plagiat merupakan tindakan tidak terpuji - core.ac.uk fileevaporator, (2) pemanas, (3) pendingin dan...
TRANSCRIPT
i
POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN EVAPORATOR 6
PIPA PARALEL 135 cc DENGAN DUA PIPA HISAP
Tugas Akhir
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Mesin
Diajukan Oleh:
DANIEL ANGGI PRASETYO
NIM : 065214051
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2014
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
THERMAL ENERGY WATER PUMP USING EVAPORATOR 6
PARALLEL PIPE 135 cc WITH TWO PIPE SUCTION
Final Project
Presented as partitial fulfilment of the requirement
as to obtain the Sarjana Teknik degree
in Mechanical Engineering
by
DANIEL ANGGI PRASETYO
NIM : 065214051
MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2014
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
TUGAS AKHIR
POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN EVAPORATOR 6
PIPA PARALEL 135 cc DENGAN DUA PIPA HISAP
Disusun Oleh:
Nama : Daniel Anggi Prasetyo
NIM : 065214051
Telah disetujui oleh:
Pembimbing Utama tanggal 19 Februari 2014
I Gusti Ketut Puja, S.T, M.T.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
TUGAS AKHIR
POMPA AIR ENERGI TERMAL MENGGUNAKAN EVAPORATOR 6
PIPA PARALEL 135 cc DENGAN DUA PIPA HISAP
Dipersiapkan dan ditulis oleh:
Nama Daniel Anggi Prasetyo
NIM : 065214051
Telah dipertahankan di depan panitia penguji pada tanggal 19 Februari 2014
dan dinyatakan memenuhi syarat
Susunan panitia penguji:
Ketua : Doddy Purwadianto, ST, MT.
Sekretaris : Ir. PK. Purwadi, MT.
Anggota : I Gusti Ketut Puja, ST, MT.
Yogyakarta, 19 Februari 2014
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta
Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Dengan ini kami menyatakan bahwa dalam tugas 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 di terbitkan oleh orang lain, sehingga karya tulis yang kami buat
ini adalah asli karya penulis.
Yogyakarta, 19 Februari 2014
Daniel Anggi Prasetyo
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
INTISARI
Air sangat penting bagi kehidupan manusia. Pada umumnya air mengalir
dari permukaan yang tinggi ke permukaan yang rendah, tetapi dengan adanya
pompa air, air dapat mengalir dari permukaan yang rendah ke permukaan yang
tinggi. Terdapat banyak jenis pompa yang pada umumnya digunakan manusia
pada kehidupan sehari-hari adalah pompa air dengan energi listrik, tetapi di
Indonesia tidak semua daerah yang mendapatkan listrik. Oleh sebab itu, di buat
pompa air dengan energi termal, yang mana pompa air tersebut dapat mengalirkan
air dari permukaan rendah ke permukaan yang tinggi dengan cara dipanaskan.
Jenis pompa air yang digunakan adalah pulsajet air (water pulsejet).
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 suhu air
awal (T0), temperatur sisi bawah evaporator (T1), temperatur sisi dibawah
pemanas spirtus (T2), temperatur air di dalam gelas ukur (T3), temperatur udara
sekitar (T4), V out dan t out pemompaan.. Variasi yang dilakukan pada pengujian
pompa adalah ketinggian head 1,50 m dan 1,80 m, osilasi ⅜ inci dan ½ inci,
variasi pendingin yaitu air. Hasil penelitian menunjukkan debit maksimum (Q)
adalah 0,000007475 m³/s. Daya pompa maksimum (Wp) adalah 0,11 watt. Daya
spirtus maksimum (Wspirtus) adalah 61,16 watt. Efisiensi pompa maksimum
(ηpompa) adalah 0,31 %.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : Daniel Anggi Prasetyo
Nomor Mahasiswa : 065214051
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya berjudul : “Pompa Air Energi
Termal Menggunakan Evaporator 6 Pipa Paralel 135 cc Dengan Dua Pipa
Hisap”.
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
ataupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 19 Februari 2014
Yang menyatakan
Daniel Anggi Prasetyo
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan
karuniaNya, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tugas akhir ini adalah
sebagian 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 “Pompa Air
Energi Termal Menggunakan Evaporator 6 Pipa Paralel 135 cc Dengan Dua
Pipa Hisap” ini karena adanya bantuan dan kerjasama dari berbagai pihak. Pada
kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma.
2. Ir. PK. Purwadi, M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin sekaligus
Dosen Pembimbing Akademik.
3. I Gusti Ketut Puja, S.T, M.T selaku Dosen Pembimbing tugas akhir yang telah
memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Segenap Dosen di Jurusan Teknik Mesin, yang telah membimbing penulis
selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.
5. Laboratorium Jurusan Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma yang telah
memberikan ijin untuk menggunakan fasilitas yang telah dipergunakan dalam
penelitian ini.
