pompa hidram linier 3 incidengan variasi ketinggian … · i pompa hidram linier 3 incidengan...

i

POMPA HIDRAM LINIER 3 INCIDENGAN VARIASI

KETINGGIAN INPUT

SKRIPSI

Untuk memenuhi sebagai persyaratan

mencapai gelar Sarjana Teknik Mesin

Oleh :

MARKUS DWI MELANDRI SAPUTRA

105214006

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2015

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

THREE INCH LINEAR HYDRAULIC RAM PUMP WITH

HEAD INPUT VARIATION

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain Sarjana Teknik In Mechanical Engineering

By:


105214006

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATADHARMAUNIVERSITY

YOGYAKARTA

2015


iii


KETINGGIAN INPUT

Disusun oleh:


NIM : 105214006

Tanggal : 4 Februari 2015

Telah disetujui oleh :

Yogyakarta, 4 Februari 2015

Pembimbing Utama,

(RB. Dwiseno Wihadi, ST, M.Si.)


iv


KETINGGIAN INPUT

Dipersiapkan dan disusun oleh :

Nama : MARKUS DWI MELANDRI SAPUTRA

NIM : 105214006

Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

pada tanggal 28 Januari 2015

Susunan Dewan Penguji

Ketua : Ir. PK. Purwadi, MT.

Sekretaris : Doddy Purwadianto, ST, MT.

Anggota : RB. Dwiseno Wihadi, ST, M.Si.

Skripsi ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

Yogyakarta,Januari 2015

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta

(Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc.)


v

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa dalam

Skripsidengan judul :


KETINGGIAN INPUT

Yang dibuat untuk melengkapi persyaratan yang wajib ditempuh

untuk menjadi Sarjana Teknik pada Program Strata-1, Jurusan Teknik Mesin,

Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Sejauh

yang saya ketahui bukan merupakan tiruan dariskripsi yang sudah dipublikasikan

di Universitas Sanata Dharma maupun di Perguruan Tinggi manapun, kecuali

bagian informasinya dicantumkan dalam daftar pustaka.


Penulis



vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN

AKADEMIS

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

Yogyakarta :

Nama : MARKUS DWI MELANDRI SAPUTRA

Nomor Mahasiswa : 105214006

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta karya ilmiah saya yang berjudul :

POMPA HIDRAM LINIER 3 INCI DENGAN VARIASI

KETINGGIAN INPUT

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 royalti kepada saya

selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.


Yang menyatakan

( MARKUS DWI MELANDRI SAPUTRA )


vii

INTISARI

Air merupakan senyawa yang paling penting bagi semua aspek kehidupan

manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan. Ketersediaan air yang melimpah cukup

untuk memenuhi kebutuhan makhluk hidup di bumi yang juga cukup banyak.

Namun kebutuhan air yang cukup banyak sering kali menimbulkan permasalahan

baru bagi manusia, khususnya bagi masyarakat yang tinggal jauh dari sumber air.

Masyarakat biasa menggunakan pompa air untuk memompa air dari sumber air ke

tempat tinggal mereka. Pada proses penggunaan pompa air masih banyak

mengalami kesulitan, antara lain tidak tersedianya sumber tenaga listrik, sulitnya

mendapat bahan bakar dan mahalnya biaya operasional pompa.

Pada penelitian ini pompa hidram linier berkuran 3inci dengan luasan

lubang katup hantar 70 % dan tabung udara dengan panjang 100 cm. Panjang

langkah katup limbah sebesar 1 cm, 1,25 cm dan 1,5 cm. Ketinggian input sebesar

0,7 m, 1,2 m dan 1,7 m. Ketinggian output sebesar 4,1 m, 5,1 dan 6,1 m.

Pemberat 50 g, 100 g dan 150 g.

Pada penelitian ini ketinggian input, ketinggian output, panjang langkah

dan berat pemberat sangat berpengaruh pada kinerja pompa hidram linier. Pada

variasi ketinggian input 0,7 m debit hasil terbaik adalah 4,745l/menit, diperoleh

pada ketinggian output 4,1 mdengan menggunakan pemberat 150 g dan panjang

langkah 1,25 cm. Pada ketinggian input 1,2 m debit hasil terbaik adalah

11,481l/menit, diperoleh pada ketinggian output 4,1 mdengan menggunakan

pemberat 150 g dan panjang langkah 1,25 cm. Ketinggian input 1,7 m debit hasil

terbaik adalah 10,417l/menit, diperoleh pada ketinggian output 4,1 mdengan

menggunakan pemberat 150 gr dan panjang langkah 1,25 cm.

Pada ketinggian input 0,7 m diperoleh efisiensi terbaik sebesar 29,130 %

diperoleh pada ketinggian output 4,1 m, panjang langkah 1,25 cm dan pemberat

50 g. Pada ketinggian input 1,2 m diperoleh efisiensi terbaik sebesar 44,472 %

diperoleh pada ketinggian output 4,1 m, panjang langkah 1,5 cm dan pemberat 50

g. Pada ketinggian input 1,7 m diperoleh efisiensi terbaik sebesar 33,555 %

diperoleh pada ketinggian output 4,1 m, panjang langkah 1 cm dan pemberat 100

g.

Kata kunci :pompa hidram, ketinggian input, ketinggian output, debit output.


viii

ABSTRACT

Water is the most important substance for every human, animal, and

plant’s living aspect. Abundant water’s availability is sufficient to fulfill living

creatures’ need. However, too much needs for water also emerges new problems

for human, especially for those who live far away from water sources. Rural

inhabitants use water pumps to get water from the source to their place. There are

still many problems regarding the use of water pumps such as the lack of

electricity power source, the difficulty of getting the fuel and expensive pumps

operational costs.

In this study we have linear hydram pumps with 3 inches in length, 70

percent of delivery valve hole width and 100 cm lengths of air tube. The valve

waste is 1 cm, 1.25 cm and 1.5 cm in measure length. The input has a height of

0.7 m, 1.2 m and 1.7 m. The output’s height are 4.1 m, 5.1 m and 6.1 m.

Pendulum are 50 g, 100 g and 150 g.

In this study the height of input and output, the length of step and the

weight of pendulum are very influential to performance of hydram pump. In the

variance of input height, the best result for 0,7 m of debit is 4,745 l/min, derived

from an output height of 4,1 m using 150 g pendulum and length of steps of 1,25

cm; for 1,2 m of debit is 11,481 l/min derived from an output height of 4,1 m

using 150 g pendulum with length of steps1,25 cm; and for 1,7 m of debit is

10,417 l/min derived fromoutput height of 4,1 m using 150 g pendulum with

length of steps1,25 cm.

At the input height of 0,7 m, it was obtained the best efficiency as

29,130% at 4,1 m tall output, 1,25 cm long steps and 50 g pendulum. For the input

height of 1,2 m, it’s obtained the best efficiency as 44,472% at 4,1 m tall output,

1,5 cm longs steps and 50 g pendulum. At last, for the input height of 1,7 m, it’s

obtained the best efficiency as 33,555% at 4,1 m tall output, 1 cm long steps and

100 g pendulum.

Key words: hydram pump, input height, output height, output debit


ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan YangMaha Esaatas lindungan dan karunia-Nya

sehingga penulisdapat menyelesaikan Skripsi dalam mencapai gelar Sarjana S-1

pada Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta.

Dalam menyusun laporan ini penulis banyak mendapat bantuan, bimbingan,

dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan rasa

terima kasih kepada :

1. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. sebagai Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta

2. Ir. PK Purwadi, M.T. sebagai Ketua Program Studi Teknik Mesin Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta

3. A. Prasetyadi, S.Si., M.Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik

4. RB. Dwiseno Wihadi, ST, M.Si. selaku Dosen Pembimbing Skripsi

5. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta atas kuliah, bimbingan, serta fasilitas yang

diberikan selama masa kuliah


x

6. Alm. Matheus Ramelan dan Valeria Rin Andriati yang telah memberikan

dukungan moril maupun materiil secara penuh hingga saat ini, dan selalu

mendoakan penulis dalam menyelesaikan skripsi.

7. Yohanes Dhanang Priambodo dan Benedicta Prima Viana yang telah

memberi dukungan dan doa hingga saat ini dalam menyelesaikan skripsi.

