tugas jurnal metopen

8/18/2019 TUGAS jurnal METOPEN

1/7

[1]

TUGAS I

METODOLOGI PENELITIAN TEKNIK

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SLING PUMP BENTUK KERUCUT SKALA

LABORATORIUM

Disusun Oleh:

Bhekti Dwi Saputra : 20120130204

Hade Eka Purnama : 20110130152

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKIK

UNIVERSITTAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

2015


2/7

[2]

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SLING PUMP

BENTUK KERUCUT SKALA LABORATORIUM

Ari Wibowo 1,a , Tito Hadji Agung Santosa, S.T., M.T.1,b , Totok Suwanda.S.T.,M.T.1Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Jalan Lingkar Selatan Tamantirto, Kasihan, Bantul, DI Yogyakarta, Indonesia, 55183

(Naskah Diterima Bln 02, 2008; Revisi Bln 03, 2008; Diterima Bln 04, 2008)

Abstract

Sling pump is a pump of al ternati ve renewable energy construction consists of a coil hose wrapped around the frame. At the fr ont of

the fr ame there is a component that serves as a modif ier propell er (conversion) ri ver f low ki netic energy into r otation energy. The

effects of pr opell er rotati on, causing the coil water hose merauk constantl y causing compressive force and the mass flow rate of water

along the winding hose. As a resul t, water can move fr om place to place low elevation higher elevation th rough a deli very pipe.

Keywords : Sling pump,reneweble energy,

1. PendahuluanDewasa ini, potensi energi fosil sudah mulai

menipis jumlahnya. Sifat tak terbarukan menjadi faktorutama menipisnya jumlah energi fosil setelah dilakukaneksploitasi besar-besaran oleh manusia. Masalah yangmuncul adalah terjadinya krisis energi secara globalyang berdampak pada mahalnya energi fosil. Krisisenergi fosil membuat manusia berusaha mencarisumber energi baru yang dapat diperbarui dan tidak

pernah habis ketika digunakan.

Aliran sungai sebagai energi terbarukan perludioptimalkan fungsinya untuk menggerakkan pompa

salah satunya sling pump. Sling pump adalah pompa

alternatif energi terbarukan yang kontruksinnya terdiri

dari lilitan selang yang melilit pada rangka. Pada

bagian depan rangka tersebut terdapat komponen

propeller yang berfungsi sebagai pengubah (konversi)

energi kinetik aliran sungai menjadi energi putaran.

Efek dari putaran propeller , menyebabkan lilitan selang

merauk air terus-menerus sehingga timbul gaya tekan

dan laju aliran massa air di sepanjang lilitan selang.

Akibatnya, air dapat berpindah dari tempat yang

elevasinya rendah ke tempat yang elevasinya lebihtinggi melalui sebuah pipa delivery.

2. Metode Penelitian

a. Diagram alir perancangan sling pmp

Dalam perancangan sling pump bentuk kerucut skala

Laboratorium sebagai pompa energi terbarukan,

dilakukan sesuai dengan diagram alir di bawah ini

sebagai berikut:

Gambar 1. Diagram alir perancangan sling pump skala

Laboratorium

b. Proses fabrikasi

Setelah proses perancangan dilakukan maka tahapselanjutnya adalah proses fabrikasi.


3/7

[3]

1. Proses pembuatan rangka sling pump

Bahan yang digunakan untuk membuat

rangka sling pump bentuk kerucut menggunakan

besi beton dengan diameter 0,8 cm yang

digunakan sebagai rangka lingkaran dan rangkarusuk sling pump. Rangka lingkaran dibuat

sebanyak 5 buah yang ukurannya disesuaikan

dengan gambar teknik dan dikerjakan dengan

mesin roll . Sedangkan pembuatan rusuk-

rusuknya, dikerjakan dengan cara memotong besi

beton dengan gergaji besi.

Gambar 2. Dimensi rangka sling pump

2. Perakitan antar komponen

Setelah semua tahap pengecatan selesai,maka komponen-komponen tersebut siap untuk di

rakit. Proses perakitan adalah proses terakhir dalam

pembuatan sling pump . Tahap-tahap perakitan antar

komponen adalah:

1. Pemasangan bak sling pump.

2. Pemasangan motor listrik dan reducer pada

dudukan.