6. Keluarga dan teman-teman yang selalu memberi dorongan doa dan motivasi
kepada penulis.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
7. Serta semua pihak yang telah membantu atas terselesainya Tugas Akhir ini
serta yang tidak mungkin disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari dalam pembahasan masalah ini masih jauh dari
sempurna, maka penulis terbuka untuk menerima kritik dan saran yang bersifat
membangun.
Semoga naskah ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca
lainnya. Apabila ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis mohon maaf
yang sebesar-besarnya. Terima Kasih.
Yogyakarta, 19 Februari 2014
Penulis
Daniel Anggi Prasetyo
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................... i
TITLE PAGE ................................................................................................ ii
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ......................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ....................................................... v
INTISARI ...................................................................................................... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS..................................... vii
KATA PENGANTAR ................................................................................... viii
DAFTAR ISI.................................................................................................. x
DAFTAR GAMBAR..................................................................................... xii
DAFTAR TABEL.......................................................................................... xiv
BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................. 1
1.l Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................ 3
1.4 Batasan masalah .............................................................................. 3
1.5 Manfaat............................................................................................ 4
BAB II. DASAR TEORI ............................................................................... 5
2.1 Penelitian Yang Pernah Dilakukan ................................................ 5
2.2 Dasar Teori ..................................................................................... 6
2.3 Penerapan Rumus ........................................................................... 10
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
BAB III. METODE PENELITIAN ............................................................. 12
3.1 Deskripsi Alat ................................................................................. 12
3.2 Prinsip Kerja Alat ............................................................................ 14
3.3 Variabel Yang Divariasikan ............................................................ 15
3.4 Variabel Yang Diukur ..................................................................... 18
3.5 Metode dan Langkah Pengambilan Data ........................................ 19
3.6 Analisa Data ................................................................................... 19
3.7 Peralatan Pendukung ....................................................................... 20
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 22
4.1 Data Penelitian ................................................................................ 22
4.2 Perhitungan ..................................................................................... 26
4.2.1. Perhitungan Pompa ............................................................... 26
4.3 Pembahasan .................................................................................... 28
BAB V. PENUTUP ........................................................................................ 33
5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 33
5.2 Saran ................................................................................................ 34
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 35
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.2.1 Pompa Air Energi Termal Jenis Pulsajet Air (Water Pulsejet)……6
Gambar 2.2.2 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump................................7
Gambar 2.2.3 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifle Pump....................................7
Gambar 2.2.4 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump…...…………….…8
Gambar 2.2.5 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifle Pump………...….................8
Gambar 2.2.6 Pompa Air Energi Termal Jenis Water Pulsejet…………...............9
Gambar 2.2.7 Evaporator Pompa Air Energi Termal Jenis Water Pulsejet..........10
Gambar 3.1.1 Skema Alat Penelitian……………………………........................12
Gambar 3.1.2 Detail Evaporator............................................................................13
Gambar 3.3.1 Variasi Ketinggian Head................................................................16
Gambar 3.3.2 Variasi Diameter Selang Osilasi………………………………….17
Gambar 3.3.3 Variasi Posisi Evaporator…….......................................................17
Gambar 3.4.1 Posisi Termokopel Pada Pompa………………………………….18
Gambar 4.1 Hubungan Daya (Wp) dengan Debit (Q) pada variasi Head 1,5 m,
Head 1,8 m dan Osilasi ½ inci........................................................28
Gambar 4.2 Hubungan Daya (Wp) dengan Debit (Q) pada variasi Head 1,5 m,
Head 1,8 m dan Osilasi ⅜ inci........................................................28
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
Gambar 4.3 Hubungan Efisiensi Pompa (η) dengan Debit (Q) pada variasi Head
1,5 m, Head 1,8 m dan Osilasi ½ inci.............................................29
Gambar 4.4 Hubungan Efisiensi Pompa (η) dengan Debit (Q) pada variasi Head
1,5 m, Head 1,8 m dan Osilasi ⅜ inci.............................................29
Gambar 4.5 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,5 m,
Osilasi ½ inci……………..………...………….…………………30
Gambar 4.6 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,8 m,
Osilasi ½ inci……………..………...………….…………………30