8. Maria Ambar yang telah memberikan dukungan dalam penulisan skripsi.

9. Prasetyo Edi Wibowo, Argand Febry Wijaya, Aloysius Krisna dan Ignatius

Robbyselakutemansatutim yang membantudalamperancangan, pembuatan,

perbaikanalatdanpengambilan data.

10. Seluruh teman-teman Teknik MesinkhususnyaTeknikMesinAngkatan2010

danteman-temantidak dapat saya sebutkan satu per satu.

11. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Skripsi

ini,terimakasih.

Dalam penulisan Skripsi ini masih banyak kekurangan, kekeliruan, dan

kurang dari kesempurnaan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik

yang bersifat membangun demi kemajuan yang akan datang.Akhir kata semoga

skripsi ini memberidanmenambahinformasi yang bermanfaatbagikitasemua.


Penulis


xi

DAFTAR ISI

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

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

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii

SUSUNAN DEWAN PENGUJI ...................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI .......................................................... v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUANPUBLIKASI............................ vi

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

ABSTRACT ..................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... ix

DAFTAR ISI .................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xvi

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

1.1. Latar belakang .................................................................................... 1

1.2. Rumusan masalah .............................................................................. 3

1.3. Tujuan penelitian ............................................................................... 3

1.4. Batasan masalah ................................................................................. 3

1.5. Manfaat penelitian ............................................................................. 4

BAB II DASAR TEORI .................................................................................. 5


xii

2.1. Tinjauan pustaka ................................................................................ 5

2.2. Landasan teori .................................................................................... 5

2.3. Persamaan yang digunakan ................................................................ 12

2.3.1. Perhitungan debit menggunakan V-nocth ................................ 12

2.3.2. Hukum Bernoulli ..................................................................... 13

2.3.3. Kecepatan aliran pada suatu titik ............................................. 14

2.3.4. Efisiensi menurut D’aubuisson ................................................ 14

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

3.1. Alat penelitian .................................................................................... 15

3.2. Tata cara pemasangan hidram linier .................................................. 17

3.3. Variabel penelitian ............................................................................. 18

3.4. Variasi panjang langkah katup limbah ............................................... 18

3.5. Variasi berat pemberat ....................................................................... 20

3.6. Metode perhitungan ketinggian rata-rata air pada sensor .................. 21

3.7. Metode perhitungan ketinggian rata-rata air pada V-nocth ............... 22

3.8. Perbandingan momen lengan beban terhadap katup .......................... 24

3.9. Ketinggian input dan output............................................................... 25

3.10. Diagram flow chart .......................................................................... 26

BAB IV HASIL dan PEMBAHASAN ........................................................... 28

4.1. Hasil penelitian .................................................................................. 28

4.2. Perhitungan debit ............................................................................... 33

4.3. Pembahasan........................................................................................ 40


xiii

BAB V KESIMPULAN dan SARAN ............................................................ 46

5.1. Kesimpulan ........................................................................................ 46

5.2. Saran ................................................................................................. 47

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 48

LAMPIRAN .................................................................................................... 49


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Pompa hidram linier ................................................................. 6

Gambar 2. Komponen pompa hidram ........................................................ 7

Gambar 3. Aliran air periode pertama ........................................................ 8

Gambar 4. Aliran air periode kedua ........................................................... 9

Gambar 5. Aliran air periode ketiga ........................................................... 9

Gambar 6. Aliran air periode keempat ....................................................... 10

Gambar 7. Diagram siklus kerja pompa hidram ......................................... 11

Gambar 8. Penampang V-nocth ................................................................. 13

Gambar 9. Susunan alat .............................................................................. 18

Gambar10. Panjang langkah 1 cm ............................................................... 20

Gambar 11. Panjang langkah 1,25 cm .......................................................... 20

Gambar 12. Panjang langkah 1,5 cm ............................................................ 21

Gambar 13. Pemberat 50 g ........................................................................... 21

Gambar 14. Pemberat 100 g ......................................................................... 22

Gambar 15. Pemberat 150 g ......................................................................... 22

Gambar 16. V-nocth bak limbah .................................................................. 23


xv

Gambar 17. V-nocth bak output ................................................................... 24

Gambar 18. Perbandingan momen lengan beban terhadap lengan katup ..... 25

Gambar 19. Ketinggian input dan ketinggian output ................................... 26

Gambar 20. Diagram flow chart .................................................................. 27

Gambar 21. Grafik hubungan antara panjang langkah dan output terhadap

debit hasil pada input 0,7m dan pemberat 50 g, 100 g, 150 g

.................................................................................................. 42



.................................................................................................. 43



.................................................................................................. 45


xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Hasil penelitian pompa hidram linier pada

ketinggian input 0,7 m dan pemberat 50 g ...................................... 30


ketinggian input 0,7 m dan pemberat 100 g .................................... 30
















xvii

Tabel 10. Hasil perhitungan pompa hidram linier pada



















1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Untuk menunjang kehidupan makhluk hidup, banyak kebutuhan pokok

yang wajib terpenuhi agar siklus kehidupan dapat berjalan dengan baik. Salah satu

kebutuhan pokok bagi makhkuk hidup yang sangat penting adalah air.

Air merupakan senyawa yang paling penting bagi semua aspek kehidupan

manusia, hewan dan tumbuh-tumbuhan. Ketersediaan air yang melimpah cukup

untuk memenuhi kebutuhan makhluk hidup di bumi yang juga cukup banyak.

Namun kebutuhan air yang cukup banyak sering kali menimbulkan permasalahan

baru bagi manusia, khususnya bagi masyarakat yang tinggal jauh dari sumber air.

Masyarakat biasa menggunakan pompa air untuk memompa air dari sumber air ke

tempat tinggal mereka. Pada proses penggunaan pompa air masih banyak

mengalami kesulitan, antara lain tidak tersedianya sumber tenaga listrik, sulitnya

mendapat bahan bakar dan mahalnya biaya operasional pompa (Nurromdhoni,

A.,2013).

Masyarakat sangat membutuhkan keberadaan air, bagi pemenuhan

kebutuhan akan air. Tetapi, ketersediaan air tidak selalu dapat dirasakn

masyarakat.Bagi masyarakat yang bertempat tinggal jauh dari sumber air dan jauh

dari sumber tenaga listrik ataupun bahan bakar membutuhkan suatu alat yang

dapat memompakan air, tanpa membutuhkan sumber tenaga listrik dan bahan


2

bakar.Pompa hidram memiliki banyak keuntungan, pompa hidram ini dinilai

merupakan jalan keluar dan solusi yang tepat untuk menyelesaikan permasalahan

bagi masyarakat yang kesulitan untuk mendapat pasokan air. Pompa hidram ini

tidak memerlukan sumber tenaga listrik dan juga tidak memerlukan bahan bakar

dalam pengoperasiannya, pompa hidram dapat memompakan air ke daerah yang

letaknya lebih tinggi dari sumber air.

Selain itu pompa hidram merupakan alat dengan perawatan yang relatif

mudah dan proses pembuatannya cukup sederhana sehingga tidak memerlukan

keahlian khusus,pompa hidram juga merupakan pompa dengan instalasi yang

mudah sehingga tidak memerlukan tempat yang sangat luas.

Pada saat ini pompa hidram memang mengalami banyak perkembangan

dan penelitian, guna mencari debit hasil pemompaan yang terbaik. Pada

permasalahan ini peneliti melakukan pengujian terhadap ketinggian input,

ketinggian output, panjang langkahdan pemberat pada katup limbah hidram linier

3 inci guna mencari debit hasil terbaik dari beberapa variasi tersebut.

Prinsip kerja pompa hidram linier hampir sama dengan pompa hidram

pada umumnya, namun pompa hidram linier mempunyai model berbentuk linier

sehingga antara pipa masuk, katup limbah, katup hantar, tabung udara mempunyai

kedudukan yang sejajar.Hidram linier tersebut terbuat dari bahan PVC dengan

diameter 3 inci. Katup hantar mempunyai variasi luasan lubang70% dari luasan

diameter 3inci, dengan pemberat katup limbah terbuat dari besi berbentuk tabung

pejal dan aluminium, dengan variasi berat sebesar 50 g, 100 g, dan 150 g.


