18 Vol 9 No. 2 Oktober 2014

VARIASI TINGGI PIPA HISAP PADA POMPA TERHADAPPERUBAHAN KAPASITAS ALIRAN(APLIKASI PADAPENAMPUNGAN EMBER TUMPAH WATERBOOM )

Budi Johan1, Agus wibowo2, Irfan Santoso3

1 Mahasiswa, Progdi Teknik Mesin Universitas Pancasakti Tegal2,3 Dosen FakultasTeknik Universitas Pancasakti Tegal

ABSTRAKPenelitian ini bertujuan untuk Menganalisa perubahan kapasitas aliran pompa dari variasitinggi pipa hisap 20cm, 40cm dan 60cm untuk mengetahui debit air yang paling optimaldengan jarak pipa 20cm, 40cm, 60cm. Metodologi penelitian yang digunakan dalampenelitian ini adalah metode Ekperimental yaitu perencanaan alat, pembuatan alat, ujiketinggin level air dengaqn mencari data turbin untuk menggerakan pompa. Hasil darikapasitas aliran dari tinggi pipa 20cm, 40cm, 60cm sangat berbeda kapasitas aliranya,dengan memiliki bilangan Re yang paling besar yaitu 18694.223 dengan tingi pipa 40cmdengan profil aliranya adalah turbulen. pengujian ditunjukan debit air yang ideal yaitu padatinggi pipa 40cm yaitu 0,0000577(m3/s) dengan putaran turbin 110 rpm, sedangkan debitaliran yang paling rendah yaitu 0,0000551(m3/s) dengan putaran turbin40rpm, dengan rata-rata kapasitas aliran dapat untuk mengetahui debit air yang optimal dengan menghasilkan air0,0004 m3 sampai 0,00077 m3 dengan waktu 10menit.Kata Kunci: tinggi pipa air , kapasitas aliran,volume air

PENDAHULUANLatar Belakang Masalah

Water boom merupakan salah satuwahana wisata yang bekerja untuk mengisiair kedalam ember tumpah. Pengisi airkedalam ember tumpah biasanya denganpompa tenaga listrik. Dalam perancanganyang dibuat penelitian ini adalahperancangan water boom energi angin(turbin angin).

Batasan MasalahPembatasan masalah merupakan

komponen yang diperlukan dalampenelitian, agar masalah yang diteliti tidakterlalu luas atau bahkan menyimpang daritujuan penelitian. Batasan masalah daripenelitian ini adalah: Menggunakan pipapvc diameter 1¼ inci dengan panjang5meter, Menggunakan pompa pistonreciprocating, Energi penggerak pompadari turbin angin tipe horizontal sudu 16.

Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang yang telah

diuraikan, rumusan masalah yang akandiungkap dalam penelitian ini,

Menganalisa perubahan kapasitas aliranpompa dari variasi tinggi kedalaman pipadari air 20cm, 40cm dan 60cm,

Mencari debit air dari perubahan variasikedalaman pipa dengan jarak 20cm, 40cm,60cm,

Tujuan PenelitianTujuan yang ingin dicapai dari

penelitian ini yaitu:Mengetahui tinggi level air yang

optimal, mengetahui perubahan kapasitasaliran yang optimal pada ketinggian levelair 1meter dengan tinggi pipa 20cm, 40cm,60cm,

Manfaat PenelitianDengan mengetahui kapasitas air

maksimal dengan mengunakan kerjapompa,

Vol 9 No. 2 Oktober 2014 19

Dengan mengetahui kapasitas alirandengan mencari tinggi level air yangoptima,

LANDASAN TEORIPengertian Pompa

Pompa merupakan salah satu alat untukmemindahkan air dari suatu tempatketempat yang lain dengan melalui suatusystem pemipaan (sumber: sularso).

Pompa memiliki dua kegunaan utamayaitu:Memindahkan cairan dari satu tempat ketempat lainnya (misalnya air dari aquiferbawah tanah ke tangki penyimpan air),

Mensirkulasikan cairan sekitar sistim(misalnya air pendingin atau pelumas yangmelewati mesin-mesin dan peralatan)Komponen utama sistim pemompaanadalah:Mesin penggerak: motor listrik, mesindiesel atau sistim udara, Pemipaan,digunakan untuk membawa fluida, Kran,digunakan untuk mengendalikan alirandalam sistim Sambungan, pengendaliandan instrumentasi lainnya, Peralatanpengguna akhir, yang memiliki berbagaipersyaratan,

Pompa Reciprocating (bolak-balik).Pompa Reciprocating merupakan suatu

pompa yang dapat mengubah energimekanis menjadi energi aliran fluidadengan menggunakan piston yang dapatbergerak bolak-balik didalam silinder.