3. Pemasangan sling pump ke rangka dudukan

dan pelilitan selang.

a

b

Gambar 3. a. Pemasangan rangka sling pump

b. Proses pelilitan selang pada

rangka sling pump

4. Pemasangan water mur dan pressure gauge.

a

b

Gambar 4 a. Proses pemasangan water mur

b. Proses pemasangan pressure gauge

5. Pemasangan pipa delivery ke sling pump dan

tower delivery.

Gambar 5. Proses pemasangan pipa delivery


4/7

[4]

Seluruh komponen rangka sling pump bentuk

kerucut skala Laboratorium yang telah selesai

dirakit disajikan pada gambar berikut di bawah ini.

Gambar 6 Sling pump bentuk kerucut selesai

dirakit

c. Uji kebocoran pada water mur

Setelah pemasangan seluruh komponen sling

pump, maka tahap selanjutnya adalah pengujian

kebocoran pada water mur . Jika terdapat kebocoran,

maka kembali water mur dirakit. Namun jika tidak

terdapat kebocoran, maka siap untuk dilakukan

pengujian. Untuk mengetahui pada water mur

apakah terjadi kebocoran atau tidak, maka

dilakukan pengujian.

a

b

Gambar 7 a. Terdapat kebocoran pada water mur

b. Pembongkaran water mur

Pengujian kebocoran water mur pada selang ¾” terjadi

kebocoran sebanyak 60 ml -80 ml pada putaran sling pump 30-50 rpm dengan pipa delivery pada ketinggian 3 meter.

Dengan adanya kebocoran tersebut, maka dilakukan

pembongkaran water mur untuk diperbaiki. Penyebab dari

bocornya water mur tersebut adalah kurangnya pemberian

seal tape pada sambungan pipa PVC yang berukuran 1”.

Hasil dari pengujian water mur ini dapat di lihat pada tabel

di bawah ini sebagai berikut

Tabel Pengujian pertama untuk mengetahui

kebocoran water mur

N

o

Rp

m

Ld(

m)

Hd(

m)

P(b

ar)

Kebocor

an (ml)

Q(l/3

menit)1.

50 6 3

0,25 60 6,7

2. 0,25 50 6,4

3. 0,25 60 6,8

1.

40 6 3

0,15 80 5,6

2. 0,15 70 5,3

3. 0,15 80 5,7

1.

30 6 3

0,05 80 5,2

2. 0,05 80 5,2

3. 0,05 80 5,4

Faktor lain yang menyebabkan water mur bocoradalah, karet sintetik tidak menyelubungi poros

sepenuhnya. Dengan demikian karet tersebut dijahit

dengan tujuan dapat menyelubungi hollow shaft

sepenuhnya. Setelah dilakukan pemasangan kembali

ternyata dengan penambahan seal tape dan

penjahitan karet sintetik tidak ditemukan adanya

kebocoran lagi pada komponen water mur .

d. Pengujian sling pump dan pengambilan data

Setelah proses perakitan dan pengujian

kebocoran pada water mur selesai, maka dilanjutkan

dengan tahap pengujian dan pengambilan data awal.

Data-data hasil pengujian ditampilkan pada tabel di

bawah ini.


5/7

[5]

Tabel Uji coba selang ¾” pada selang waktu 3

menit

No

R p

m

L

d(

m

)

H

d(

m

)

P

(bar)

V

(Volt

)

I(A) Q

(l/3menit)

W2

U2

V2

1.

50 6 3

0,3

0

22

0

2,

3

2,

5

2,

2

8,4

2. 0,3

0

22

0

7,1

3. 0,3

0

22

0

7,1

1.

40 6 3

0,3

0

22

0

2,

3

2,

5

2,

1

6,1

2. 0,3

0

22

0

6,9

3. 0,3

0

22

0

6,5

1.

30 6 3

0,3

0

22

0

2,

2

2,

4

2,

1

5,9

2. 0,3

0

22

0

5,4

3. 0,3

0

22

0

5,8

Tabel Uji coba selang 5/8” pada selang waktu 3menit

N

o

R

p

m

L

d

(

m

)

H

d

(

m

)

P

(b

ar)

V

(V

olt

)

I(A) Q

(l/3m

enit)W

2

U

2

V

2

1.