3

1.2. Rumusan masalah

Bagaimana debit output dan efisiensi sebuah pompa hidram linier, jika

dilakukan variasiketinggian output, variasi panjang langkah, variasi berat

pemberat danketinggian input masukan air?

1.3. Tujuan penelitian

Tujuan dari penelitan ini adalah :

a. Mengetahui debit hasil (q) terbaik pompa hidram yang dipengaruhi oleh variasi

ketinggian input

b. Mengetahui efisensi (η) terbaikpompa hidram linier yang dipengaruhi oleh

variasiketinggian input.

1.4. Batasan masalah

Batasan-batasan yang dipergunakan di dalam penelitian ini adalah :

a. Pengaruh gesekan air didalam pipa PVC diabaikan.

b. Luasan lubang katup hantar yang digunakan adalah 70% dari luasan lubang

input pipa pvc 3inci.

c. Tabung udara yang digunakan berukuran 100cm.

d. Luasan input pompa hidram sebesar 3 inci.

e. Panjang langkah katup buang sebesar 1 cm, 1,25 cm, 1,5 cm.

f. Input pada pompa hidram menggunakan variasi ketinggian input sebesar

0,7 m; 1,2 m; dan 1,7m.

g. Output pada pompa hidram menggunakan variasi ketinggian output sebesar

4,1m, 5,1m, dan6,1m.

h. Pemberat yang digunakan sebesar 50 g, 100 g dan 150 g.


4

1.5. Manfaat penelitian

Manfaat dari penelitian hidram linier 3 inci ini :

a. Mahasiswa mendapat pengetahuan mengenai cara membuat pompa hidram

linier.

b. Mahasiswa mendapat pengetahuan secara nyata mengenai pompa hidram.

c. Mahasiswa dilatih untuk aktif berfikir kreatif dan logis dalam menyelesaikan

suatu masalah

d. Dapat memberikan wawasan kepada masyarakat tentang fungsi dan cara kerja

hidram.

e. Dapat memberikan referensi bagi pengembangan hidram tingkat lanjut.


5

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Cahyanta dan Indrawan (1996) telah melakukan penelitian dengan

kesimpulan bahwa besar kecilnya beban pada katup limbah sangat berpengaruh

pada efektifitas kerja pompa hidramterutama pada debit pemompaan .

Candrika (2014) berdasarkanhasil analisis data didapatkan nilai debit rata-

rata pompa hidram pada tinggi permukaan airkeluar 1,3 meter sebesar 0,144

liter/menit dengan efisiensi 26,28%; pada tinggi permukaanair keluar 1,8 meter

sebesar 0,079 liter/menit dengan efisiensi 18,31%; dan pada tinggipermukaan air

keluar 2,3 meter sebesar 0,0494 liter/menit dengan efisiensi 13,52%.

Semakintinggi permukaan air keluar, debit air yang dihasilkan pompa hidram

semakin kecil dansemakin rendahpermukaan air keluar, debit air yang dihasilkan

pompa hidram semakinbesar.

PTP – ITB dalam Cahyanta dan Indrawan (1996) mengemukakan hasil

penelitian bahwa beban katup limbah berpengaruh terhadap efisiensi pompa

hidram. Penelitian ini menunjukkan bahwa efisiensi pompa terbesar pada beban

katup limbah 400 g yaitu 42,92 %.

2.2. Landasan Teori

Pompa hidram atau singkatan dari hydraulic ram berasal dari kata hidro

berarti air (cairan), dan ram adalah hantaman, pukulan atau tekanan. Jadi pompa


6

hidram adalah sebuah pompa yang energi atau tenaga penggeraknya berasal dari

tekanan atau hantaman air yang masuk kedalam pompa melalui pipa. Masuknya

air yang berasal dari berbagai sumber air ke dalam pompa harus berjalan secara

kontinyu atau terus menerus. (Fane dkk, 2012)

Penggunaan hidraulik ram tidak terbatas hanya pada penyediaan air untuk

kebutuhan rumah tangga, tapi juga dapat digunakan untuk pertanian, peternakan,

dan perikanan darat. Karena pompa ini bekerja tanpa menggunakan bahan bakar

minyak (BBM) atau tanpa motor listrik.

Gambar 1. : Pompa hidram linier

Prinsip kerja pompa hidram linier hampir sama dengan pompa hidram

pada umumnya, namun pompa hidram linier mempunyai model berbentuk linier

sehingga antara pipa masuk, katup buang, katup hantar, tabung udara mempunyai

kedudukan yang sama atau sejajar.

Water hammer

Di dalam pompa hidram, terjadi proses palu air, gejala palu air terjadi

karena adanya air dari reservoir dialirkan melalui pipa secara tiba-tiba dihentikan

oleh suatu penutupan katup. Pompa hidram bekerja berdasarkan palu air, ketika

suatu aliran fluida dalam pipa dihentikan secara tiba-tiba misalnya dengan

menutup katup dengan sangat cepat, sehingga akan membentur katup dan


7

menimbulkan tekanan yang melonjak disertai fluktuasi tekanan di sepanjang pipa

untuk beberapa saat. Sebagian gelombang tekanan tersebut akan menjadi arus

balik ke arah reservoir dan ini berarti terjadi penurunan tekanan pada sistem

pompa sehingga klep penghantar tertutup kembali sedangkan klep limbah

membuka kembali. Akibat dari pembebasan gelombang tekanan tersebut kembali

lagi arus massa air dari reservoir menuju pompa akan menekan naik klep limbah

sehingga terjadi penutupan tiba-tiba yang mengakibatkan terjadi proses palu air.

Proses yang terjadi berulang-ulang inilah yang mendorong naik air ke pipa

penghantar untuk kemudian diteruskan ke bak penampung (Fane dkk, 2012).

Komponen pompa hidram

Gambar 2. : Komponen pompa hidram

Komponen utama pompa hidram linier :

1. Katup limbah (waste pump)

5.

6.

2.

3.

1.

4.


8

2. Katup hantar (delivery valve)

3. Tabung udara (air chamber)

4. Lubang udara (air valve)

5. Pipa masuk (driven pipe)

6. Pipa output (delivery head)

Prinsip kerja pompa hidram

Secara sederhana bentuk ideal dari tekanan dan kecepatan aliran pada

ujung pipa pemasukan dan kedudukan katup limbah selama satu siklus kerja

pompa hidram terjadi dalam empat periode yaitu:

1. Aliran air periode pertama.

Air mengisi rangkaian hidram, percepatan air mulai bertambah karena

adanya beda ketinggian antara bak input air dengan hidram.

Gambar 3. : Aliran air periode satu

Aliran air

Katup

limbah

terbuka


9

2. Aliran air periode kedua.

Aliran bertambah sampai maksimum melalui katup buang yang

terbuka,sehingga menyebabkan tekanan pada katup buang, pada akhirnya katup

buang mulai bergerak menutup dan akhrinya tertutup sepenuhnya.

Gambar 4. : Aliran air periode kedua

3. Aliran air periode ketiga

Tertutupnya katup buang menimbulkan tekanan yang besar di dalam

rangkaian hidram.Demikian pula yang terjadi pada katup hantar. Kemudian

dengan cepat katup hantar akan terbuka, sehingga air masuk ke dalam tabung

udara. Udara yang berada pada tabung udara tertekan, kemudian mulai

mengembang untuk menyeimbangkan tekanan dan mendorong air keluar melalui

lubang output.

Katup limbah

tertutup


10

Gambar 5. : Aliran air periode ketiga

4. Aliran air periode keempat

Katup hantar tertutup akibat dari tekanan udara dan air yang berada di

tabung udara lebih besar dari pada tekanan di badan hidram. Namun tekanan

disekitar badan hidram masih lebih besar dari pada tekanan statis pipa input,

sehingga aliran berbalik arah dari badan hidram menuju bak tampungan input.

Peristiwa inilah yang disebut dengan recoil. Recoil menyebabkan terjadinya

kevakuman pada badan hidram, yang mengakibatkan masuknya sejumlah udara

dari luar masuk ke badan hidram melalui katup pernafasan (air valve). Tekanan di

sisi bawah katup limbah juga berkurang, dan juga karena berat katup limbah itu

sendiri, maka katup limbah kembali terbuka. Tekanan air pada pipa kembali ke

tekanan statis sebelum siklus berikutnya terjadi lagi.

