1. BAB 1.PENDAHULUAN
A.JUDUL PROGRAM
Peningkatan Effisiensi Kinerja Pompa Hidram Melalui Optimasi Ukuran
Diameter Leher Badan Pompa
B.LATAR BELAKANG MASALAH
Air adalah sumber kehidupan bagi makhluk hidupan dalam semua aspek
kehidupan. Air merupakan komponen yang mutlak harus tersedia baik sebagai
komponen utama maupun sebagai komponen pendukung. Usaha pemenuhan
kebutuhan air dalam kehidupan sehari hari dapat dilakukan dengan memanfaatkan
kondisi alam dan hukum dasar fisika ataupun dengan memanfaatkan peralatan
mekanis hasil karya manusia.
Pompa adalah peralatan mekanis untuk mengubah energi mekanik deri
mesin penggerak menjadi energi tekan fluida yang dapat membantu memindahkan
fluida ke tempat yang lebih tinggi elevasinya. Selain itu, pompa juga dapat
digunakan untuk memindahkan fluida ke tempat dengan tekanan yang lebih tinggi
atau memindahkan fluida ke tempat lain dengan jarak tertentu.
Pompa Hidram adalah dari kata Hydraulic Ram yaitu merupakan suatu alat
yang digunakan untuk menaikan air dari tempat rendah ke tempat yang lebih
tinggi secara otomatis dengan energi yang berasal dari air itu sendiri. Alat ini
sederhana dan efektif digunakan pada kondisi yang sesuai dengan syarat-syarat
yang diperlukan untuk operasinya. Dalam kerjanya alat ini, tekanan dinamik air
yang ditimbulkan memungkinkan air mengalir dari tinggi vertikal (head) yang
rendah ke tempat yang lebih tinggi. Penggunaan hidram tidak terbatas hanya pada
penyediaan air untuk kebutuhan rumah tangga, tapi juga dapat digunakan untuk
memenuhi kebutuhan air untuk pertanian, peternakan dan perikanan. Dalam
operasinya alat ini mempunyai keuntungan dibandingkan dengan jenis pompa
lainnya, antara lain : tidak membutuhkan sumber tenaga, biaya operasinya murah,
tidak memerlukan pelumas, hanya mempunyai dua bagian yang bergerak sehingga
memperkecil terjadinya keausan, perawatannya sederhana dan dapat bekerja
dengan efisien pada kondisi yang sesuai serta dapat dibuat dengan peralatan
bengkel sederhana.
Prinsip kerja hidram merupakan proses perubahan energi kinetis aliran air
menjadi tekanan dinamik dan sebagai akibatnya menimbulkan palu air (water
hammer) sehingga terjadi tekanan tinggi dalam pipa. Dengan mengusahakan
supaya katub limbah (waste valve) dan katub penghatar (delivery valve) terbuka
dan tertutup secara bergantian. Maka tekanan dinamik diteruskan sehingga
tekanan inersia yang terjadi dalam pipa pemasukan memaksa air naik ke pipa
penghantar.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui kapasitas air
pemompaan, kapasitas limbah serta berapa besar peningkatan efisiensi kinerja
pompa melaui optimasi ukuran diameter leher badan pompa.
2. C. PERUMUSAN MASALAH
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah apakah variasi diameter
leher badan pompa meningkatkan kinerja pompa hidram?. Oleh karenanya
diperlukan kajian optimasi ukuran diameter leher badan pompa dengan laju aliran
yang sama.
D. TUJUAN
Tujuan utama program ini adalah mengkaji secara eksperimental kinerja
pompa hidram dengan berbagai macam ukuran diameter leher badan pompa.
Untuk mencapai tujuan utama tersebut dirumuskan tujuan khusus sebagai
berikum:
1. Merekayasa pompa hidram dengan variasi ukuran diameter leher badan
pompa.
2. Melakukan uji kinerja pompa hidram yang sudah dibuat.
3. Melakukan analisis kinerja pompa hidram meliputi kapasitas pemompaan,
kapasitas limbah serta efisiensi pompa
E. LUARAN YANG DIHARAPKAN
Target luaran Kegiatan Program Kreativitas Mahasiswa Bidang Penelitian
(PKM-P) ini adalah sebuah artikel ilmiah yang siap diterbitkan pada jurnal
terakreditasi ataupun seminar nasional dan draft paten yang digunakan sebagai
acuan dalam pembuatan pompa hidram.
F. KEGUNAAN
Kegunaan dari penelitian pembuatan pompa hidram untuk fluida kerja
aliran air adalah:
1. Hasil penelitian dapat diterapkan langsung didaerah yang memiliki potensi
aliran sungai yang selama ini belum termanfaatkan.