50 6 3

0,3

22

2,

2,

2,

11

2. 0,3

0

22

0

10,6

3. 0,3

0

22

0

11,2

1.

40 6 3

0,3

22

2,

2,

2,

8,7

2. 0,3

0

22

0

9

3. 0,3

0

22

0

9,,2

1.

30 6 3

0,3

22

2,

2,

2,

7,5

2. 0,3

0

22

0

7,7

3. 0,3

0

22

0

7,8

Tabel Uji coba selang ½” pada selang waktu 3

menit

N

o

R

p

m

Ld

(m

)

H

d

(m)

P

(ba

r)

V

(Vo

lt)

I(A) Q

(l/3me

nit)

W

2

U

2

V

2

1.

50 6 3

0,3

0

220

2,

2,

2,

4,6

2. 0,3

0

220 5

3. 0,3

0

220 4,6

1.

40 6 3

0,3

0

220

2,

2,

2,

5,5

2. 0,3

0

220 5,8

3. 0,3

0

220 7,6

1.

30 6 3

0,3

0

220

2,

3

2,

5

2,

2

6,4

2. 0,3

0

220 6,2

3. 0,3

0

220 6,2

Mengacu dari pengujian sling pump pada

putaran 50 rpm, dan ketinggian 3 meter maka dapat

dilakukan analisa sebagai berikut:1. Debit aktual yang dihasilkan dari pengujian

sling pump bentuk kerucut yaitu sebagai

berikut:

3

)1,71,74,8(menit

l

Qaktual

mnt

l 51,2

Sedangkan debit yang direncanakan adalahsebesar:

menit

l Qteoritis 65,4

Ternyata terjadi penurunan debit yang

dihasilkan karena tidak sesuai rencana.

Fenomena ini terjadi akibat terlalu banyak

instalasi lilitan selang yang digunakan yaitu

sebanyak 19 lilitan dan sepanjang 18 meter.

Selain itu, akibat adanya pengecilan radius

lilitan selang, terjadi muntahan balik air pada

lilitan selang pertama sehingga menyebabkan

penurunan tekanan ( P ) pada sisi keluaran

lilitan selang. Sesuai dengan teori bahwa


6/7

[6]

ketika head loss aliran besar, maka debit

yang dihasilkan menjadi kecil dan

sebaliknya. Dari hasil pengujian tersebut,

diperoleh efisiensi hidrolis sling pump

sebesar:

%54%100/4,65

/51,2

%100

menit l

menit l

Q

Q

teoritis

aktual

Hidro lis

2. Kebutuhan daya motor listrik relatif stabil, hal

ini dipengaruhi oleh penggunaan motor listrik 3

phase, dimana motor listrik jenis ini diberi

beban besar atau ringan jika sudah beroperasi

akan memiliki daya tetap.

3. Perubahan kecepatan putaran tidak

mempengaruhi tekanan yang terbaca oleh pressure gauge, hal ini karena kebutuhan untuk

menaikkan air pada ketinggian elevasi 3 meter

dibutuhkan tekanan sebesar 0,3 bar.

e. Cara pengoperasian sling pump skala

laboratorium

Cara kerja pengoperasian alat uji dijelaskan dengan

langkah-langkah berikut :

1. Memasang rangka sling pump pada dudukan

rangka utama dengan pengencangan 6 baut

penguat.2. Memasang selang ¾” pada rangka sling pump

dengan cara dililitkan.

3. Memasang klem pengunci lilitan selang pada

rangka sling pump yang berjumlah 8 buah.

4. Memasang puli pada poros output reducer ,

pemilihan diameter puli sebaiknya diawali

untuk putaran yang tertinggi yaitu 50 rpm

dengan diameter puli 100 mm.

5. Memasang V-belt penghubung daya dan

putaran dari puli output reducer ke puli sling

pump.

6. Memasang water mur , pemilihan ketinggian

pipa delivery output sebaiknya diawali yang

tertinggi yaitu 3 m.

7. Menyiapkan gelas ukur untuk penampung debit

air hasil pemompaan sling pump dan stop

watch.