Air terpompa keluar


11

Gambar 6. : Aliran air periode keempat

Dalam satu siklus hidram terdapat lima periode yang digambarkan dengan

grafik,yaitu:

( Sumber : Jahja Hanafie ,1979 )

Gambar 7. : Diagram Siklus Kerja Pompa Hidram

Hisapan udara

Katup hantar tertutup

Katup limabh tertutup


12

Keterangan gambar :

1. Periode 1.

Akhir siklus yang sebelumnya, setelah katup limbah terbuka kecepatan air

melalui ram mulai bertambah,air melalui katup limbah yang sedang terbuka

timbul tekanan negatif yang kecil dalam ram.

2. Periode 2.

Aliran bertambah sampai maksimum melalui katup imbah yang terbuka

dan tekanan dalm pipa-pipa masuk juga bertambah secara bertahap.

3. Periode 3.

Katup limbah mulai menutup dengan demikan menyebabkan naiknya

tekanan dalam ram. Kecepatan aliaran dalam pipa pemasukan telah mencapai

maksimum.

4. Periode 4.

Katup limbah tertutup, menyebabkan terjadinya water hammer yang

mendorong air melalui katup penghantar. Kecepatan dalam pipa pemasukan

berkurang dengan cepat.

5. Periode 5.

Denyut tekanan terpukul kedalam pipa pemasukan, menyebabkan

timbulnya hisapan kecil dalam ram. Katup limbah terbuka karena hisapan dan


13

beban dari katup limbah. Air mulai mengalir lagi melalui katup limbah dan siklus

hidraulik ram terulang lagi (Panjaitan dan Tekad Sitepu, 2012).

2.3. Persamaan yang digunakan

2.3.1. Perhitungan debit menggunakan V-notch, yaitu:

Dalam perhitungan debit hasil (output) maupun debit buang (limbah),

peneliti menggunakan sensor ketinggian. Dari sensor tersebut didapatkan data

yang kemudian diolah menggunakan rumus debit menggunakan v-notch (Streeter,

dkk, 1985).

Qt = 8

15 2𝑔𝑡𝑎𝑛

∅

2𝐻5/2 (2.1)

Dengan Qtadalah debit air. 𝑔adalah gaya gravitasi. adalah sudut takik V-notch.

Hadalah tinggi air dari permukaan V-notch.

Gambar 8. : Penampang V- notch

(Munson, dkk, 2004)


14

2.3.2. Hukum Bernouli

Dalam pompa hidram, aliran yang digunakan adalah aliran termampatkan

karena fluida yang bekerja berupa fluida cair. Untuk itu, persamaan Bernoulli

yang digunakan yaitu sebagai berikut (Triatmodjo, B.,1996).

𝑷𝟎 + 𝒎𝒈𝒉𝟎 + 𝟏

𝟐 𝒎𝒗𝟎

𝟐 = 𝑷𝟏 + 𝒎𝒈𝒉𝟏 + 𝟏

𝟐𝒎𝒗𝟏

𝟐 (2.2)

Dengan P adalah tekanan hidrostatis, m adalah massa fluida,g adalah percepatan

gravitasi,h adalah tinggi fluida,v adalah kecepatan aliran fluida.

2.3.3. Kecepatan aliran pada suatu titik

Kecepatan aliran pada suatu titik dapat dihitung dengan menggunakan

rumus :(Triatmodjo, B.,1996)

v = 𝟐𝒈𝒉 (2.3)

Dengan v adalah kecepatan aliran,gadalah percepata gravitasi, h adalah

tinggi kolom udara.

2.3.4. Efisiensi menurut D’ Aubuisson

𝜼𝑨=

𝒒 𝒉

𝑸+𝒒 𝑯 𝑿 𝟏𝟎𝟎 %

(2.4)

Dengan ηA adalah efisiensi hidram menurut D’Aubuisson, q adalah debit

output, Q adalah debit limbah, h adalah ketinggian output ,dan H adalah

ketinggian input.


15

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Alat Penelitian

Penelitan ini menggunakan hidram 3 inch dengan tabung udara 100 cm,

alat yang digunakan untuk pengambilan data adalah :

a. Pompa hidram linier

Merupakan komponen utama dalam penelitian.

b. Selang saluran output

Dalam menyalurkan air keluaran pompa, dibutuhkan selang guna

menyalurkan air dari pompa hidram menuju tempat yang ingin dialirkan air

tersebut.

c. Sensor

Sebagai pengukur ketinggi permukaan air hasil dan air limbah.Sensor ini

dipakai guna mempermudah dalam pengambilan data.Data yang didapatkan

dari sensor langsung masuk ke dalam notebook.

d. Notebook

Notebook digunakan sebagai alat pengolah data yang didapatkan oleh

sensor tinggi permukaan air tersebut.Data yang didapatkan dari sensor

langsung masuk ke dalam notebook.


16

e. Pompa Air

Digunakan untuk memompa atau mengalirkan air dari kolam penampung ke

bak input.

f. Bak V-nocth

Bak ini berfungsi untuk menampung hasil dari pemompaan maupun air

limbah. Pada bak ini terdapat v-notch yang berguna untuk mengukur debit

yang dihasilkan.

g. Pipa paralon input

Pipa paralon input ini berguna untuk menyalurkan air dari bak input ke

hidram linear. Ketersediaan air pada pompa hidram sangat bergantung pada

pipa paralon input ini. Paralon yang dipakai sebesar 3inch.

h. Kunci pasring, TBA, Obeng, Kaliper, Meteran

Kunci pas ring 10 dan 12 berfungsi untuk membuka mur flange pada katup

hantar dan katup buang. Obeng berfungsi untuk membuka klem selang.

Kaliper berfungsi untuk mengukur panjang langkah katup buang. Meteran

digunakan untuk mengukur ketinggian bak input dan bak output.


17

3.2. Tata cara pemasangan hidram linier

Sebelum prosespengambilan data, proses atau tahap persiapan dan

penyusunan alat akan dilakukan. Mulai dari tahap persiapan pompa hidram,

proses persiapan bak iput dan ouput hingga persiapan netbook saat pengambilan

data.

Gambar 9. : Susunan alat yang digunakan dalam pengambilan data.

Keterangan gambar :

1) Pompa air. 2) Bak tampungan input. 3) Pipa saluran input. 4) Pompa hidram. 5)

Selang saluran output. 6) Bak tampungan output. 7) Sensor ketinggian. 8) Bak

tampungan air limbah. 9) Sensor. 10) Notebook.


18

3.3. Variabel Penelitian

Variabel dalam penelitian ini adalah :

1. Variabel Menentukan :

a. Variasi pemberat pada katup buang : 50 g, 100 g, dan 150 g.

b. Luasan lubang katup hantar yaitu : 70%.

c. Variasi tinggi input yaitu : 0,7 m; 1,2 m; dan 1,7 m.

d. Variasi tinggi output yaitu : 4,1 m; 5,1 m; dan 6,1m.

e. Panjang langkah katup limbah 1cm 1,25cm dan 1,5cm

2. Variabel Ditentukan :

a. Debit air limbah (Q)

b. Debit hasil (q)

Dalam penelitian ini, terdapat 81 variasi, pengambilan data ketinggian air bak v-

notch dilakukan pada setiap variasi dengan menggunakan alat ukur v-notch.

Pengambilan data tersebut dilakukan setiap 1 detik selama 5 menit pada setiap

variasi. Sehingga setiap variasi didapat data sebanyak kurang lebih 300 data. Dari

perolehan data tersebut dicari nilai rata – rata.

3.4. Variasi Panjang Langkah Katup Limbah

Panjang langkah yang digunakan adalah 1 cm, 1,25 cm, 1,5 cm. Panjang

langkah ini berfungsi untuk menentukan gerak katup limbah dalam pemompaan

hidram linear. Untuk acuan langkah itu sendiri diukur dari kondisi katup limbah

menutup, kemudian katup limbah dibuka sesuai dengan variasi langkah yang

ingin dipakai.


