1. Variasi diameter selang osilasi ( 3/8 dan 1/2 inchi ).

2. Variasi ketinggian head ( 1,50 ; 1,80 dan 2,50 m ).

3. Variasi pendinginan dengan udara dan pendingin dengan menggunakan air

(kondenser)

20

Gambar 3.3.1 Variasi Diameter Selang Osilasi

21

Gambar 3.3.1 Variasi Ketinggian Head

Gambar 3.3.3 Variasi pendingin dengan air atau kondenser

22

3.4 Variabel yang Diukur

Variabel-variabel yang diukur antara lain :

3.4.1 Pompa tanpa pendingin

- Temperatur pipa sisi bagian atas evaporator (T1) ,

- Temperatur pipa sisi bagian bawah kotak pemanas spirtus (T2) ,

- Temperatur air keluaran (T3) ,

- Temperatur udara ruang (T4) .

Gambar 3.4.1 Posisi Termokopel Pada Pompa

23

3.4.2 Pompa dengan pendingin air

- Temperatur pipa sisi bagian atas evaporator (T1) ,

- Temperatur pipa sisi bagian bawah kotak pemanas spirtus (T2) ,

- Temperatur pipa kondenser sisi sirkulasi keluaran air dingin dari bak

penampung (T3),

- Temperatur pipa kondenser sisi sirkulasi pengisian air panas ke bak

penampung (T4),

- Temperatur air bak pendingin (T5),

- Temperatur air keluaran (T6),

- Temperatur udara ruang (T7).

Untuk selanjutnya dari variabel-variabel tersebut dilakukan perhitungan

untuk mendapatkan debit (Q), daya pompa (Wp) dan efisiensi pompa (η pompa)

serta daya spirtus (W spirtus).

Gambar 3.4.2 Posisi Termokopel Pada Pompa

24

3.5 Metode dan Langkah Pengambilan Data

Metode pengumpulan data adalah cara-cara memperoleh data melalui

percobaan alat. Metode yang dipakai untuk mengumpulkan data yaitu

menggunakan metode langsung. Penulis mengumpulkan data dengan menguji

langsung alat yang telah dibuat.

Langkah – langkah pengambilan data pompa :

Pompa tanpa pendingin air :

1. Alat diatur pada ketinggian head 1,50 m.

2. Mengatur penggantian selang osilasi dengan diameter 3/8 inchi.

3. Mengisi fluida kerja evaporator dan sistem.

4. Memasang termokopel dan alat ukur yang digunakan.

5. Mengisi bahan bakar spirtus.

6. Mulai penyalaan pemanas evaporator.

7. Mencatat suhu T1, T2, T3, T4 dan waktu serta volume air yang dihasilkan

pompa.

8. Ulangi no 2 – 7 pada pengujian selanjutnya dengan diameter selang osilasi

½ inchi.

9. Ulangi no.2 – 8 pada pengujian selanjutnya menggunakan head 1,8 m

kemudian dilanjutkan kembali dengan head 2,5 m.

25

Pompa dengan pendingin air :

1. Alat diatur pada ketinggian head 1,50 m.

2. Mengatur selang osilasi dengan diameter 3/8 inchi.

3. Mengisi fluida kerja evaporator dan sistem.

4. Memasang termokopel dan alat ukur yang digunakan.

5. Mengisi bahan bakar spirtus.

6. Mulai penyalaan pemanas evaporator.

7. Mencatat suhu T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7 dan waktu serta volume air

yang dihasilkan pompa.

8. Ulangi no.2 – 8 pada pengujian selanjutnya menggunakan head 2,5 m.

3.6 Analisa Data

Data yang diambil dan dihitung dalam penelitian pompa yaitu : temperatur sisi

bawah evaporator (T1), temperatur sisi dibawah pemanas spirtus (T2), temperatur

sisi uap (T3), temperatur udara sekitar (T4), volume output air (V) dan waktu

pemompaan (s) untuk menghitung debit aliran air (Q) pada variasi tertentu. Tinggi

head (H) dan hasil perhitungan debit aliran (Q) untuk menghitung daya pompa

(Wp) dan efisiensi pompa (η pompa).

Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik hubungan : waktu

dengan daya pemompaan dan efisiensi pompa

26

3.7 Peralatan Pendukung

Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :

a. Stopwatch

Alat ini digunakan untuk mengukur waktu air mengalir.

b. Gelas Ukur

Gelas ukur dipakai untuk mengukur banyaknya air yang keluar dari

pompa air setelah jangka waktu tertentu.

c. Ember

Ember digunakan untuk menampung air yang akan dihisap. Air

didalam ember ini juga dijaga ketinggiannya agar sama dari waktu ke

waktu dengan cara diisi secara terus menerus.

f. Thermo Logger

Alat ini digunakan untuk mengukur suhu pada kolektor, dan suhu air

kondensor per menit.

g. Termokopel

Digunakan untuk mendeteksi suhu dan menghubungkan ke display.