Gambar 4.7 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,5 m,
Osilasi ⅜ inci…………..…………………………………………31
Gambar 4.8 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,8 m,
Osilasi ⅜ inci…………..…………………………………………31
Gambar 4.9 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,5 m,
Osilasi ⅜ inci dan ½ inci…………..………………..……………32
Gambar 4.10 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,8 m,
Osilasi ⅜ inci dan ½ inci…………..…………………………..…32
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1.1 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-1)......................................................22
Tabel 4.1.2 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-2)......................................................22
Tabel 4.1.3 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-3) .....................................................22
Tabel 4.1.4 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-1) .....................................................23
Tabel 4.1.5 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-2) .....................................................23
Tabel 4.1.6 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-3) .....................................................23
Tabel 4.1.7 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-1) .....................................................23
Tabel 4.1.8 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-2) .....................................................24
Tabel 4.1.9 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-3) .....................................................24
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
Tabel 4.1.10 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-1) .....................................................24
Tabel 4.1.11 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-2) .....................................................24
Tabel 4.1.12 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-3) .....................................................25
Tabel 4.1.13 Data hasil Volume, Waktu, Debit, Daya Pompa dan Efisiensi
Pompa dengan Head 1,5 m dan Osilasi ½ inci...............................25
Tabel 4.1.14 Data hasil Volume, Waktu, Debit, Daya Pompa dan Efisiensi
Pompa dengan Head 1,5 m dan Osilasi ⅜ inci...............................25
Tabel 4.1.15 Data hasil Volume, Waktu, Debit, Daya Pompa dan Efisiensi
Pompa dengan Head 1,8 m dan Osilasi ½ inci...............................25
Tabel 4.1.16 Data hasil Volume, Waktu, Debit, Daya Pompa dan Efisiensi
Pompa dengan Head 1,8 m dan Osilasi ⅜ inci...............................26
Tabel 4.1.17 Daya pemompaan rata-rata (Wp rata-rata)..........................................26
Tabel 4.2.1 Perhitungan Pompa Variasi Ketinggian Head................................27
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air adalah sumber kehidupan dan sumber daya alam yang tidak akan
pernah tergantikan untuk kebutuhan hidup manusia sehari-hari . Pada
umumnya air dipergunakan oleh masyarakat untuk minum, memasak,
mencuci dan untuk keperluan lainnya. Ketersediaan air di Indonesia sangat
melimpah namun pada umumnya sumber air terletak lebih rendah dari tempat
air tersebut dipergunakan sehingga diperlukan pompa air untuk mengalirkan
air dari sumber ke tempat yang memerlukan.
Pompa air yang kita kenal pada umumnya digerakkan dengan energi
minyak bumi (dengan motor bakar) atau energi listrik (motor listrik). Tetapi
belum semua daerah di Indonesia terdapat jaringan listrik atau belum memiliki
sarana transportasi yang baik sehingga bahan bakar minyak tidak mudah
didapat, disamping itu efek dari hasil pembakaran bahan bakar minyak selalu
menimbulkan polusi udara dan pencemaran lingkungan yang dapat
menimbulkan global warming, oleh sebab itu energi terbarukan yang ramah
lingkungan menjadi alternatif lain yang sangat penting dalam mengatasi
masalah tersebut.
Untuk kondisi daerah seperti itu umumnya penyediaan air dilakukan
dengan tenaga manusia yaitu membawanya dengan ember, menimba atau
dengan pompa tangan. Jika penyediaan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
air dilakukan dengan tenaga manusia maka bukan hanya tenaga tetapi
waktu untuk melakukan kegiatan lain yang lebih produktif akan berkurang.
Alternatif lain adalah memanfaatkan sumber energi terbarukan untuk
memompa air, tergantung potensi yang ada di daerah tersebut. Maka sumber-
sumber energi terbarukan yang dapat dimanfaatkan untuk memompa air
adalah energi air, angin atau energi surya. Pemanfaatan energi surya untuk
memompa air dapat dilakukan dengan dua cara yaitu menggunakan sel surya
atau menggunakan kolektor termal plat parabolik jenis tabung. Sel surya
masih merupakan teknologi yang tinggi dan mahal bagi masyarakat terutama
masyarakat di negara berkembang seperti Indonesia sehingga penerapannya
sangat terbatas. Disisi lain kolektor termal plat parabolik jenis tabung
merupakan teknologi yang sederhana dan murah sehingga mempunyai
peluang dimanfaatkan masyarakat untuk memompa air. Informasi tentang
unjuk kerja kolektor termal untuk memompa air atau yang lebih sering disebut
pompa air energi surya termal di Indonesia belum banyak dijumpai sehingga
perlu dilakukan banyak penelitian untuk menjajagi kemungkinannya. Sebagai
simulasi pompa air energi surya termal, panas yang digunakan adalah panas
dari api.
1.2 Rumusan Masalah
Unjuk kerja pompa air energi termal tergantung pada lama waktu
penguapan fluida kerja dan lama waktu pengembunan uap. Waktu yang
diperlukan untuk penguapan tergantung pada efisiensi pompa dalam
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
mengumpulkan energi termal dan mengkonversikannya ke fluida kerja, juga
tergantung pada sifat-sifat dan jumlah awal fluida kerja dalam sistem. Pada
penelitian ini model pompa air energi termal yang digunakan yaitu dengan
evaporator 6 pipa paralel volume fluida kerja 135 cc, ketinggian head (1,5 m,
1,8 m dan 2 m), diameter selang osilasi (⅜ inci) dan (½ inci ). Diameter selang
osilasi bertujuan untuk mengetahui debit (Q), daya pompa (Wp), daya spirtus
(Wspirtus), efisiensi pompa (ηpompa), waktu pemompaan (tout) dan besarnya
volume keluaran yang dihasilkan (V).