19

1. Panjang langkah 1 cm

Gambar 10. : Panjang langkah 1 cm

2. Panjang langkah 1,25cm

Gambar 11. : Panjang langkah 1,25 cm

1 cm

1,25 cm


20

3. Panjang langkah 1,5 cm

Gambar 12. : Panjang langkah 1,5 cm

3.5. Variasi Berat Pemberat

Fungsi dari berat pemberat pada hidram adalah sebagai pemberat pada

katup buang, agar katup buang dapat kembali terbuka pada saat terjadi siklus

pemompaan ataupun saat tidak terjadi siklus pemompaan. Pemberat terbuat dari

besi pejal dan aluminum lunak, berat pemberat pada katup buang di variasikan

menjadi tiga, yaitu:

1. Variasi pemberat 50 g, material alumunium lunak

Gambar 13. : Pemberat 50 g

1,5 cm


21

2. Variasi pemberat 100 g,material alumunium lunak


3. Variasi pemberat 150 g, material besi pejal


3.6. Metode Perhitungan KetinggianRata – Rata Air pada Sensor

Ketinggian rata – rata air yang diukur sensor padabak tampung limbah:

(Hs limbah) = Ʃ 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑙𝑖𝑚𝑏𝑎 ℎ

𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑑𝑎𝑡𝑎 : 1000

Sebagai contoh perhitungan, ambil salah satu hasil pengambilan data pada variasi

panjang langkah 1 cm, ketinggian input 0,7 m, ketinggian output 4,1 m dan berat

pemberat 50 g.

(Hs limbah) = 65381

312 : 1000

(Hs limbah) = 0,208 m


22

Ketinggian rata – rata air yang diukur sensor pada bak tampung output:

Sebagai contoh perhitungan, ambil salah satu hasil pengambilan data pada variasi

panjang langkah 1 cm, ketinggian input 0,7 m, ketinggian output 4,1 m dan berat

pemberat 50 g.

(Hs output) = Ʃ 𝑑𝑎𝑡𝑎 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡

𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 𝑑𝑎𝑡𝑎 : 1000

(Hs output) = 41222

312 : 1000

(Hs output) = 0,132 m

3.7. Metode Perhitungan ketinggian Air pada V-notch

Perhitungan ketinggian Airpada V-notch Bak Limbah

Gambar 16. : V-nocth bak limbah

Pada bak tampung limbah, ketinggian total adalah:

H total = 0.2956 m – 0.03 m

H total = 0.2656 m

H total tidak dihitung dari dasar bak v-notch, namun dihitung pada permukaan

dasar v-notch.

Hv ∅

3 cm

Hs

0,2656 m


23

Maka untuk mendapatkan Hv limbah digunakan persamaan:

Hv limbah = H total – Hs limbah

Sebagai contoh perhitungan, data yang dipergunakan yaitu data dengan ketinggian

input 0,7 m dan ketinggian output 4,1 m. ( Pengambilan contoh pada Tabel1.),

tinggi rata-rata yang diukur sensor pada bak tampung limbah adalah 0,208 m.

H limbah = 0,2956 m – 0,208 m

H limbah = 0,058 m.

Perhitungan ketinggian Air pada V-notch Bak Output

Gambar 17. : V-nocth bak output

Pada bak tampung hasil, ketinggian total adalah:

H total = 0.18 m – 0.03 m

H total = 0.15 m

H total tidak dihitung dari dasar bak v-notch, namun dihitung pada permukaan

dasar v-notch.

Maka untuk mendapatkan Hvhasil digunakan persamaan:

Hv hasil = H total – Hs output

0,15 m

Hv

∅

3 cm

Hs


24


input 0,7 m dan ketinggian output 4,1 m. ( Pengambilan contoh pada Tabel 1.),

tinggi rata – rata yang diukur sensor pada bak tampung output adalah 0,130 m.

H hasil = 0,18 m – 0,130 m

Hhasil = 0,020 m.

Perhitungan debit output (q), debit limbah (Q), dan efisiensi pompa hidram (𝜂)

dilakukan dengan mempergunakan data-data seperti tersaji pada Tabel 1. Data lain

yang dipergunakan yaitu :

gaya gravitasi (g) : 9,8 m/s2

sudut Ø : 60o

tan Ø/2 : 0,5

3.8. Perbandingan momen lengan beban terhadap lengan katup

Gambar 18. : Perbandingan momen lengan beban terhadap lengan katup


25

Persamaan momen gaya yang terjadi pada beban dan katup limbah adalah:

F1.L1 = F2. L2

Dimana F1 adalah gaya yang timbul pada katup limbah. L1 adalah jarak katup

limbah ke engsel. F2 adalah gaya yang timbul pada pemberat. L2 adalah jarak

pemberat ke engsel. Dari persamaan tersebut dapat diperoleh persamaan untuk

memperoleh perbandingan panjang lengan yaitu:

L2 = (𝐿1.𝐹1)

𝐹2

3.9. Ketinggian input dan output

Gambar 19. : Ketinggian input dan ketinggian output

Variasi ketinggian input (H) : 0,6 m; 1,1 m; 1,6 m.

Variasi ketinggian output (h) : 4,1 m; 5,1m; 6,1m.


26

3.10. Diagram Flow Chart

Gambar 20. : Diagram flow chart

Pemasangan pompa hidram

Variasi langkah 1 cm, 1,25 cm,

1,5 cm

Variasi ketinggian input (0,7 m;

1,2 m; 1,7m)

Variasi pemberat ( 50 gram, 100

gram, 150 gram)

Variasi ketinggian output

(4,1m; 5,1 m; 6,1m)

Pengambilan data

CEK

Selesai

Pengolahan data

BELUM YA

Uji coba

CEK

BAIK

TIDAK


27

Penjelasan diagram flow chart :

Pemasangan pompa hidram dengan panjang langkah 1 cm dengan input

0,7 m, output 4,1 m dan pemberat 50 g selesai maka pompa hidram di uji coba

terlebih dahulu, bila pompa tidak bias bekerja maka dilakukan pembongkaran dan

perakitan kembali sampai hidram dapat bekerja dengan baik, jika pompa hidram

dapat bekerja dengan baik maka langsung dilakukan pengambilan data. Apabila

pengambilan data pada panjang langkah 1 cm, input 0,7 m, output 4,1 m dan

pemberat 50 g selesai maka dilanjutkan dengan penggantian pemberat sebesar 100

g, jika data pada langkah ini sudah didapatkan maka dilanjutkan dengan

penggantian pemberat 150 gram, jika data sudah diperoleh maka output dinaikkan

menjadi 5,1 m dengan pemberat 50 g dan selanjutkan proses tersebut dilakukan

terus menerus sampai pengambilan data selesai pada panjang langkah 1,5 cm.


28

BAB IV

PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian

Hasil penelitian yang dilakukan pada pompa hidram,didapatkan ketinggian

antara sensor dengan permukaan air pada bak V-notch. Data yang didapatkan

kemudian diolah untuk mendapatkan debit hasil, debit limbah, pada setiap variasi

yang dilakukan. Namun oleh karena adanya faktor gangguan hembusan angin

serta daun berguguran yang masuk kedalam bak alat ukur, maka terdapat data

yang kurang baik. Dalam perhitungan, data yang kurang baik tersebut kemudian

dihilangkan. Data yang didapatkan dari alat ukur debit kemudian diambil rata-

ratanya saja dan dimasukkan ke dalam tabel hasil penelitian.

Dari hasil penelitian didapatkan data seperti berikut :


29

Tabel 1.Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,7 m dan

pemberat 50 g.

No H output

(m)

Panjang

langkah (cm)

Hs output

(m)

Hs limbah

(m)

Hv

limbah

(m)

Hv

hasil

(m)

1 4,1 1 0,135 0,208 0,058 0,015

2 5,1 1 0,145 0,211 0,054 0,005

3 6,1 1 0,145 0,207 0,059 0,005

4 4,1 1,25 0,130 0,200 0,066 0,020

5 5,1 1,25 0,139 0,201 0,064 0,011

6 6,1 1,25 0,142 0,202 0,064 0,008

7 4,1 1,5 0,137 0,211 0,054 0,013

8 5,1 1,5 0,143 0,213 0,053 0,007

9 6,1 1,5 0,145 0,210 0,056 0,005

Tabel 2. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input0,7 m dan

pemberat 100 g.