27

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

Pengambilan data pada penelitian pompa air energi termal menggunakan

evaporator 2 buah pipa ½ inci dengan volume spirtus 340 ml diperoleh

data-data pompa seperti tabel 4.1 sampai dengan tabel 4.25

Data I; Menggunakan 2 Buah Pipa Evaporator dan Tanpa Pendingin

a) Head 1,5 meter

Tabel 4.1 Percobaan ke-1 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 inchi dan Head (ketinggian) 1,5 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 124 43 28 27 0 03:00 285 64 38 27 1400 06:00 292 61 38 27 2040 09:00 299 60 37 27 2100 12:00 292 66 37 27 1880 15:00 121 81 38 28 1400

Tabel 4.2 Percobaan ke-2 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 inchi dan Head (ketinggian) 1,5 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 113 69 30 27 0 03:00 314 67 72 28 1200 06:00 307 64 70 28 720 09:00 330 65 38 28 2200 12:00 283 62 40 28 1700 13:51 203 72 41 28 740

28

Tabel 4.3 Percobaan ke-3 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 inchi dan Head (ketinggian) 1,5 m. waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 160 62 30 28 0 03:00 331 66 41 28 1280 06:00 317 65 41 28 1860 09:00 253 62 40 28 2060 12:00 299 69 40 28 1880 14:00 165 72 41 28 900

Tabel 4.4 Percobaan ke-1 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi

dan Head (ketinggian) 1,5 m. waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 139 64 28 28 0 03:00 293 66 41 28 1300 06:00 331 65 41 28 1900 09:00 355 67 40 28 2000 12:00 276 70 41 28 1500 14:00 170 80 43 28 740

Tabel 4.5 Percobaan ke-2 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head (ketinggian) 1,5 m. waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 139 52 32 28 0 03:00 291 67 43 28 1200 06:00 286 64 42 28 1880 09:00 328 69 41 28 1880 12:00 296 74 42 28 1800 13:17 161 76 41 28 340

Tabel 4.6 Percobaan ke-3 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head (ketinggian) 1,5 m. waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 144 64 38 28 0 03:00 380 68 42 28 1120 06:00 355 66 42 28 1840 09:00 285 66 48 28 1980 12:00 270 67 42 28 1580 13:56 99 73 42 28 780

29

b) Head 1,8 meter

Tabel 4.7 Percobaan ke-1 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inch dan Head (ketinggian) 1,8 m. waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 124 60 34 27 0 03:00 148 67 37 28 780 06:00 157 77 37 28 1400 09:00 166 69 36 28 1280 12:00 125 77 35 28 1240 15:00 141 84 36 27 1240 15:13 138 83 32 27 100

Tabel 4.8 Percobaan ke-2 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inch dan Head (ketinggian) 1,8 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 115 74 32 27 0 03:00 140 77 33 28 1000 06:00 156 83 35 28 1380 09:00 121 81 38 28 1380 12:00 122 83 36 28 1400 15:00 120 89 35 26 920

Tabel 4.9 Percobaan ke-3 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inch

dan Head (ketinggian) 1,8 m. waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 109 75 34 28 0 03:00 118 83 38 28 1000 06:00 144 89 38 28 1480 09:00 114 134 36 28 1280 12:00 139 89 38 28 1480 15:00 73 81 38 28 1100

30

Tabel 4.10 Percobaan ke-1 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi ½ inchi dan Head (ketinggian) 1,8 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 34 32 27 27 0 03:00 72 70 28 27 200 06:00 131 86 28 28 1400 09:00 137 83 38 27 600 12:00 141 38 35 27 980 15:13 139 81 36 27 900

Tabel 4.11 Percobaan ke-2 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi ½ inchi dan Head (ketinggian) 1,8 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 123 69 32 27 0 03:00 134 76 35 27 740 06:00 154 80 36 27 1140 09:00 156 81 35 27 1180 12:00 152 80 36 27 1100 15:00 166 67 37 27 1180 16:09 152 75 28 27 220

Tabel 4.12 Percobaan ke-3 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi ½ inchi dan Head (ketinggian) 1,8 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 131 67 30 27 0 03:00 148 57 36 28 900 06:00 164 68 37 28 1200 09:00 172 62 36 28 1200 12:00 163 67 37 28 1120 15:00 157 73 36 28 1140 15:59 146 73 35 27 200

31

c) Head 2,5 meter

Tabel 4.13 Percobaan ke-1 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 inchi dan Head (ketinggian) 2,5 m

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 27 27 27 27 0 03:00 68 68 27 27 50 06:00 83 70 29 27 120 09:00 123 76 34 28 140 12:00 144 73 37 27 300 14:30 131 80 43 28 280

Tabel 4.14 Percobaan ke-2 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 inchi

dan Head (ketinggian) 2,5 m. waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 116 67 35 27 0 03:00 171 75 35 27 320 06:00 134 70 41 28 480 09:00 161 75 36 28 400 12:00 139 74 37 28 320 14:43 96 81 37 27 200

Tabel 4.15 Percobaan ke-3 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 1/2 inchi dan Head (ketinggian) 2,5 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 91 73 34 27 0 03:00 139 76 35 27 320 06:00 156 74 44 27 520 09:00 148 74 48 27 420 12:00 131 83 42 27 320 14:35 99 81 42 27 300

32

Tabel 4.16 Percobaan ke-1 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head (ketinggian) 2,5 m. waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 75 67 34 27 0 03:00 123 82 46 28 600 06:00 129 85 41 28 1100 09:00 134 88 38 28 1400 12:00 120 83 38 28 1020 15:00 126 88 38 28 800 15:54 115 88 35 27 100

Tabel 4.17 Percobaan ke-2 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head (ketinggian) 2,5 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 99 78 33 28 0 03:00 120 83 41 28 880 06:00 134 85 36 28 1230 09:00 123 85 37 27 1220 12:00 123 84 34 28 1180 15:00 120 80 37 27 680 15:58 117 90 34 28 140