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
a. Membuat model pompa air energi termal jenis pulsajet air (water pulsejet)
menggunakan evaporator enam pipa paralel dengan volume 135 cc.
b. Mengetahui debit (Q), daya pompa (Wp), daya spirtus (Wspirtus), efisiensi
pompa (ηpompa), waktu pemompaan (tout) dan besarnya volume keluaran
yang dihasilkan (V).
c. Membandingkan kinerja selang osilasi ⅜ inci dengan selang osilasi ½ inci.
1.4 Batasan Masalah
Batasan-batasan yang di ambil pada penelitian ini adalah :
a. Pompa air energi termal menggunakan evaporator 6 pipa paralel 135 cc
dengan dua pipa hisap dan sumber panas menggunakan bahan bakar
spirtus.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
b. Fluida kerja yang digunakan adalah air.
c. Ketinggian head pemompaan 1.5 m, 1.8 m.
d. Diameter selang osilasi ⅜ inci dan ½ inci.
1.5 Manfaat
Adapun manfaat yang diperoleh dari penelitian ini yaitu :
a. Menambah kepustakaan teknologi pompa air energi termal.
b. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat dikembangkan untuk membuat
prototipe dan produk teknologi pompa air dengan energi termal yang dapat
diterima masyarakat sehingga dapat meningkatkan kesejahteraan.
c. Mengurangi ketergantungan penggunaan minyak bumi dan listrik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Penelitian Yang Pernah Dilakukan
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 sistem. Waktu pengembunan
tergantung pada luasan optimum koil pendingin (Wong, 2001).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
2.2 Dasar Teori
Pompa air energi termal umumnya adalah pompa air energi termal dengan
jenis pulsajet air (water pulsejet), pompa air energi termal dengan jenis
fluidyn pump dan pompa air energi termal dengan jenis nifte pump. Pada
penelitian ini dibuat pompa energi termal jenis pulsajet air (water pulsejet)
dengan menggunakan fluida kerja spirtus karena merupakan jenis pompa air
energi termal yang paling sederhana dibandingkan yang lain.
Untuk jenis-jenis pompa air dapat dilihat pada gambar berikut ini:
Keterangan :
1. Fluida air
2. Sisi uap
3. Sisi panas
4. Sisi dingin
5. Tuning pipe
6. Katup hisap
7. Katup buang
Gambar 2.2.1 Pompa Air Energi Termal Jenis Pulsajet Air (Water
Pulsejet)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
Keterangan :
1. Displacer
2. Penukar panas
3. Pemicu regenerasi
4. Penukar panas
5. Tuning pipe
6. Katup hisap
7. Katup buang
8. Sisi volume mati
9. Pengapung
Gambar 2.2.2 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump
Keterangan :
1. Kekuatan piston
2. Beban
3. Silinder displacer
4. Evaporator
5. Kondenser
6. Katup
7. Saturator
8. Difusi kolom
9. Perpindahan panas
Gambar 2.2.3 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Discharge Suction
Gambar 2.2.4 Pompa air energi termal jenis fluidyn pump
Discharge Suction
Gambar 2.2.5 Pompa air energi termal jenis nifte pump
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Gambar 2.2.6 Pompa air energi termal jenis water pulsejet
Keterangan pompa :
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
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
Gambar 2.2.7 Evaporator pompa air energi termal jenis water pulsejet
2.3 Penerapan Rumus
Debit pemompaan yaitu jumlah volume yang dihasilkan tiap satuan waktu
(detik) dapat dihitung dengan persamaan:
t
VQ (2.1)
dengan:
V : volume air (m³)
t : waktu yang diperlukan (detik)
Daya pemompaan yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan:
Wp = ρ.g.Q.H
(2.2)
dengan:
ρ : massa jenis air (kg/m3)
g : percepatan gravitasi (m/s2)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Q : debit pemompaan (m3/s)
H : head pemompaan (m)
Daya spritus yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan :
t
TcmW
p
spirtus
.. (2.3)
dengan :
mair : massa air (kg)
Cp : panas jenis air ( CkgJ )
ΔT : kenaikan temperatur (oC) atau
kenaikan suhu (T3) dikurangi suhu air awal (T0 = 25ºC)
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)
Wspirtus : daya spritus (watt)
%100 xW
W
spirtus
P
pompa
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Deskripsi Alat
Adapun skema alat penelitian pompa air energi termal menggunakan
evaporator enam pipa paralel 135 cc dengan dua pipa hisap dapat dilihat
pada Gambar 3.1.1.
Gambar 3.1.1 Skema alat penelitian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
Keterangan pompa :
1. Evaporator 7. Katup hisap satu arah
2. Kotak Pemanas (spirtus) 8. Tangki air hisap
3. Corong Air Keluaran 9. Selang Osilasi ½ inci
4. Gelas ukur 10. Selang Osilasi ⅜ inci
5. Selang air keluaran 11. Kran Osilasi
6. Katup buang satu arah 12. Kerangka
Evaporator :
Bahan : Pipa Tembaga
Gambar 3.1.2 Detail Evaporator
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Pompa termal pada penelitian ini terdiri dari 5 komponen utama yaitu:
1. Enam buah evaporator menggunakan bahan dari pipa tembaga dengan
panjang masing-masing 79 cm sebagai bagian yang dipanasi.