No H output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Hs

output

(m)

Hs limbah

(m)

Hv limbah

(m)

Hv hasil

(m)

1 4,1 1 0,136 0,207 0,059 0,014

2 5,1 1 0,145 0,209 0,056 0,005

3 6,1 1 0,143 0,204 0,061 0,007

4 4,1 1,25 0,131 0,197 0,068 0,019

5 5,1 1,25 0,139 0,197 0,068 0,011

6 6,1 1,25 0,140 0,202 0,064 0,010

7 4,1 1,5 0,138 0,210 0,055 0,012

8 5,1 1,5 0,143 0,210 0,056 0,007

9 6,1 1,5 0,145 0,212 0,054 0,005


30

Tabel 3. Hasil penelitian pompa hidram dengan tinggi input 0,7 m dan

pemberat 150 g.

No H output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Hs

output

(m)

Hs limbah

(m)

Hv limbah

(m)

Hv hasil

(m)

1 4,1 1 0,138 0,203 0,063 0,012

2 5,1 1 0,144 0,206 0,059 0,006

3 6,1 1 0,143 0,202 0,063 0,007

4 4,1 1,25 0,130 0,193 0,072 0,020

5 5,1 1,25 0,139 0,194 0,072 0,011

6 6,1 1,25 0,139 0,197 0,069 0,011

7 4,1 1,5 0,138 0,208 0,057 0,012

8 5,1 1,5 0,143 0,209 0,057 0,007

9 6,1 1,5 0,144 0,209 0,057 0,006


pemberat 50 g.

No H output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Hs

output

(m)

Hs limbah

(m)

Hv limbah

(m)

Hv hasil

(m)

1 4,1 1 0,135 0,222 0,043 0,015

2 5,1 1 0,134 0,217 0,048 0,016

3 6,1 1 0,140 0,214 0,052 0,010

4 4,1 1,25 0,121 0,200 0,065 0,029

5 5,1 1,25 0,132 0,201 0,065 0,018

6 6,1 1,25 0,130 0,196 0,069 0,020

7 4,1 1,5 0,125 0,213 0,053 0,025

8 5,1 1,5 0,135 0,211 0,055 0,015

9 6,1 1,5 0,139 0,218 0,048 0,011


31


pemberat 100 g.

No H output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Hs output

(m)

Hs limbah

(m)

Hv limbah

(m)

Hv hasil

(m)

1 4,1 1 0,135 0,217 0,049 0,015

2 5,1 1 0,133 0,213 0,053 0,017

3 6,1 1 0,139 0,211 0,055 0,011

4 4,1 1,25 0,121 0,200 0,066 0,029

5 5,1 1,25 0,131 0,201 0,064 0,019

6 6,1 1,25 0,129 0,192 0,074 0,021

7 4,1 1,5 0,127 0,211 0,054 0,023

8 5,1 1,5 0,135 0,213 0,053 0,015

9 6,1 1,5 0,137 0,212 0,054 0,013


pemberat 150 gr.

No H output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Hs output

(m)

Hs limbah

(m)

Hv limbah

(m)

Hv hasil

(m)

1 4,1 1 0,135 0,215 0,051 0,015

2 5,1 1 0,133 0,211 0,055 0,017

3 6,1 1 0,140 0,214 0,052 0,010

4 4,1 1,25 0,121 0,195 0,070 0,029

5 5,1 1,25 0,130 0,206 0,059 0,020

6 6,1 1,25 0,129 0,190 0,075 0,021

7 4,1 1,5 0,127 0,208 0,058 0,023

8 5,1 1,5 0,135 0,208 0,057 0,015

9 6,1 1,5 0,138 0,213 0,053 0,012


32


pemberat 50 g.

No H output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Hs output

(m)

Hs limbah

(m)

Hv limbah

(m)

Hv hasil

(m)

1 4,1 1 0,128 0,219 0,047 0,022

2 5,1 1 0,136 0,220 0,045 0,014

3 6,1 1 0,138 0,216 0,050 0,012

4 4,1 1,25 0,130 0,195 0,070 0,020

5 5,1 1,25 0,131 0,199 0,066 0,019

6 6,1 1,25 0,127 0,197 0,068 0,023

7 4,1 1,5 0,124 0,200 0,066 0,026

8 5,1 1,5 0,126 0,200 0,066 0,024

9 6,1 1,5 0,128 0,198 0,067 0,022


pemberat 100 g.

No H output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Hs output

(m)

Hs limbah

(m)

Hv limbah

(m)

Hv hasil

(m)

1 4,1 1 0,128 0,220 0,046 0,022

2 5,1 1 0,130 0,216 0,050 0,020

3 6,1 1 0,138 0,215 0,050 0,012

4 4,1 1,25 0,127 0,199 0,067 0,023

5 5,1 1,25 0,131 0,200 0,066 0,019

6 6,1 1,25 0,125 0,198 0,068 0,025

7 4,1 1,5 0,123 0,198 0,068 0,027

8 5,1 1,5 0,128 0,196 0,070 0,022

9 6,1 1,5 0,126 0,195 0,071 0,024


33


pemberat 150 g.

No H output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Hs output

(m)

Hs limbah

(m)

Hv limbah

(m)

Hv hasil

(m)

1 4,1 1 0,127 0,215 0,051 0,023

2 5,1 1 0,130 0,214 0,051 0,020

3 6,1 1 0,136 0,212 0,053 0,014

4 4,1 1,25 0,122 0,202 0,063 0,028

5 5,1 1,25 0,127 0,196 0,070 0,023

6 6,1 1,25 0,125 0,197 0,069 0,025

7 4,1 1,5 0,123 0,196 0,070 0,027

8 5,1 1,5 0,128 0,195 0,071 0,022

9 6,1 1,5 0,125 0,194 0,071 0,025

4.2. Perhitungan Debit

Perhitungan debit hasil (q), debit limbah (Q)dilakukan dengan

mempergunakan data-data seperti tersaji pada Tabel 1, Tabel 2, Tabel 3, Tabel 4,

Tabel 5, Tabel6, Tabel 7, Tabel 8, Tabel 9. Data lain yang dipergunakan yaitu :

gaya gravitasi (g) : 9,8 m/s2

sudut Ø : 60o

tan Ø/2 : 0,578

Perhitungan Debit Hasil (q)

Perhitungan debit output pada percobaan pompa hidram dihitung

menggunakan persamaan :


34

q =8


∅

2𝐻5/2


input 0,7 m dan ketinggian output 4,1 m. (Pengambilan contoh pada Tabel 1.).

Hvhasil yaitu 0,015 m.

q = 8


∅

2𝐻/2

q = 8

15 2 9,81𝑡𝑎𝑛

60

20,0155/2

q = 2,418 l/menit

Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap disajikan pada Tabel 10,

Tabel 11, Tabel 12, Tabel 13, Tabel 14, Tabel 15, Tabel 16, Tabel 17, dan Tabel

18.

Perhitungan Debit Limbah (Q)

Perhitungan debit buang pada percobaan pompa hidram dihitung


Q =8


∅

2𝐻5/2


input 0,7 m dan ketinggian output 4,1 m. ( Pengambilan contoh pada Tabel 1. ).

Hvlimbah yaitu 0,058 m.

Q =8


∅

2𝐻5/2


35

Q =8

15 2 9,81𝑡𝑎𝑛

60

20,0585/2

Q = 65,371 l/menit

Perhitungan Efisiensi Pompa Hidram (𝜼)

Perhitungan efisiensi pompa hidram pada percobaan pompa hidram dihitung


𝜂𝐴=

𝑞 ℎ

𝑄+𝑞 𝐻 𝑋 100%


input 0,7 meter dan ketinggian output 4,1 meter. ( Pengambilan contoh pada Tabel

10 ). q = 2,418 l/menit. Q = 65,371 l/menit.