Tabel 4.18 Percobaan ke-3 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head (ketinggian) 2,5 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 Keluaran(ml) 00:00 160 83 32 27 0 03:00 122 83 39 27 740 06:00 136 84 37 28 1320 09:00 131 84 40 28 1500 12:00 116 85 35 28 1040 15:00 116 90 34 28 320 15:55 117 77 41 28 220

33

Data II; Varisi Menggunakan Pendingin Berupa Air atau Kondenser

a) Head 2,5 meter

Tabel 4.19 Percobaan ke-1 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head (ketinggian) 2,5 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 Keluaran(ml) 00:00 29 29 27 27 27 28 27 0 03:00 83 61 25 30 27 27 27 300 06:00 121 75 35 45 27 38 28 300 09:00 123 67 37 44 33 28 28 400 12:00 145 84 27 35 27 28 27 880 15:00 134 74 27 30 27 28 27 600

Tabel 4.20 Percobaan ke-2 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head (ketinggian) 2,5 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 Keluaran(ml) 00:00 123 75 32 36 27 27 28 0 03:00 129 75 27 34 28 27 27 100 06:00 131 67 36 44 27 28 27 220 09:00 146 76 35 36 28 26 27 800 12:00 148 86 30 38 28 29 27 860 14:42 128 84 32 48 28 29 27 600

Tabel 4.21 Percobaan ke-3 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head (ketinggian) 2,5 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 Keluaran(ml) 00:00 125 73 41 46 28 27 27 0 03:00 129 77 28 36 29 37 27 620 06:00 139 83 32 40 29 35 27 1080 09:00 141 86 27 38 30 34 27 920 12:00 146 88 27 36 32 29 27 900 15:00 139 92 29 40 32 28 27 620

34

b) Head 1,5 meter

Tabel 4.22 Percobaan ke-1 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head (ketinggian) 1,5 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 Keluaran(ml) 00:00 76 46 27 29 33 27 27 0 03:00 88 67 35 43 34 41 27 220 06:00 126 84 24 35 35 32 27 700 09:00 132 88 25 37 34 39 27 1280 12:00 137 86 27 40 34 28 27 1060 14:27 123 81 27 45 34 28 27 600

Tabel 4.23 Percobaan ke-2 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head (ketinggian) 1,5 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 Keluaran(ml) 00:00 121 81 32 43 34 27 27 0 03:00 123 80 29 43 34 28 27 1400 06:00 133 83 28 42 34 29 27 1480 09:00 139 92 27 41 34 29 27 1340 12:00 145 89 25 38 35 29 27 1200 13:21 129 91 28 48 34 28 27 380

Tabel 4.24 Percobaan ke-3 Temperatur Pompa Pada Variasi Selang Osilasi 3/8 inchi dan Head (ketinggian) 1,5 m.

waktu (menit) T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 Keluaran(ml) 00:00 129 85 30 42 34 29 27 0 03:00 123 76 32 45 35 32 27 1260 06:00 133 83 28 42 35 27 27 1280 09:00 143 92 28 40 35 30 27 1200 12:00 139 89 28 42 36 30 27 1100 13:07 133 91 29 51 36 29 27 200

35

Tabel 4.25 Data Pengujian Daya Spirtus

t (detik)  T  (0C) 0  25 30  26 60  27 90  28 120  30 150  32 180  34 210  36 240  40 270  42 300  45 330  48 360  51 390  53 420  57 450  60 

4.2 Perhitungan Pompa

Berikut ini adalah contoh perhitungan pada pengambilan data Tabel 4.1

Percobaan ke-I variasi head 1,5 m dengan selang osilasi ½ inchi.

Perhitungan nilai Q ( debit )

Dimana besarnya volume keluaran sebesar 8820 ml , dan waktu yang diperlukan

selama 15 menit, sehingga debit yang dihasilkan :

Q = menit 15

/8820 menitmililiter

= 588 mililiter/menit

= 0.588 liter/menit

36

Daya pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dengan

ρ sebesar 1000 kg/m3 dan g sebesar 9,8 m/s2 :

Wp = 1000 kg/m3 . 9,8 m/s2 . 0,0000098 m3/s . 1,5 m

= 0,144 watt

Daya spritus dapat dihitung dari Tabel 4.25 Perhitungan Daya Spirtus:

Daya spritus yang dihasilkan dapat dihitung setelah diketahui mair 1,5 kg dan ∆T 35 ºC dengan Cp sebesar 4200 J/kg ºC melalui persamaan seperti berikut :

W spirtus ikdet450

C35.Ckg/J4200.kg5,1 00

=

= 490 watt

Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan :

η pompa = Watt490

0,144 x 100 %

= 0.029 %

37

Tabel 4.2.1 Perhitungan Daya Spirtus

∆T t T Wspirtus0 25 0

1 30 26 210 1 60 27 210 1 90 28 210 2 120 30 420 2 150 32 4202 180 34 420 2 210 36 420 4 240 40 840 2 270 42 420 3 300 45 630 3 330 48 6303 360 51 630 2 390 53 420 4 420 57 840 3 450 60 630

W spirtus total 7350

W spirtus rata rata 490

Tabel 4.2.2 Perhitungan Pompa Variasi selang osilasi ½ inci

Percobaan Ke-

Head Debit Daya pompa η

(m) Q (liter/menit) Wp(watt) Pompa (%) I 1,5 0.588 0.144 0.029 II 1.5 0.474 0.116 0.024 III 1,5 0.570 0.140 0.029 I 1,8 0.185 0.054 0.011 II 1,8 0.344 0.101 0.021 III 1,8 0.360 0.106 0.022 I 2,5 0.061 0.025 0.005 II 2,5 0.117 0.048 0.010 III 2,5 0.134 0.055 0.011