2. Kotak pemanas/pembakar dengan bahan bakar spirtus.
3. Pendingin menggunakan air dari kondensor (thermosifon).
4. Pompa termal evaporator paralel ini dilengkapi dua katup satu arah
pada sisi masuk dan sisi keluar.
5. Tuning pipe atau pipa osilasi dengan diameter ⅜ inci dan ½ inci.
3.2 Prinsip Kerja Alat
Prisip kerja pompa dapat dijelaskan sebagai berikut :
Pompa air yang digunakan adalah pompa air jenis pulsajet (water pulsejet
pump). Kondensor yang digunakan berbentuk pipa pvc. Pada penelitian ini
menggunakan satu macam pendingin sebagai pendingin kondenser
digunakan air dalam tangki yang dihubungkan ke kondenser dengan pipa
evaporator. Tangki diletakkan lebih tinggi dari kondenser agar air pendingin
dapat bersirkulasi secara alami.
Evaporator dan sistem yang berisi air mula mula dipanaskan dengan
pemanas bahan bakar spirtus. Evaporator berfungsi untuk menguapkan
fluida kerja air sehingga terjadi osilasi. Pada saat menerima uap bertekanan
yang cukup air dalam sistem terdorong keluar melalui saluran buang,
kemudian uap mengalami pengembunan. Pengembunan uap ini
menyebabkan tekanan dalam pompa turun (dibawah tekanan atmosfir atau
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
vakum) sehingga air dari sumber masuk atau 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.
3.3 Variabel Yang Divariasikan
Variabel yang divariasikan dalam pengujian yaitu:
1. Variasi ketinggian head yaitu 1,5 m, 1,8 m.
2. Variasi diameter selang osilasi yaitu ⅜ inci dan ½ inci.
3. Variasi posisi evaporator.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
Berikut ini adalah skema gambar variabel yang divariasikan :
Gambar 3.3.1 Variasi Ketinggian Head
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Gambar 3.3.2 Variasi Diameter Selang Osilasi
Gambar 3.3.3 Variasi Posisi Evaporator
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
3.4 Variabel Yang Diukur
Variabel-variabel yang diukur yaitu temperatur suhu air awal (T0),
temperatur sisi bawah pemanas spirtus (T1), temperatur sisi atas evaporator
(T2), temperatur air di dalam gelas ukur (T3), temperatur udara sekitar atau
lingkungan (T4). Debit (Q), daya pompa (Wp), efisiensi pompa (ηpompa) dan
daya spirtus (Wspirtus).
Gambar 3.4.1 Posisi Termokopel Pada Pompa
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
3.5 Metode dan Langkah Pengambilan Data
Metode pengumpulan data yaitu cara-cara memperoleh data. Metode yang
digunakan untuk mengumpulkan data yaitu menggunakan metode langsung.
Penulis mengumpulkan data dengan menguji langsung alat yang telah
dibuat.
Langkah – langkah pengambilan data pompa :
1. Alat diatur pada ketinggian head 1,5 m, 1,8 m.
2. Mengatur penggantian diameter selang osilasi yang akan dipakai.
3. Mengatur penggantian jumlah volume spirtus (volume spirtus masing-
masing 100 cc)
4. Mengisi fluida kerja evaporator dan sistem.
5. Memasang termokopel dan alat ukur yang digunakan.
6. Mengisi bahan bakar spirtus.
7. Mulai penyalaan pemanas evaporator.
8. Mencatat suhu T0, T1, T2, T3, T4, waktu yang diperlukan (t) dan
volume air yang dihasilkan pompa (V).
9. Pengambilan data dilakukan sebanyak 3 data tiap 3 menit.
10. Ulangi no 1 – 8 pada variasi yang selanjutnya.
3.6 Analisa Data
Data yang diambil dan dihitung dalam penelitian pompa yaitu : temperatur
suhu air awal (T0), temperatur sisi bawah pemanas spirtus (T1), temperatur
sisi atas evaporator (T2), temperatur air di dalam gelas ukur (T3),
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
temperatur udara sekitar (T4), volume output air (V) dan waktu pemompaan
(t) 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 (ηpompa).
Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik hubungan :
waktu dengan daya pemompaan dan efisiensi pompa.