𝜂𝐴=

𝑞 ℎ

𝑄+𝑞 𝐻 𝑋 100%

𝜂𝐴=

2,418 𝑥 4,1

65,371 +2,418 0,7 𝑋 100%

𝜂𝐴=

9,913

67,789 0,7 𝑋 100%

𝜂𝐴=

9,913

46,503 𝑋 100%

𝜂𝐴=0,213 𝑋 100 %

𝜂𝐴=21,319 %


36

Hasil perhitungan untuk data yang lain, secara lengkap disajikan pada Tabel 10,

Tabel 11, Tabel 12, Tabel 13, Tabel 14, Tabel 15, Tabel 16, Tabel 17, dan Tabel

18.

Tabel 10. Hasil perhitunganQ danq dengan input 0,7 m dan pemberat 50 g

No H output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Q

limbah

(l/menit)

q hasil

(l/menit)

Efisiensi

D'aubuisson

1 4,1 1 65,371 2,418 21,319

2 5,1 1 55,990 0,131 1,740

3 6,1 1 68,415 0,154 1,994

4 4,1 1,25 90,407 4,632 29,130

5 5,1 1,25 85,551 0,993 8,532

6 6,1 1,25 85,183 0,437 4,541

7 4,1 1,5 56,528 1,579 16,245

8 5,1 1,5 51,928 0,310 4,415

9 6,1 1,5 60,404 0,166 2,431

Tabel 11. Hasil perhitunganQ dan q dengan input 0,7 m dan pemberat 100 g

No H output

(m)

Panjang

langah (cm)

Q

limbah

(l/menit)

q hasil

(l/menit)

Efisiensi

D'aubuisson

1 4,1 1 68,847 1,958 16,529

2 5,1 1 61,533 0,135 1,625

3 6,1 1 76,333 0,349 4,051

4 4,1 1,25 99,273 4,280 24,701

5 5,1 1,25 99,255 0,985 7,308

6 6,1 1,25 83,900 0,753 7,909

7 4,1 1,5 58,865 1,389 13,780

8 5,1 1,5 59,646 0,310 3,849

9 6,1 1,5 55,206 0,130 2,083


37


No

H

output

(m)

Panjang

langah

(cm)

Q limbah

(l/menit)

q hasil

(l/menit)

Efisiensi

D'aubuisson

1 4,1 1 80,234 1,421 10,402

2 5,1 1 69,624 0,190 2,027

3 6,1 1 82,895 0,332 3,549

4 4,1 1,25 114,967 4,745 23,688

5 5,1 1,25 112,880 1,010 6,594

6 6,1 1,25 100,671 1,158 10,108

7 4,1 1,5 63,954 1,358 12,427

8 5,1 1,5 63,106 0,311 3,640

9 6,1 1,5 62,754 0,191 2,703


No

H

output

(m)

Panjang

langkah

(cm )

Q limbah

(l/menit)

q hasil

(l/menit)

Efisiensi

D'aubuisson

1 4,1 1 32,092 2,251 22,655

2 5,1 1 42,353 2,723 25,978

3 6,1 1 49,677 0,775 7,901

4 4,1 1,25 89,093 11,232 38,702

5 5,1 1,25 87,933 3,561 16,737

6 6,1 1,25 103,861 4,903 23,187

7 4,1 1,5 53,036 7,885 44,742

8 5,1 1,5 57,296 2,121 15,353

9 6,1 1,5 41,413 0,985 11,945


38


No

H

output

(m)

Panjang

langah

(cm)

Q limbah

(l/menit)

q hasil

(l/menit)

Efisiensi

D'aubuisson

1 4,1 1 43,555 2,271 17,133

2 5,1 1 53,170 2,917 22,362

3 6,1 1 56,919 0,986 8,762

4 4,1 1,25 91,066 11,236 37,967

5 5,1 1,25 86,319 4,075 19,384

6 6,1 1,25 120,473 5,065 20,751

7 4,1 1,5 56,246 6,697 36,782

8 5,1 1,5 51,800 2,215 17,634

9 6,1 1,5 55,446 1,674 15,073


No

H

output

(m)

Panjang

langah

(cm)

Q limbah

(l/menit)

q hasil

(l/menit)

Efisiensi

D'aubuisson

1 4,1 1 48,307 2,287 15,626

2 5,1 1 57,674 2,996 21,235

3 6,1 1 50,334 0,761 7,662

4 4,1 1,25 107,646 11,481 33,318

5 5,1 1,25 70,456 4,632 26,527

6 6,1 1,25 126,911 5,071 19,762

7 4,1 1,5 66,374 6,336 30,125

8 5,1 1,5 64,246 2,442 15,744

9 6,1 1,5 53,119 1,210 11,452


39


No

H

output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Q limbah

(l/menit)

q hasil

(l/menit)

Efisiensi

D'aubuisson

1 4,1 1 38,531 5,692 31,298

2 5,1 1 36,077 1,901 15,140

3 6,1 1 44,949 1,233 9,658

4 4,1 1,25 106,588 4,698 10,266

5 5,1 1,25 92,435 3,825 12,020

6 6,1 1,25 100,117 6,655 22,550

7 4,1 1,5 90,329 8,796 21,578

8 5,1 1,5 90,384 7,607 23,482

9 6,1 1,5 96,096 6,209 21,959


No

H

output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Q limbah

(l/menit)

q hasil

(l/menit)

Efisiensi

D'aubuisson

1 4,1 1 37,172 5,950 33,555

2 5,1 1 45,443 4,710 28,409

3 6,1 1 46,294 1,402 10,637

4 4,1 1,25 93,991 6,430 15,570

5 5,1 1,25 90,278 4,142 13,270

6 6,1 1,25 97,772 7,774 26,650

7 4,1 1,5 98,222 9,560 21,569

8 5,1 1,5 105,024 5,746 15,691

9 6,1 1,5 108,816 7,659 23,792


40


No

H

output

(m)

Panjang

langkah

(cm)

Q limbah

(l/menit)

q hasil

(l/menit)

Efisiensi

D'aubuisson

1 4,1 1 47,316 6,597 29,755

2 5,1 1 48,483 4,921 27,873

3 6,1 1 53,625 1,783 11,641

4 4,1 1,25 82,610 10,417 27,231

5 5,1 1,25 105,270 6,918 18,652

6 6,1 1,25 101,593 7,900 26,104

7 4,1 1,5 105,945 9,809 20,607

8 5,1 1,5 110,179 5,669 14,803

9 6,1 1,5 110,578 7,871 24,041

4.3. Pembahasan

Dari hasil penelitian di atas, untuk penjelasan dari Tabel 10, Tabel 11, Tabel

12, Tabel 13, Tabel 14, Tabel 15, Tabel 16, Tabel 17, dan Tabel 18 tentang

hubungan antara panjang langkah, tinggi output, debit output (q) adalah

sebagai berikut:


41

Gambar21. :Grafik hubungan antara panjang langkah dan output terhadap

debit hasil pada input 0,7m dan pemberat 50 g, 100 g, 150 g.

Dilihat dari gambar tersebut dengan input yang sama, setiap kenaikan

ketinggian input yang sama, dengan ketinggian output yang semakin besar

maka debit hasil semakin turun. Hal tersebut dipengaruhi oleh ketinggian

output. Dengan input tetap maka kecepatan aliran air sama, sehingga energi

yang dihasilkan pun sama besar pada setiap terjadi proses pemompaan.

Besarnya energi tersebut mempengaruhi debit hasil yang akan dikeluarkan

pada outut tertentu. Semakin tinggi output, maka energi yang dibutuhkan

untuk memompa semakin besar. Semakin rendah output, energi yang

dibutuhkan untuk memompa semakin kecil. Dari gambar tersebut diperoleh

debit hasil dari masing pemberat 50 g, 100 g dan 150 g. Untuk hidram

ketinggian input 0,7 m pada pemberat 50 g menghasilkan debit hasil terbaik

0,000

0,500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

4,500

5,000

4,1 5,1 6,1 4,1 5,1 6,1 4,1 5,1 6,1

q h

asil

(l/m

)

h output (m) panjang langkah 1 cm

panjang langkah 1,25 cm


Pemberat 50 g Pemberat 150 g Pemberat 100 g


42

sebesar 4,632 l/menit dengan ketinggian output 4,1 m dan panjang langkah

1,25 cm, pada pemberat 100 g menghasilkan debit hasil terbaik sebesar 4,280

l/menit dengan ketinggian output 4,1 m dan panjang langkah 1,25 cm, pada

pemberat 150 g menghasilkan debit hasil terbaik sebesar 4,748 l/menit dengan

ketinggian output 4,1 m dan panjang langkah 1,25 cm. Dari data di atas

pemberat yang paling besar menghasilkan debit hasil terbaik dan sesuai

dengan teori. Sehingga debit hasil terbaik adalah pada pemberat 150 g

menghasilkan debit hasil terbaik sebesar 4,748 l/m dengan ketinggian output

4,1 m dan panjang langkah 1,25 cm.