38

Tabel 4.2.3 Perhitungan Pompa Variasi selang osilasi 3/8 inci

Percobaan Ke-

Head (m)

Debit Q (liter/menit)

Daya pompa Wp(watt)

η Pompa (%)

I 1,5 0.531 0.130 0.027 II 1,5 0.535 0.131 0.027 III 1,5 0.524 0.128 0.026 I 1,8 0.397 0.117 0.024 II 1,8 0.405 0.119 0.024 III 1,8 0.423 0.124 0.025 I 2,5 0.335 0.137 0.028 II 2,5 0.362 0.148 0.030 III 2,5 0.343 0.140 0.029

Tabel 4.2.4 Perhitungan Pompa dengan Variasi Pendingin Kondenser dan diameter selang osilasi 3/8 inci

Percobaan Ke-

Head (m)

Debit Q (liter/menit)

Daya pompa Wp(watt)

η Pompa(%)

I 2.5 0.165 0.068 0.014

II 2.5 0.176 0.072 0.015

III 2.5 0.276 0.113 0.023

I 1.5 0.267 0.065 0.013

II 1.5 0.434 0.106 0.022

III 1.5 0.384 0.094 0.019

39

4.3 Pembahasan Pompa

Gambar 4.1 Grafik Hubungan Head 1,5 m, Variasi Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Debit Pompa Maksimum

Pada variasi head 1,5 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan

jenis pompa tanpa pendingin debit tertinggi sebesar 0,588 liter/menit,

Sedangkan menggunakan selang osilasi 3/8 inci debit maksimum sebesar

0,535 liter/menit. Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau

pendinginan menggunakan air dengan selang osilasi 3/8 sebesar 0,434

liter/menit. Hal tersebut disebabkan karena diameter selang osilasi dan

ketinggian head juga berpengaruh pada tinggi fluida yang berosilasi dan

tekanan yang dihasilkan. Pada selang osilasi ½ inci fluida yang berosilasi

lebih cepat dan lebih tinggi dibandingkan dengan selang osilasi 3/8 inci.

Selanjutnya pada head 1,5 m menghasilkan debit tertinggi diantara

variasi head lainnya karena terjadi tekanan uap air berlebih yang tinggi

atau ideal di dalam evaporator untuk mendorong air keluar, sehingga

volume air yang dihasilkan juga lebih besar dengan waktu pemompaan

selesai lebih cepat, Dapat dilihat pada gambar 4.1.

40

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Head 1,8 m, Variasi Selang Osilasi dan Jenis PompaTanpaPendingin dengan Debit Pompa Maksimum

Pada variasi head 1,8 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan

jenis pompa tanpa pendingin debit tertinggi sebesar 0,360 liter/menit,

Sedangkan menggunakan selang osilasi 3/8 inci debit maksimum sebesar

0,432 liter/menit. Hal ini disebabkan tekanan yang dihasilkan pada selang

osilasi 3/8 inci fluida yang berosilasi lebih cepat dan lebih tinggi

dibandingkan dengan selang osilasi 1/2 inci. Karena diameter selang

osilasi dan ketinggian head juga berpengaruh terjadi tekanan uap air

berlebih yang tinggi atau ideal di dalam evaporator untuk mendorong air

keluar, sehingga volume air yang dihasilkan juga lebih besar, Pada head

2,8 m lebih rendah tekanan uap air berlebih yang dibutuhkan untuk

menekan air keluar lebih kecil, pada saat terjadi osilasi yang rendah maka

volume air yang keluar juga kurang maksimal, Dapat dilihat pada gambar

4.2.

41

Gambar 4.3 Grafik Hubungan Head 2,5 m, Variasi Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Debit Pompa Maksimum

Pada variasi head 2,5 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan

jenis pompa tanpa pendingin debit tertinggi sebesar 0,134 liter/menit,

Sedangkan menggunakan selang osilasi 3/8 inci debit maksimum sebesar

0,362 liter/menit. Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau

pendinginan menggunakan air dengan selang osilasi 3/8 sebesar 0,276

liter/menit. Hal tersebut disebabkan karena diameter selang osilasi dan

ketinggian head juga berpengaruh pada tinggi fluida yang berosilasi dan

tekanan yang dihasilkan. Pada selang osilasi 3/8 inci fluida yang berosilasi

lebih cepat dan lebih tinggi dibandingkan dengan selang osilasi ½ inci.

Sehingga tekanan uap air berlebih yang tinggi atau ideal di dalam

evaporator untuk mendorong air keluar, sehingga volume air yang

dihasilkan juga lebih besar. Pada head 2,5 m lebih rendah tekanan uap air

berlebih yang dibutuhkan untuk menekan air keluar lebih kecil, pada saat

terjadi osilasi yang rendah maka volume air yang keluar juga kurang

maksimal, Dapat dilihat pada gambar 4.3.