3.7 Peralatan Pendukung
Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :
a. Solar Meter
Alat ini berfungsi untuk melihat radiasi surya yang datang dalam W/m2.
b. Stopwatch
Alat ini digunakan untuk mengukur waktu air mengalir.
c. Gelas Ukur
Gelas ukur dipakai untuk mengukur banyaknya air yang keluar dari
pompa air setelah jangka waktu tertentu.
d. 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.
e. Thermo Logger
Alat ini digunakan untuk mengukur suhu pada kolektor, dan suhu air
kondensor per menit.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
f. Adaptor
Alat ini digunakan untuk merubah arus AC menjadi arus DC. Adaptor
yang digunakan memiliki tegangan 12 Volt.
g. Termokopel
Digunakan untuk mendeteksi suhu dan menghubungkan ke display.
h. Kerangka
Kerangka digunakan sebagai tempat dimana pompa dipasang dan juga
untuk mengatur head.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Penelitian
Pada pengambilan data penelitian ini diperoleh data pompa sebagai berikut :
Tabel 4.1.1 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-1).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 78 54 28 27 0
3 184 72 44 28 1000
6 203 74 48 28 1480
9 171 83 45 27 400
10,09 134 85 37 27 50
Tabel 4.1.2 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-2).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 99 62 28 27 0
3 163 74 45 27 800
6 178 75 49 28 1500
9 155 81 48 27 500
10,2 136 84 35 27 20
Tabel 4.1.3 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-3).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 103 70 28 27 0
3 173 77 50 27 1100
6 195 78 50 27 1300
9 154 86 42 27 150
9,2 131 90 35 27 10
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Tabel 4.1.4 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-1).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 53 34 28 27 0
3 129 75 38 27 1000
6 187 77 38 27 2600
9 164 83 38 27 800
10,09 134 96 33 27 20
Tabel 4.1.5 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-2).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 97 65 28 27 0
3 139 74 43 27 1200
6 163 77 41 27 2350
9 157 83 42 27 900
10,20 129 75 32 27 30
Tabel 4.1.6 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,5 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-3).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 91 59 27 27 0
3 152 68 43 28 1200
6 180 74 43 28 2400
9 165 78 43 27 900
10,10 144 75 35 27 30
Tabel 4.1.7 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-1).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 98 72 28 28 0
3 187 72 45 27 600
6 214 75 51 27 700
9 186 83 43 28 100
9,56 157 83 37 27 10
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
Tabel 4.1.8 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-2).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 97 71 28 28 0
3 198 76 48 28 700
6 220 76 53 28 900
9 185 83 43 28 100
9,5 147 89 36 27 10
Tabel 4.1.9 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ½ inci (percobaan ke-3).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 96 57 28 28 0
3 172 80 48 28 500
6 196 76 51 27 500
9 160 83 35 27 50
9,31 146 86 32 27 5
Tabel 4.1.10 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-1).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 57 30 27 27 0
3 91 68 46 28 500
6 181 72 53 27 400
9 168 78 49 27 200
10,15 139 88 33 28 51
Tabel 4.1.11 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-2).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 98 67 27 27 0
3 152 70 49 27 750
6 182 73 49 28 800
9 160 78 43 28 200
10,08 139 83 33 28 20
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Tabel 4.1.12 Temperatur Pompa Pada Variasi Ketinggian Head 1,8 m dan
Osilasi ⅜ inci (percobaan ke-3).
Waktu (menit) T1 (°C) T2 (°C) T3 (°C) T4 (°C) Volume (ml)
0 98 70 28 28 0
3 178 69 48 28 800
6 212 72 50 28 1000
9 193 78 45 27 300
10,2 145 83 34 28 10
Tabel 4.1.13 Data hasil Volume, Waktu, Debit, Daya Pompa dan Efisiensi
Pompa dengan Head 1,5 m dan Osilasi ½ inci
Volume Waktu Debit Daya pompa Efisiensi pompa
(V) (t) (Q) (Wp) (ηpompa)
2930 605 290,39 0,07 0,13
2820 612 276,47 0,07 0,12