Gambar 22. :Grafik hubungan antara panjang langkah dan output terhadap

debit hasil pada input 1,2 m dan pemberat 50 g, 100 g, 150 g.

Dari gambar tersebut diperoleh debit hasil dari masing pemberat 50 g, 100

gram dan 150 g. Untuk hidram ketinggian input 1,2 m pada pemberat 50

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

4,1 5,1 6,1 4,1 5,1 6,1 4,1 5,1 6,1

q h

asil

(l/m

)

h output (m)panjang langkah 1 cm





43

gmenghasilkan debit hasil terbaik sebesar 11,232 l/m dengan ketinggian

output 4,1 m dan panjang langkah 1,25 cm, pada pemberat 100 g

menghasilkan debit hasil terbaik sebesar 11,236 l/menit dengan ketinggian

output 4,1 m dan panjang langkah 1,25 cm, pada pemberat 150 g


output 4,1 m dan panjang langkah 1,25 cm. Sehingga debit hasil terbaik

adalah pada pemberat 150 g menghasilkan debit hasil terbaik sebesar 11,481

l/menit dengan ketinggian output 4,1 m dan panjang langkah 1,25 cm. Pada

data ini debit hasil mengalami kenaikan karena energi untuk memompa

semakin besar karena pada ketinggain input 1,2 m.Jika melihat perbandingan

antara kedua gambar grafik tersebut menunjukan bahwa ketinggian input juga

mempengaruhi debit hasil yang dihasilkan, semakin tinggi input maka debit

hasilnya juga semakin besar.Hal tersebut dikarenakan semakin tinggi input

maka semakin besar kecepatan aliran yang dihasilkan mengakibatkan tekanan

didalam tabung pompa hidram semakin besar sehingga debit pemompaan air

semakin banyak. Semakin tinggi letak input pada pompa hidram maka

kecepatan fluida yang dihasilkan juga semakin besar, hal ini berpengaruh pada

banyaknya fluida yang mengalir menuju badan pompa karena pengaruh

tekanan. Selain karena pengaruh tekanan, bertambahnya debit hasil juga

dipengaruhi oleh energi potensial fluida. Semakin tinggi inputnyamaka energi

potensial yang dihasilkan juga besar sehingga energi pompa juga semakin

besar dan mampu menghasilkan debit hasil yang banyak juga. Dilihat dari


44

grafik tersebut apabila ketinggian input semakin tinggi maka debit hasil

bertambah.

Gambar 23. :Grafik hubungan antara panjang langkah dan output terhadap

debit hasil pada input 1,7 m dan pemberat 50 g, 100 g, 150 g.

Dari gambar tersebut diperoleh debit hasil dari masing pemberat 50 g, 100 g

dan 150 g. Untuk hidram ketinggian input 1,7 m pada pemberat 50 g


output 4,1 m dan panjang langkah 1,5 cm, pada pemberat 100 g menghasilkan

debit hasil terbaik sebesar 9,560 l/menit dengan ketinggian output 4,1 m dan

panjang langkah 1,5 cm, pada pemberat 150 g menghasilkan debit hasil

terbaik sebesar 10,417 l/menit dengan ketinggian output 4,1 m dan panjang

langkah 1,25 cm. Kenaikan debit hasil dari hasil tersebut dipengaruhi oleh

0,000

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

4,1 5,1 6,1 4,1 5,1 6,1 4,1 5,1 6,1

q h

asil

(l/m

)

h output (m)panjang langkah 1 cmpanjang langkah 1,25 cmpanjang langkah 1,5 cm



45

pemberat karena pemberat tersebut mempengaruhi lama tidaknya katup buang

membuka dan menutup. Dari data di atas pemberat yang paling besar

menghasilkan debit hasil terbaik dan sesuai dengan teori. Sehingga debit hasil

terbaik adalah pada pemberat 150 g menghasilkan debit hasil terbaik sebesar

10,417 l/menit dengan ketinggian output 4,1 m dan panjang langkah 1,25 cm.


46

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang didapat dari penelitian :

a. Debit hasil (q) terbaikpompa hidram linier yang dipengaruhi oleh variasiluasan

lubang katup hantar.

Pada ketinggian input 0,7 m, debit hasil terbaik 4,745l/menit, diperoleh pada

ketinggian output 4,1 mdengan menggunakan pemberat 150 g dan panjang

langkah 1,25 cm.



langkah 1,25 cm.



langkah 1,25 cm.

b. Efisiensi tertinggi pada tiap variasi ketinggian input sebagai berikut:


diperoleh pada ketinggian output 4,1 m, panjang langkah 1,25 cm dan

pemberat 50 g.


47


diperoleh pada ketinggian output 4,1 m, panjang langkah 1,5 cm dan pemberat

50 g.


diperoleh pada ketinggian output 4,1 m, panjang langkah 1 cm dan pemberat

100 g.

5.2. Saran

Beberapa saran yang didapatkan dalam penelitian ini adalah :

a. Saat pengambilan data bak v-nocth maupun bak limbah tidak boleh ada getaran

karena air yang ada di dalam bak dapat bergelombang sehingga data yang

diambil oleh sensor tidak stabil.

b. Dalam pengambilan untuk mendapatkan debit hasil terbaik harus menggunakan

pemberat yang tepat, dan panjang langkah yang tepat juga, kerana sangat

mempengaruhi hasilnya.

c. Pada engsel katup buang harus diberi pelumas misalnya paselin, agar kerja dari

engsel tersebut tetap maksimal dan tidak mengakibatkan engsel tersebut

berhenti.


48

DAFTAR PUSTAKA

Fane, Didin S, Sutanto, R, Mara, I.Made. (2012) : Pengaruh Konfigurasi Tabung

Kompresor Terhadap Unjuk Kerja Pompa Hidram, Jurnal Teknik Mesin

Universitas Mataram, 2, 1-5.

Jeffery, T.D, Thomas, T.H, Smith, A.V, Glover, P.B, dan Fountain, P.D. (1992) :

Hydraulic Ram Pumps A Guide to Ram Pump Water Supply System, 1, 4,

1-121, ITDG, Warwick UK.

Munson, B.R, Young, D. F, Okiishi, T.H,(2004), MEKANIKA FLUIDA,

Erlangga, Jakarta 1, 4, 155.

Nurromdhoni, A. (2013). PENGERTIAN AIR. [online]. Tersedia:

http://donikebumen.blogspot.com/2013/01/pengertian-air.html

Panjaitan, D.O, dan Sitepu, T. (2012) :Rancang Bangun Pompa Hidram dan

Pengujian Pengaruh Variasi Tinggi Tabung Udara dan Panjang Pipa

Pemasukan Terhadap Unjuk Kerja Pompa Hidram, Jurnal e-dinamis, 2, 1-

9

Suarda, M, dan Wirawan, I.K.G. (2008) : Kajian Eksperimental Pengaruh Tabung

Udara Pada Head Tekanan Pompa Hidram, Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

CAKRAM, 2, 10-14.

Streeter, Victor L., Wylie E. Benjamin., 1985, Mekanika Fluida, Erlangga,

Jakarta, 8 (2), pp 345-347.

Triatmodjo, B. (1996) : Hidraulika 1, Beta Offset, Yogyakarta, 4, 2, 144-154.


http://donikebumen.blogspot.com/2013/01/pengertian-air.html

49

LAMPIRAN

Bak tampung limbah dan sensor pengukur ketinggian input

Pemasangan pompa hidram linier 3 inci


50

Bak input

Pompa air


pompa hidram linier 3 incidengan variasi ketinggian … · i pompa hidram linier 3 incidengan...

Documents