Pompa ini merupakan pompa bolak-balik yang dirancang untuk menghasilkankapasitas yang cukup besar. Umumnyamenggunakan head yang rendah. Dandigunakan pada perbedaaan ketinggianyang tidak terlalu besar antara suction dandischarge.

Prinsip Kerja Pompa ReciprocatingUdara yang bergerak cepat dibentuk

dengan melepaskan udara tekanan tinggimelalui sebuah celah buang dipermukaanyang berdekatan, dan menyeret udarakeluar, bersama dengan itu Semakin tinggi

tekanan pasokan udara primer makasemakin buruk efisiensi.Piston Pump

Pompa piston mempunyai bagian utamaberupa torak atau diafragma yang bergerakbolak – balik didalam selinder untuk dapatmengalirkan fluida.Pompa ini dilengkaidengan katup – katup, dimana fluidabertekanan rendah di hisap melalui katuphisap ke ruang selinder, kemudian ditekanoleh torak atau diafragma hingga tekananstatisnya naik dan sanggup mengalirkanfluida keluar melalui katup tekan. Pompapiston memiliki langkah – langkah kerja,pada langkah hisap maka terjadikevakuman di dalam ruang silinder katuphisap terbuka maka cairan masuk ke ruangsilinder, pada saat langkah tekan katuphisap tertutup dan katup keluar terbuka,sehingga fluida terdesak dan tekananmenjadi naik, kemudian aliran keluarmelalui saluran keluar. Proses tersebutberlangsung terus – menerus selama pompabekerja.

Gambar 1 Skema Pompa Torak KerjaTunggal

Aliran FluidaBerdasarkan cara bergerak partikel zat

cair aliran dapat di bedakan menjadi duamacam yaitu :Aliran Laminair

Aliran laminair yaitu suatu aliranyang seakan-akan setiap partikel dari zatcair yang mengalir, bergerak sendiri-sendiri.Aliran laminer, merupakan alirandimana fluida dianggap mengalir padalapisan masing-masing dengan kecepatankonstan. Suatu aliran yang tetap dan tidakada pencampuran partikel-partikel antaralapisan. Terjadi karena kecepatan aliran

20 Vol 9 No. 2 Oktober 2014

rendah, fluida cukup kental, aliran padalorong sempit.

Gambar 2.Aliran Laminair

Aliran TurbulenAliran Turbulen yaitu suatu aliran

yang seakan-akan setiap partikel dari zatcair yang mengalir saling bercampuran(bertumbukan).Aliran semacam inibiasanya terjadi pada suatu aliran dengankecepatan yang sangat kecil, misalnyaaliran air dalam tanah.

Gambar 3. Aliran Turbulen

Kapasitas AliranSejumlah volume zat cair yangdipindahkan dalam satu tempat ke tempatlain pada tiap satuan waktu tertentu.Disamping itu debit merupakan kecepatanair mengalir pada luas tempat yangdilaluinya.

Q = V / tdimana :Q = Debit atau Kapasitas Aliran (m3)V = Volume (m3)t = waktu (s).

METODE PENELITIANMetode Penelitian

Penelitian ini menggunakan metodeeksperimental dimana pengujianya dilakukan di laboratorium fakultas TeknikUPS tegal dan data dianalisis dengan tabeluntuk mencari kapasitas air yang optimaldengan mengunakan pompa ReciprocatingPengujian dilakukan untuk memperolehdata yang dibutuhkan untuk mendapatkankapsitas air yang optimal. kemudian

melakukan pengolahan data menghitungkapasitas aliran diperlukan data seperti: :

Volume zat cair (V) dan waktu (t)kemudian melakukan pengolahan datadengan menghitung kapasitas aliran (Q)dan mencari bilangan Reynolds (Re).

Dimana :(Q)= Kapasitas aliran fluida(V)= Volume (m3)(t)= Waktu (s).(Re)= bilangan Reynolds

Variable PenelitianVariable Bebas

Variabel bebas adalah kondisi yangmempengaruhi munculnya suatugejala.Dalam penelitian ini variablebebasnya adalah :

Menghitung tinggi level air dengankentinggian 1 meter dengan mengunakantipe pipa pvc diameter 1¼ dengan mencarikapasitas pompa dengan menggunakandata turbin kincir angin, dari titik air.Dengan mencari perubahan kapasitas aliranpompa yang optimal dengan perubahantinggi pompa hisap dengan menggunakanputaran rpm yang tepat

Variable TarikVariabel terikat (dependen), merupakanvariabel yang dipengaruhi atau yangmenjadi akibat karena adanya variabelbebas.Sedangkan variabel terikat padapenelitian ini adalah mencari kapasitaspompa pada level aiar denganmenggunakan data turbin kincir angin

Metode Pengumpulan DataMetode pengumpulan data yang

digunakan pada penelitian ini adalahVolume (V)Waktu (t)Kapasitas aliran (Q)