42

Gambar 4.4 Grafik Hubungan Head 1,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Daya Pompa

Pada variasi head 1,5 m, Menggunakan selang osilasi ½ inci dan

jenis pompa tanpa pendingin daya maksimum sebesar 0,144 Watt ,

Sedangkan menggunakan selang osilasi 3/8 inci daya maksimum sebesar

0,131 Watt Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau

pendinginan menggunakan air dengan selang osilasi 3/8 daya maksimum

sebesar 0,106 Watt. Hal tersebut disebabkan karena diameter selang osilasi

dan ketinggian head juga berpengaruh pada tinggi fluida yang berosilasi

dan tekanan yang dihasilkan dan mempengaruhi daya tekan yang

dihasilkan oleh pompa. Daya maksimum untuk variasi selang osilasi

dihasilkan oleh selang osilasi 1/2 inci sebesar 0,144 Watt, Karena fluida

yang berosilasi pada selang ukuran 1/2 inci mampu menghasilkan tekanan

yang lebih cepat dan lebih tinggi bila dibandingkan dengan selang osilasi

3/8 inci yang menghasilkan daya maksimum 0,131 Watt. Pada pompa

pendingin air daya maksimum sebesar 0.106 Watt karena air karena proses

43

penguapan pada variasi pendingin air memerlukan waktu yang lebih lama,

Dapat dilihat pada gambar 4.4.

Gambar 4.5 Grafik Hubungan Head 1,8 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa Tanpa Pendingin dengan Daya Pompa

Pada variasi head 1,8 m, Menggunakan selang osilasi ½ inci dan jenis

pompa tanpa pendingin daya maksimum sebesar 0,106 Watt , Sedangkan

menggunakan selang osilasi 3/8 inci daya maksimum sebesar 0,124 Watt,

Karena fluida yang berosilasi pada ketinggian head 1,8 m dengan selang

ukuran 3/8 inci mampu menghasilkan daya tekanan yang lebih cepat dan

lebih tinggi bila dibandingkan dengan selang osilasi 1/2 inci. Karena

diameter selang osilasi dan ketinggian head juga berpengaruh pada tinggi

fluida yang berosilasi dan tekanan yang dihasilkan dan mempengaruhi

daya tekan yang dihasilkan oleh pompa, Dapat dilihat pada gambar 4.5

44

Gambar 4.6 Grafik Hubungan Head 2,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Daya Pompa

Pada variasi head 2,5 m, Menggunakan selang osilasi ½ inci dan jenis

pompa tanpa pendingin daya maksimum sebesar 0,055 Watt , Sedangkan

menggunakan selang osilasi 3/8 inci daya maksimum sebesar 0,148 Watt

Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau pendinginan

menggunakan air dengan selang osilasi 3/8 daya maksimum sebesar 0,113

Watt. Disebabkan karena diameter selang osilasi dan ketinggian head juga

berpengaruh pada tinggi fluida yang berosilasi dan tekanan yang

dihasilkan dan mempengaruhi daya tekan yang dihasilkan oleh pompa.

Karena fluida yang berosilasi pada selang ukuran 3/8 inci mampu

menghasilkan tekanan yang lebih cepat dan lebih tinggi bila dibandingkan

dengan selang osilasi 1/2 inci yang menghasilkan daya maksimum. Pada

pompa pendingin air atau kondenser daya maksimum sebesar 0.113 Watt

karena air karena proses penguapan pada variasi pendingin air

memerlukan waktu yang lebih lama, Dapat dilihat pada gambar 4.6.

45

Gambar 4.7 Grafik Hubungan Head 1,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Efisiensi Pompa

Pada variasi head 1,5 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan jenis

pompa tanpa pendingin efisiensi tertinggi sebesar 0,029 %, Sedangkan

menggunakan selang osilasi 3/8 inci efisiensi maksimum sebesar 0,027 %.

Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau pendinginan menggunakan

air dengan selang osilasi 3/8 efiensinya sebesar 0,022 %. Hal tersebut disebabkan

karena pada variasi head 1,5 m tanpa menggunakan variasi pendingin dan selang

osilasi 1/2 inci dapat menghasilkan debit dan daya yang maksimal sehingga

mampu memperoleh efisiensi tertinggi, Sedangkan pada variasi pompa

menggunakan pendingin air atau kondenser hanya mampu memperoleh efisiensi

yang lebih kecil daripada pompa tanpa mengunakan pendingin. Disebabkan

pompa menggunakan variasi pendingin air proses penguapannya lebih lama,

Dapat dilihat pada gambar 4.7.

46

Gambar 4.8 Grafik Hubungan Head 1,8 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa Tanpa Pendingin dengan Efisiensi Pompa

Pada variasi head 1,8 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan jenis

pompa tanpa pendingin efisiensi tertinggi sebesar 0,022%, Sedangkan

menggunakan selang osilasi 3/8 inci efisiensi maksimum sebesar 0,025 %.

Disebabkan karena diameter selang osilasi dan ketinggian head juga berpengaruh

pada tinggi fluida yang berosilasi dan tekanan yang dihasilkan dan mempengaruhi

daya tekan dan debit yang dihasilkan oleh pompa. Karena fluida yang berosilasi

pada selang ukuran 3/8 inci mampu menghasilkan tekanan yang lebih cepat dan

lebih tinggi bila dibandingkan dengan selang osilasi 1/2 inci yang menghasilkan

efisiensi lebih maksimum dapat diliat pada gambar 4.8.

47

Gambar 4.9 Grafik Hubungan Head 2,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin) dengan Efisiensi Pompa

Pada variasi head 2,5 m, menggunakan selang osilasi ½ inci dan jenis

pompa tanpa pendingin efisiensi tertinggi sebesar 0,011 %, Sedangkan

menggunakan selang osilasi 3/8 inci efisiensi maksimum sebesar 0,030 %.