2. Membantu masyarakat dalam penyediaan air menggunakan peralatan yang
lebih ekonomis, memberikan pengetahuan kepada masyarakat umum
mengenai teknologi tepat guna
3. Mengurangi penggunaan bahan bakar minyak maupun listrik dalam
penyediaan air
4. Penelitian ini diharapkan bermanfaat sebagai suatu acuan dalam
pembuatan pompa hidram dan dapat diproduksi dalam skala industri
3. BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
LANDASAN TEORI
Sistem Kerja Pompa Hidram
Pompa hidram merupakan alat untuk menaikan air ke tempat yang lebih
tinggi yang energi penggeraknya tidak menggunakan bahan bakar minyak ataupun
tenaga listrik, melainkan menggunakan tenaga hantaman air yang masuk ke dalam
pompa atau disebut juga dengan “water hammer”
Air mengalir dari suatu sumber ataupun suatu reservoir ke dalam pompa
hidram melalui pipa pemasukan dengan posisi pompa lebih rendah dari sumber air
ataupun reservoir tersebut. Di dalam pompa air, air keluar melalui katub limbah
dengan cukup cepat, maka tekanan dinamik yang bergerak ke atas tersebut akan
mendorong katub limbah sehingga katub limbah akan tertutup secara tiba-tiba dan
katub limbah tersebut menghentikan aliran air dalam pipa pemasukan. Air yang
terhenti akibat katub limbah tersebut mengakibatkan tekanan tinggi yang terjadi
secara tiba-tiba di dalam pompa hidram.
Tekanan air yang besar atau “water hamer” dalam ram sebagian direduksi
oleh lolosnya air ke dalam tabung udara yang berfungsi meratakan perubahan
tekanan yang drastis dalam hydraulic ram melalui katub penghantar dan denyut
tekanan di dalam tabung yang kembali lagi ke pompa akan menyebabkan hisapan
dan tertutupnya katup penghantar yang merupakan katub searah yang
menghalangi kembalinya air ke dalam pompa, sehingga air dalam tabung tersebut
akan tertekan keluar melalui pipa penghantar (outlet) yang mengalirkan air ke atas
dengan ketinggian tertentu.
Penelitian zunaidy Ashar (2012) dengan judul pengaruh variasi ketinggian
sumber air inlet terhadap kinerja pompa hidram, dalam penelitiannya menunjukan
bahwa perbedaan ketinggian sumber air inlet berpengaruh pada kapasitas head
Penelitian Palurian Siahaan (2013) dengan judul rancang bangun dan uji
eksperimental pengaruh variasi panjang pipa masuk dan diameter volume tabung
terhadap efisiensi pompa hidram, berdasarkan penelitian yang dilakukan pada
variasi tabung udara, pertambahan diameter tabung udara sebanding dengan
kenaikan efisiensi
Shu san dan Santoso (2002) melakukan penelitian tentang karakteristik
volume tabung udara dan beban katup limbah terhadap efisiensi pompa hydraulic
ram, dan menghasilkan kesimpulan bahwa faktor beban katup limbah dan volume
tabung berpengaruh pada variabilitas dari efisiensi pompa hidram, begitu pula
interaksi antar kedua faktor tersebut.
4. Analisa Kapasitas Pemompaan
Pada analisa kapasitas pemompaan menggunakan rumus sebagai berikut :
Qp =
Vp
t
Dimana Qp merupakan kapasitas pemompaan (m3/s), Vp merupakan volume
pemompaan (liter), t merupakan selang waktu pemompaan (s)
Analisa kapasitas limbah
Pada analisa kapasitas limbah menggunakan rumus sebagai berikut:
𝑄𝐿 =
VL
t
Dimana QL merupakan kapasitas limbah (m3/s), VL merupakan volume air keluar
dari katub limbah (liter), t merupakan selang waktu pemompaan (s)
Analisa efisiensi pompa
Pada analisa efisiensi pompa menggunakan rumus sebagai berikut:
ɳp =
Pout
Pin
Dimana ɳ𝑝 merupakan efisiensi daya fluida, Pout merupakan daya output fluida
(N), Pin merupakan daya input fluida (N)
Pada analisa efisiensi volumentris menurut D’Aubuisson sebagai berikut:
ɳv =
Qp. h
( 𝑄𝑝 + 𝑄𝐿). 𝐻
Dimana ɳv merupakan efisiensi pompa, Qp merupakan kapasitas pemompaan
(m3/s), QL merupakan kapasitas limbah (m3/s), h merupakan head keluar (m), H
merupakan head masuk (m)