8. Setelah semua instalasi sling pump dirakit maka

dilanjutkan dengan penyalaan dengan menekan

tombol ON pada saklar motor listrik.

9. Biarkan sling pump berputar sebentar sampai

debit air keluar dari saluran pipa delivery

output setelah keluar maka diberi waktu.

10. Proses pengambilan data diawali pada variasi

putaran 50 Rpm dengan diameter pipa selang¾” dan ketinggian output 3 m, pengambilan

data dilakukan setiap 3 menit sekali untuk 1

data, sedangkan setiap satu variasi putaran

mengambil data sebanyak 3 kali.

11. Langkah pengambilan data pada variasi

diameter selang dan ketinggian pipa delivery

output sama seperti pada pengujian selang ¾”.

12.

Setiap pergantian variasi percobaan putaranmaupun variasi diameter selang, sling pump

harus dihentikan dengan menekan tombol OFF

pada saklar motor listrik.

f. Kesimpulan

Dari perancangan dan pembuatan sling pump

bentuk kerucut sebagai alat uji Laboratorium dapat

ditarik kesimpulan yaitu:

1. Model sling pump bentuk tirus skala laboratorium

dengan spesifikasi:- Ukuran diameter besar D1 = 400 mm,

diameter kecil D2 = 132 mm, panjang 500

mm, dan mempunyai berat total 92,70 N .

- Setengah sudut kemiringan kerucut rangka

sling pump adalah 150.

- Hollow shaft dengan ukuran (d o) = 30 mm,

(d i) = 15 mm, dan panjang 12 mm.- Poros pejal dengan ukuran d = 30 mm, dan

panjang 580 mm

- Tipe bantalan bola alur dalam dengan kode

nominal pasaran 6006 ZZ

-

Sabuk transmisi jenis V-belt untuk nomorsabuk puli motor dan puli reducer dengan

kode pasaran A-34 panjang sabuk 864 mm,

sedangkan nomor sabuk untuk puli reducer

output dan puli sling pump dengan kode

pasaran A-36 panjang sabuk 914 mm.- Selang lilitan jenis Elastic dengan variasi

diameter ¾”, 5/8”, dan 1/2” dan panjang

setiap selang adalah 18 meter.

- Motor listrik jenis 3 phase dengan

spesifikasi nominal adalah:

Jenis : Three Phase Asynchronouse

Motor

Voltage : 220/380 Volt Freq : 50 Hz

Output : 3 Hp

Speed : 1430 Rpm

Weight : 28 kg

- Reducer putaran dengan skala reduksi 1 :

20, Jenis WPA 60.

- Puli dengan spesifikasi diameter setiap

variasi putaran:

Diameter motor listrik dan input reducer

= 75 mm (2,9 inch)

Untuk putaran 50 Rpm = 102 mm (4

inch) Untuk putaran 40 Rpm = 81,6 mm (3

inch)


7/7

[7]

Untuk putaran 30 Rpm = 61,2 mm (2,5

inch)

- Pressure Gauge dengan skala ukuran

tekanan 0 - 2,5 bar

- Water mur dengan ukuran diameter dalam

250 mm 2. Pada perancangan dan pembuatan sling pump

bentuk kerucut skala Laboratorium, setengah

sudut kemiringan kerucut lebih tajam dari pada

sumber referensinya yaitu 150, apalagi ditambah

dengan konstruksi lilitan selang yang dibuat

penuh. Akibatnya berpengaruh terhadap nilai

head loss yang terjadi menjadi tinggi.

Fenomena ini menyebabkan terjadinya

muntahan balik air pada lilitan selang yang

pertama, sehingga tekanan dan debit yang

dihasilkan sling pump menjadi kecil.

3.

Model sling pump bentuk kerucut skalalaboratorium telah diuji coba dengan baik

sehingga dapat diteruskan pada tahap pengujian

variasi diameter selang, jumlah putaran, dan

variasi ketinggian delivery output .

g. Daftar pustaka

Wibowo,ari . 2008. Laporan tugas akhir

:perancangan dan pembutan sling pump

berbentuk kerucut skala laboratorium.

Yogyakarta: Universitas Muhammadiyah

Yogyakarta

tugas jurnal metopen

Documents