Selanjutnya pada variasi jenis pompa kondenser atau pendinginan menggunakan

air dengan selang osilasi 3/8 efiensinya sebesar 0,023 %.%. Hal tersebut

disebabkan karena pada variasi head 2,5 m tanpa menggunakan variasi pendingin

dan selang osilasi 3/8 inci dapat menghasilkan debit dan daya yang maksimal

sehingga mampu memperoleh efisiensi tertinggi, Sedangkan pada variasi pompa

menggunakan pendingin air atau kondenser hanya mampu memperoleh efisiensi

yang lebih kecil daripada pompa tanpa mengunakan pendingin. Disebabkan

pompa menggunakan variasi pendingin air proses penguapannya lebih lama

untuk menghasilkan tekanan uap berlebih yang dibutuhkan untuk membantu air

kluar dapat dilihat pada gambar 4.9.

48

4.3.1 Hubungan Suhu dengan Jenis Variasi

Gambar 4.10 Grafik Hubungan Suhu T1 Dengan Head 1,5 m , Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin Air atau Kondenser dan Tanpa Pendingin)

Suhu ( T1 ) tertinggi pada variasi head 1,5 m tanpa pendingin dengan

selang osilasi 3/8 inci sebesar 380 ⁰C, sedangkan pada variasi pendingin nya (T1)

tertinggi sebesar 145 ⁰C . dengan menguanakan selang osilasi ½ (T1) sebesar 331

⁰C. Hal ini disebabkan karena pada variasi pendingin tersebut diperlukan waktu

yang lama pemanasan fluida dalam evaporator untuk menjadi uap air mencapai

titik maksimum sebelum terjadi proses pengembunan sampai mampu menekan air

keluar. Dapat diihat pada gambar 4.10.

49

Gambar 4.11 Grafik Hubungan Suhu T1 Dengan Head 1,8 m , Selang Osilasi dan Jenis Pompa Tanpa Pendingin

Suhu ( T1 ) tertinggi pada variasi head 1,8 m tanpa pendingin dengan

selang osilasi ½ inci sebesar 172 ⁰C, sedangkan. dengan menguanakan selang

osilasi 3/8 (T1) sebesar 166 ⁰C. Hal ini disebabkan karena pada ketinggian ini

tingkat uap air berlebih yang diperlukan untuk mendorong air keluar pada selang

osilasi 3/8 inci tidak sebesar, sehingga suhu nya lebih rendah tekanan uap air yang

dibutuhkan untuk mendorong air keluar secara besar terlalu berat, sehingga uap

air dalam evaporator secara cepat terjadi proses pengembunan. Dapat dilihat pada

gambar 4.11.

50

Gambar 4.12 Grafik Hubungan Suhu T1 Dengan Head 2,5 m , Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin Air atau Kondenser dan Tanpa Pendingin)

Pada suhu ( T1 ) pada head 2,5 m dengan selang osilasi ½ inci tanpa

pendingin air atau kodenser hanya mampu menghasilakan suhu teringgi 171 ⁰C,

pada selang osilasi 3/8 inci suhu T1 sebesar 160 ⁰C sedangkan pada variasi

pendingin air atau kondenser nya ( T1 ) sebesar 148 ⁰C, disebabkan tekanan uap

yang diperlukan untuk mendorong air keluar terlalu berat sehingga uap air dalam

eveporator secara cepat mengalami pengembunan. Dapat dilihat pada gambar

4.12.

51

Gambar 4.13 Grafik Hubungan Suhu T2 Dengan Head 1,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin)

Pada variasi head 1,5 m menggunakan selang osilasi ½ inci tanpa

mengunakan pendingin air atau kondenser menghasilkan suhu ( T2 ) maksimum

81⁰C, dan dengan menggunakan selang osilasi 3/8 inci menghasilkan suhu (T2)

maksimum 80⁰C sedangkan menggunakan variasi pendingin air atau kondenser

(T2) sebesar 92⁰C Hal ini disebabkan karena uap air berlebih yang bersuhu tinggi

pada bagian atas evaporator (T1) saat memberikan tekanan ikut terbawa sampai

kebagian bawah evaporator, sehingga suhu T2 juga naik. Dapat dilihat pada

gambar 4.13.

52

Gambar 4.14 Grafik Hubungan Suhu T2 Dengan Head 1,8 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa Tanpa Pendingin

Suhu ( T2 ) tertinggi pada variasi head 1,8 m tanpa pendingin dengan

selang osilasi ½ inci sebesar 86 ⁰C, sedangkan. dengan menguanakan selang

osilasi 3/8 (T1) sebesar 134 ⁰C. Hal ini disebabkan karena pada ketinggian ini

tingkat uap air berlebih yang diperlukan untuk mendorong air keluar pada selang

osilasi 3/8 inci lebih sebesar, sehingga suhu nya lebih tinggi untuk proses tekanan

uap air yang dibutuhkan untuk mendorong air keluar. Dapat diliat pada gambar

4.14.

53

Gambar 4.15 Grafik Hubungan Suhu T2 Dengan Head2,5 m, Selang Osilasi dan Jenis Pompa (Pendingin dan Tanpa Pendingin)

Pada variasi head 2,5 m menggunakan selang osilasi ½ tanpa menggunakan

pendingin air atau kondenser menghasilakn suhu ( T2 ) maksimum 83⁰C, dan

dengan menggunakan selang osilasi 3/8 inci menghasilkan suhu ( T2 ) maksimum

90 ⁰C sedangkan pompa mengunakan pendigin air atau kondenser ( T2 ) dengan

selang osilasi 3/8 inci maksimum sebesar 92 ⁰C. Hal ini disebabkan ( T1 )

mengalami penekanan sampai ke bagian bawah evaporator dan uap air yang

berlebih secara cepat akan mengalami pengembunan, sehingga ( T1 )mengalami

penurunan suhu dan ( T2 ) mengalami kenaikan yang besar akibat tekanan uap air

yang terbawa sampai ke bagian bawah. Dapat dilihat pada gambar 4.15.