Vol 9 No. 2 Oktober 2014 21

HASIL DAN PEMBAHASANHasil

Tabel 1hasil pengujian dengan dataturbin

Grafik jarak pipa 20cmBerikut ini grafik pengujian jarak pipa20cm

Gambar 4. Grafik kapasitas ukuran 20cm

Pada grafik jarak pipa 20cmmenunjukan pengujian yang palingbesar kapasitasnta adalah pada jam16:00 dengan kapasitas 0,00075

Grafik jarak pipa 40cmBerikut ini adalah grafik hasil

pengujian jarak pipa 40cm

Gambar 5. Grafik kapasitas ukuran40cm

Pada grafik jarak pipa 40cmmenunjukan pengujian yang palingbesar kapasitasnta adalah pada jam16:00 dengan kapasitas 0,00079

Grafik jarak pipa 60cmBerikut ini adalah grafik hasil

pengujian jarak pipa 60cm

Gambar 6. Grafik kapasitas ukuran60cm

Pada grafik jarak pipa 60cmmenunjukan pengujian yang palingbesar kapasitasnta adalah pada jam16:00 dengan kapasitas 0,00077

KESIMPULANData yang diperoleh dari debit air yang

optimal dengan jarak pipa 20cm, 40cm,60cm yaitu:

NO

WaktuPenguji

n

Putaran

turbin(rpm)

Mili

liter

Volumeair

Setelahdipompa(m3)

Waktu(s)(men

it)

KapasitasAliran(m

3/s)

1. 08:00 40 400 0,0004 10 0,00004

2.09:00

46 420 0,00042 10 0,000042

310:00

60 480 0,00048 10 0,000048

411:00

64 520 0,00052 10 0,000052

512:00

75 630 0,00063 10 0,000063

613:00

82 650 0,00065 10 0,000065

714:00

98 710 0,00071 10 0,000071

815:00

105 730 0.00073 10 0.000073

916:00

110 750 0,00075 10 0,000075

Rt

76,11

0,0005511

10 0,0000551

22 Vol 9 No. 2 Oktober 2014

Debit airdengan tinggi pipa 20cm yaitu0,0000511m3/s, debit air dengan tinggipipa 40cmyaitu 0,0000577m3/ssedangkandebi air dengan tinggi pipa 60cmyaitu0,0000567 m3/s,Jadi dapat disimpulkan bahwa hasilpengujian debit air yang ideal dengan jarakpipa 20cm, 40cm, 60cm menunjukanbahwa tinggi pipa 40cm memiliki debitaliran yang paling optimal dibandingkantinggi pipa 20cm dan 60cm

SaranDari penelitian ini ada beberapa saran

yang perlu dipertimbangkan untukpenelitian selanjutnya antara lain sebagaiberikut :Hendaknya alat penelitian lebihdisempurnakan lagi untuk mendapatkanketepatan ukuran yang memerlukanketelitian,Untuk mendapatkan data yang lebih akuratperlu menggunakan jenis pompa yang lebihmemiliki kestabilan putaran, baik dalamkondisi putaran rendah atau tinggi sertasaat fluida dalam siklus tekanan maksimal,Proses penampungan debit dan pengaturanlaju aliran menggunakan alat yang lebihpresisi.Hendaknya penelitian ini dikembangkanlebih lanjut, misalnya dengan fluida yangberbeda dan dengan jarak pipa yang lebihbervariasi.

DAFTAR PUSTAKABambang, priambodo, 1979,Mekanika

fluida.Jakarta : ErlanggaDewiyono, Teguh, 2002,Pengaruh

variasi besar, tinggi gaya tekandan kemiringan pipa autpotterhadap head pada alat peragapada hokum pascal untukmenaikaelevasi muka air, diaksesdari garuda.kemdiknas,co,id,

Firman, Yoko, 2008,Uji unjuk kerjapompa pada multi piston, diaksesgaruda.kemdiknas.co.id

Hermawati, Yeni, 2010pengaruhpanjang pipa inlet terhadap pompahidram terhadap debit pompa dantinggi pemompaan, diaksesgaruda.kemdiknas.co.id

Rudiyanto, Rohman. 8 februari 2013,dasar-teori-pomp,Diaksesdarihttp://www,scribd,com /doc/61513670/dasar-teori-pompa

Sugiyono, 2011Metode PenelitianPendidikan,bandung: Alfabeta

Suharsimi, Arikunto, 2002ProsedurPenelitian Suatu PendekatanPraktik, Jakarta: rineka cipta

Sularso, 28 November 1979 tentangpompa, Jakarta

Tyler G. Hicks, 1971, Teknologipemakai pompa , Jakarta :

ErlanggaUtomo. 1978, Alat Pengangkat Dan

Pompa, Jakarta, Pradnyaparamita