2560 612 278,26 0,07 0,12
Tabel 4.1.14 Data hasil Volume, Waktu, Debit, Daya Pompa dan Efisiensi
Pompa dengan Head 1,5 m dan Osilasi ⅜ inci
Volume Waktu Debit Daya pompa Efisiensi pompa
(V) (t) (Q) (Wp) (ηpompa)
4420 605 438,06 0,11 0,31
4480 612 439,22 0,11 0,26
4530 606 448,51 0,11 0,24
Tabel 4.1.15 Data hasil Volume, Waktu, Debit, Daya Pompa dan Efisiensi
Pompa dengan Head 1,8 m dan Osilasi ½ inci
Volume Waktu Debit Daya pompa Efisiensi pompa
(V) (t) (Q) (Wp) (ηpompa)
1410 572 147,49 0,04 0,07
1710 570 180 0,05 0,09
1055 559 113,40 0,03 0,06
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
Tabel 4.1.16 Data hasil Volume, Waktu, Debit, Daya Pompa dan Efisiensi
Pompa dengan Head 1,8 m dan Osilasi ⅜ inci
Volume Waktu Debit Daya pompa Efisiensi pompa
(V) (t) (Q) (Wp) (ηpompa)
1151 615 113,40 0,03 0,06
1770 605 175,60 0,05 0,10
2110 612 206,86 0,06 0,11
Tabel 4.1.17 Daya pemompaan rata-rata (Wp rata-rata)
Head 1,5 m
dan Osilasi
Head 1,5 m
dan Osilasi
Head 1,8 m
dan Osilasi
Head 1,8 m
dan Osilasi
½ inci ⅜ inci ½ inci ⅜ inci
0,07 0,11 0,04 0,05
4.2 Perhitungan
4.2.1 Perhitungan Pompa
Berikut ini adalah contoh perhitungan pada pengambilan data Tabel 4.2.1,
head 1,5 m dan osilasi ½ inci dengan variasi bukaan kran terbuka penuh :
Perhitungan nilai Q ( debit ), dimana besarnya volume keluaran sebesar 2930
ml (0,00293 m3) , dan waktu yang diperlukan selama 10,09 menit (605 detik),
sehingga debit yang dihasilkan :
s
Q
/m 00000484,0
detik 605
m 0,00293
menit 10,09
ml 2930
3
3
Daya pemompaan (Wp) yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan:
msmsmmkgWp 5,1./ 00000484,0./ 8,9./ 1000 323
= 0,071 watt
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Daya spirtus (Wspirtus) yang dihasilkan dapat dihitung dengan persamaan :
detik 605
C)).(15,4kgJ kg).(4200 (0,5 CWspirtus
= 53,45 watt
Efisiensi pompa (ηpompa) dapat dihitung dengan persamaan :
ηpompa = watt53,45
watt0,07 x 100 %
= 0,13 %
Untuk perhitungan selanjutnya terdapat dalam tabel berikut :
Tabel 4.2.1 Perhitungan Pompa Variasi Ketinggian Head
Data Head Osilasi Q Wp Wspirtus ηpompa ∆T t
(m) (inci) (m³/s) (watt) (watt) (%) (°C) (detik)
I 1,5 ½ 0,000004843 0,07 53,45 0,13 15,40 605
II 1,5 ½ 0,000004608 0,07 54,90 0,12 16,00 612
III 1,5 ½ 0,000004183 0,07 54,90 0,12 16,00 612
I 1,5 ⅜ 0,000007306 0,11 34,71 0,31 10,00 605
II 1,5 ⅜ 0,000007320 0,11 41,86 0,26 12,20 612
III 1,5 ⅜ 0,000007475 0,11 45,74 0,24 13,20 606
I 1,8 ½ 0,000002465 0,04 58,01 0,07 15,80 572
II 1,8 ½ 0,000003000 0,05 61,16 0,09 16,60 570
III 1,8 ½ 0,000001887 0,03 51,84 0,06 13,80 559
I 1,8 ⅜ 0,000001872 0,03 56,68 0,06 16,60 615
II 1,8 ⅜ 0,000002926 0,05 52,76 0,10 15,20 605
III 1,8 ⅜ 0,000003448 0,06 54,90 0,11 16,00 612
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
4.3 Pembahasan
Gambar 4.1 dan 4.2 merupakan grafik hubungan antara daya pemompaan
terhadap debit pada variasi head 1,5 m dan 1,8 m dengan osilasi ½ inci dan ⅜
inci. Dari gambar tersebut untuk head 1,5 m tidak terjadi peningkatan daya
pemompaan yang signifikan. Sedangkan untuk head 1,8 m terjadi peningkatan
daya pemompaan yang signifikan. Daya pemompaan terbesar yang dihasilkan
adalah 0,11 watt terdapat pada variasi ketinggian head 1,5 m dengan osilasi ⅜
inci.
Gambar 4.1 Hubungan Daya (Wp) dengan Debit (Q) pada variasi Head 1,5
m, Head 1,8 m dan Osilasi ½ inci.
Gambar 4.2 Hubungan Daya (Wp) dengan Debit (Q) pada variasi Head 1,5 m,
Head 1,8 m dan Osilasi ⅜ inci.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Gambar 4.3 dan 4.4 merupakan grafik hubungan antara efisiensi pemompaan
terhadap debit pada variasi head 1,5 m dan 1,8 m dengan osilasi ½ inci dan ⅜
inci. Dari gambar tersebut untuk head 1,5 m dan head 1,8 m dengan osilasi ½
inci tidak terjadi peningkatan efisiensi pemompaan yang signifikan. Sedangkan
untuk head 1,5 m dan 1,8 m dengan osilasi ⅜ inci terjadi peningkatan daya
pemompaan yang signifikan. Efisiensi pemompaan terbesar yang dihasilkan
adalah 0,31 % terdapat pada variasi ketinggian head 1,5 m dengan osilasi ⅜
inci.
Gambar 4.3 Hubungan Efisiensi Pompa (η) dengan Debit (Q) pada variasi
Head 1,5 m, Head 1,8 m dan Osilasi ½ inci.