54

4.4 Grafik Hubungan Suhu dengan Waktu

Gambar 4.16 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 1,5 m Selang Osilasi ½ inci dan Tanpa Pendingin Air

Suhu T1 lebih tinggi dibandingkan suhu lainnya, hal ini disebabkan karena

pipa bagian atas evaporator terkena pemanasan yang paling besar. Kenaikan suhu

maksimum pada T1 sebesar 299 ºC pada menit keduabelas dan terjadi penurunan

suhu sewaktu api padam menjadi 292 ºC, Sedangkan T2 terlihat terjadi kenaikan

suhu maksimum 81 ºC pada menit terakhir sewaktu api padam, karena uap air

yang berada diatas evaporator sebagian ada yang menekan turun sampai kebawah,

sehingga T3 air keluaran juga ikut naik dari 37ºC menjadi 38ºC, sedangkan untuk

suhu T4 sebesar 27 ºC cenderung selalu tetap dari waktu awal pembakaran sampai

api padam. Dapat dilihat pada gambar 4.16

55

Gambar 4.17 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 1,5 m Selang Osilasi 3/8 inci dan Tanpa Pendingin Air

Suhu maksimum T1 pada menit kesembilan sebesar 355 ºC, Sedangkan

T2 terlihat terjadi kenaikan suhu maksimum 81 ºC pada menit terakhir sewaktu

api padam, karena uap air yang berada diatas evaporator sebagian ada yang

menekan turun sampai kebawah, dan T3 maksimum 46 ºC . mengalami kenaikan

secara cepat pada menit pertama sampai menit terakhir sewaktu api padam nyala

api. Dapat dilihat pada gambar 4.17.

56

Gambar 4.18 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 1,8m Selang Osilasi 3/8 inci dan Tanpa Pendingin Air

Suhu T1 saat memulai pembakaran sampai menit kesembilan terjadi

kenaikan suhu yang cukup stabil pada seiring besarnya api yang dihasilkan dari

pembakaran spirtus, sedangkan T2 tetap terjadi kenaikan suhu yang disebabkan

oleh tekanan uap air berlebih sampai ke bawah evaporator dan suhu T3

cenderung turun karena mengalami pendinginan dari udara ruang. Suhu

maksimum T1 terjadi pada menit kesembilan sebesar 166 ºC, T2 maksimum pada

saat api padam sebesar 84 ºC, dan T3 maksimum 37 ºC terjadi pada menit ketiga.

Dapat dilihat pada gambar 4.18.

57

Gambar 4.19 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 1,8m Selang Osilasi 1/2 inci dan Tanpa Pendingin Air

Suhu T1 maksimum pada menit keduabelas sebesar 141 ºC seiring

besarnya api yang dihasilkan, selanjutnya mengalami penurunan yang cukup besar

karena uap air yang memiliki tekanan berlebih setelah berhasil menekan air

keluar, maka ruang di dalam evaporator menjadi vakum, sehingga terjadi

pengembunan dan menghisap sumber air yang lebih dingin secara cepat. Dalam

pengujian ini T2 maksimum terjadi pada menit keenam sebesar 86 ºC dan T3

maksimum menghasilkan suhu 38 ºC saat 9 menit setelah mulai pembakaran.

Dapat dilihat pada gambar 4.19.

58

Gambar 4.20 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 2,5 m Selang Osilasi 1/2 inci dan Tanpa Pendingin Air

Suhu T1, T2 dan T3 mengalami kenaikan yang bersamaan secara cepat pada

menit pertama sampai menit keenam. Suhu maksimum keseluruhan, kecuali T4

terjadi pada menit keenam, T1 menghasilkan 144 ºC, T2 sebesar 80 ºC dan T3

maksimum 43 ºC. Dapat dilihat pada gambar 4.20.

59

Gambar 4.21 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 2,5m Selang Osilasi 3/8 inci dan Tanpa Pendingin Air

Suhu T1 mengalami peningkatan maksimum dari awal pembakaran

sampai menit kesembilan sebesar 134 ºC, kemudian mengalami penurunan suhu

saat api padam menjadi 120 ºC. Selanjutnya untuk T2 maksimum terjadi pada

menit terakhir sebesar 88 ºC, dan T3 maksimum sebesar 46 ºC pada menit ketiga.

Dapat dilihat pada gambar 4.21.

60

Gambar 4.22 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 1,5 m Selang Osilasi 3/8 inci dan Pendingin Air

Suhu T1 maksimum terjadi pada menit keduabelas sebesar 137 ºC,

selanjutnya untuk T2 maksimum terjadi pada menit kesembilan sebesar 88 ºC dan

suhu pada kondenser bagian sirkulasi air keluaran T3 maksimum 35 ºC di menit

ke-6, kemudian suhu kondenser bagian sirkulasi air masuk T4 maksimum sebesar

45 ºC terjadi pada menit keempatbelas, sedangkan suhu air dalam bak penampung

T5 maksimum 35 ºC di menit keenam dan suhu air keluaran pompa T6 maksimum

47ºC serta suhu ruangan T7 selalu tetap sebesar 27 ºC. Dapat dilihat pada gambar

4.22.

61

Gambar 4.23 Grafik Hubungan t (menit) dengan T (ºC) Pada Variasi Head 2,5 m Selang Osilasi 3/8 inci dan Pendingin Air

Suhu T1 maksimum terjadi pada menit keduabelas sebesar 148 ºC,

selanjutnya untuk T2 maksimum juga terjadi pada menit keduabelas sebesar 86 ºC

dan suhu pada kondenser bagian sirkulasi air keluaran T3 maksimum 36 ºC di

menit keenam, kemudian suhu kondenser bagian sirkulasi air masuk T4

maksimum sebesar 48 ºC terjadi pada menit keempatbelas, sedangkan suhu air

dalam bak penampung T5 maksimum 28 ºC di menit ketiga dan suhu air keluaran

pompa T6 maksimum 29 ºC terjadi pada menit keduabelas, serta suhu ruangan T7

selalu tetap sebesar 27 ºC. Pada variasi pendingin air suhu T6 selalu rendah akibat

pendinginan dari kondenser. Dapat dilihat pada gambar 4.23.

62

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan analisis data, perhitungan dan pembahasan diperoleh

kesimpulan sebagai berikut :

1. Debit ( Q ) maksimum 0,588 ( liter/menit ) pada variasi ketinggian

head 1,5 m dan diameter selang osilasi inci .

2. Daya pompa ( Wp ) maksimum adalah 0,148 Watt pada variasi

ketinggian head 2,5 m dan diameter selang osilasi inci .

3. Efisiensi pompa ( η pompa ) maksimum 0,030 % pada variasi

ketinggian head 2,5 m dan diameter selang osilasi inci .

5.2 Saran

Saran berdasarkan pada pembuatan dan pengujian alat yang telah

dilakukan supaya dapat mengurangi kendala selanjutnya antara lain :

1. Dalam pembuatan evaporator, sebaiknya menggunakan pipa

tembaga batangan atau jangan memakai pipa gulungan, karena

selain mempermudah dalam perakitan.

2. Pada saat pengambilan data usahakan api tetap menyala secara

konstan memanasi seluruh bagian evaporator.

63

3. Pada bagain tutup evaporator, pasangkan TBA secara rapat dan

ditutup dengan kencang, hal ini dapat mengurangi kebocoran di

bagian lubang pengisian fluida pada evaporator .

4. Periksa sambungan dan pastikan tidak ada kebocoran agar tidak

mempengaruhi sistem kerja pada pompa .

5. Penggunaan selang osilasi dan selang air keluaran pakailah bahan

yang transparan untuk mempermudah pengamatan.

6. Pemilihan bahan bakar gunakanlah spirtus dengan kualitas yang

baik, agar nyala api dan proses pembakaran yang dihasilkan lebih

maksimal .

64

DAFTAR PUSTAKA

Arismunandar, Wiranto, Teknologi Rekayasa Surya, Material Penyimpan Panas (Bab 4), Cetakan Pertama, PT.Pradnya Paramitha, Jakarta.

Cengel, Yunus. A , Thermodynamics An Engieering Approach, Property Tables and Charts ( SI Units ). Fourth Edition, New York, San Fransisco, St.Louis, Edisi ke-5, Chapter 2.

Giles, Ranald, V., (1986). Schaum Series Mekanika Fluida dan Hidraulika, Edisi ke-2, Erlangga, hal 75.

Mahkamov, K.; Djumanov, D., Thermal Water Pumps On The Basis Of Fluid Piston Solar Stirling Engine. 1st International Energy Conversion Engineering Conference, 17-21 August 2003, Portsmouth, Virginia.

Nugroho, Triyono, S., (2009). Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 44 CC dan Pemanas 78 Watt, Tugas Akhir, hal 48-49.

Reinhold, Van Nostrnad, Publishing., (1983). Liquid Piston Stirling Engines. West, C.D. 1983.

Smith, Thomas. C. B, (2005), Asymmetric Heat Transfer In Vapour Cycle Liquid-Piston Engines . Pages 1-3.

Sumathy, K.; Venkatesh, A.; Sriramulu, V., (1995). The importance of the condenser in a solar water pump, Energy Conversion and Management, Volume 36, Issue 12, December 1995, Pages 1167-1173.

Wong, Y.W.; Sumathy, K., (2000). Performance of a solar water pump with n-pentane and ethyl ether as working fluids, Energy Conversion and Management, Volume 41, Issue 9, 1 June 2000, Pages 915-927.

Wong, Y.W.; Sumathy, K., (2001). Thermodynamic analysis and optimization of a solar thermal water pump, Applied Thermal Engineering, Volume 21, Issue 5, April 2001, Pages 613-627.

WWW.Wikipedia.co.id Thermofluidics, c/o Hopkinson Laboratory, Cambridge University Engineering Department, Trumpington Street, Cambridge, CB2 1PZ, U.K.

Yoanita, Venti, Y., (2009). Karakteristik Kolektor Surya CPC Untuk Pompa Air Energi Termal Menggunakan Pompa Rendam, Tugas Akhir, hal 44 .

  

65  

 

LAMPIRAN  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

66   

 

 

 

 

1. Gambar Alat

 

Gambar 1. Pompa Air Energi Termal

 

 

 

67  

     

Gambar 2. Jenis Variasi Gambar 3. Kran Pengatur Selang Osilasi

Gambar 4. Katup Hisap Gambar 5. Katup Tekan

2,5 m 

1,8 m 

1,5 m 

½ Inci  3/8 Inci 

68  

Gambar 6. Gelas Ukur Gambar 7. Bak Penampung

Gambar 8. Adaptor Gambar 9. Thermo Logger