Gambar 4.4 Hubungan Efisiensi Pompa (η) dengan Debit (Q) pada variasi
Head 1,5 m, Head 1,8 m dan Osilasi ⅜ inci.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Gambar 4.5 dan 4.6 merupakan grafik hubungan antara debit terhadap osilasi
pada variasi head 1,5 m dan 1,8 m dengan osilasi ½ inci. Dari gambar tersebut
untuk head 1,5 m tidak terjadi peningkatan debit yang signifikan. Sedangkan
untuk head 1,8 m terjadi peningkatan debit yang signifikan. Debit terbesar yang
dihasilkan adalah 0,000004843 m3/s terdapat pada variasi ketinggian head 1,5
m dengan osilasi ½ inci.
Gambar 4.5 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,5 m,
dan Osilasi ½ inci.
Gambar 4.6 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,8 m,
dan Osilasi ½ inci.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Gambar 4.7 dan 4.8 merupakan grafik hubungan antara debit terhadap osilasi
pada variasi head 1,5 m dan 1,8 m dengan osilasi ⅜ inci. Dari gambar tersebut
untuk head 1,5 m tidak terjadi peningkatan debit yang signifikan. Sedangkan
untuk head 1,8 m terjadi peningkatan debit yang signifikan. Debit terbesar yang
dihasilkan adalah 0,000007475 m3/s terdapat pada variasi ketinggian head 1,5
m dengan osilasi ⅜ inci.
Gambar 4.7 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,5 m,
dan Osilasi ⅜ inci.
Gambar 4.8 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,8 m,
dan Osilasi ⅜ inci.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Gambar 4.9 dan 4.10 merupakan grafik hubungan antara debit terhadap
osilasi pada variasi head 1,5 m dan 1,8 m dengan osilasi ⅜ inci dan ½ inci.
Dari gambar tersebut untuk head 1,5 m dan head 1,8 m debit yang
dihasilkan dengan osilasi ⅜ inci lebih besar dibandingkan dengan osilasi ½
inci. Debit terbesar yang dihasilkan adalah 0,000007475 m3/s terdapat pada
variasi ketinggian head 1,5 m dengan osilasi ⅜ inci.
Gambar 4.9 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,5 m,
Osilasi ⅜ inci dan ½ inci.
Gambar 4.10 Hubungan Debit (Q) dengan Osilasi pada variasi Head 1,8 m,
Osilasi ⅜ inci dan ½ inci.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah :
1. Membuat model pompa air energi termal jenis pulsajet air (water
pulsejet) menggunakan evaporator 6 pipa paralel 135 cc dengan
dua pipa hisap.
2. Debit (Q) maksimum yang diperoleh adalah 0,000007475
terdapat pada variasi head 1,5 m dengan selang osilasi ⅜ inci.
Daya pompa (Wp) maksimum yang diperoleh adalah 0,11 watt
terdapat pada variasi head 1,5 m dengan selang osilasi ⅜ inci.
Efisiensi pompa (ηpompa) maksimum yang diperoleh adalah 0,31 %
terdapat pada variasi head 1,5 m dengan selang osilasi ⅜ inci.
Waktu pemompaan (t) maksimum yang diperoleh adalah 615 detik
terdapat pada variasi head 1,8 m dengan selang osilasi ⅜ inci.
Besarnya volume air (V) maksimum yang dihasilkan adalah 4530
ml (0,00453 m3) terdapat pada variasi head 1,5 m dengan selang
osilasi ⅜ inci.
3. Ukuran diameter selang osilasi dan ketinggian head sangat
berpengaruh terhadap kinerja pompa, dalam penelitian ini ukuran
diameter selang osilasi ⅜ inci dan ketinggian head 1,5 m lebih
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
efektif dibandingkan dengan selang osilasi ½ inci dan ketinggian
head 1,8 m.
5.2 Saran
Saran yang dapat diberikan adalah :
1. Periksa dan pastikan tidak ada kebocoran pada pompa maupun
sambungan pada selang agar tidak mempengaruhi kerja sistem.
2. Kurangi belokan atau pengecilan penampang pada sistem pompa,
agar pompa memiliki kinerja yang baik.
3. Pastikan posisi katup hisap dan katup buang vertikal searah keatas
dan pastikan posisi katup tidak miring karena akan memungkinkan
terjadinya kebocoran pada katup tersebut.
4. Dalam pengisian sistem pompa dengan fluida kerja khususnya
pada bagian evaporator harus terisi sempurna tanpa ada udara yang
terjebak di dalamnya, agar pompa memiliki kinerja yang baik.
5. Usahakan selang osilasi dibuat tinggi agar pada saat pompa mulai
bekerja fluida dalam selang tidak keluar karena akan
mempengaruhi kerja sistem.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
DAFTAR PUSTAKA
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.
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.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Gambar 1. Evaporator Gambar 2. Thermo logger
Gambar 3. Tangki hisap Gambar 4. Katup tekan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Gambar 5. Katup hisap Gambar 6. Adaptor
Gambar 7. Gelas ukur Gambar 8. Pompa air energi termal
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI