4 BAB II DASAR TEORI 2.1 Peneliti Terdahulu Adapun beberapa peneliti terdahulu yang telah dilaksanakan dan membahas pompa antara lain, oleh Kadek Mekar Wismana Tahun 2003 merancang dan menguji tentang pompa torak dengan penggerak kincir air pada rancangannya didapat debit maksimum pompa 3,486 lt/dt pada tinggi pemompaan statis 1 m dan pada tinggi pemompaan 12 m pompa hanya mampu menghasilkan debit 0,57 lt/min, efisiensi total rancangan ini memang kecil [2]. Dan rendahnya efisiensi total rancangan kincir pompa torak di karenakan salah satunya oleh rendahnya efisiensi kincir. Jumlah sudu sedikit menyebabkan banyak debit input kincir yang terlewatkan dengan demikian daya input banyak yang terbuang percuma. I Made Suarsa tahun 2014 merancang dan menguji tentang pompa torak yang digerakan kincir air tipe pitch back dengan diameter torak 3,7 cm, panjang pompa 45 cm, dan pada efisiensi 36,73% pompa mampu menghasilkan debit 0,0636 lt/dt dan daya pemompaan 14,59 watt [3]. I Gusti Putu Wiryawan, tahun 2010 meneliti tentang analisis perfonmance pompa jet dengan memvariasikan ketinggian nozzle terhadap permukaan air, dari penelitian yang dilakukan di hasilkan bahwa Semakin rendah posisi nozel terhadap permukaan air maka performansinya semakin menurun pada ketinggian hisap 12 meter pada posisi nozzle 60 cm dibawah permukaan air menghasilkan performaansi yang lebih tinggi dibandingkan dengan posisi nozel yang lebih tinggi 40 cm di bawah permukaan air sampai 60 cm di atas permukaan air [4]. Kwinnonia Tri Marini Ginting pada tahun 2014 telah meneliti tentang Pengujian pompa submersible sebagai turbin pembangkit daya tenaga mikro hidro bahwa dari pengujian dan pembahasan yang telah di lakukan diketahui ujuk kerja pompa submersible sebagai turbin head rendah pada ketinggian 7 meter menghasilkan daya turbin sebesar 112,12 watt dan efisiensi pompa submersible sebagai turbin yang telah di uji, menghasilkan efisiensi maksimum 29,47%. Dan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
4
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Peneliti Terdahulu
Adapun beberapa peneliti terdahulu yang telah dilaksanakan dan
membahas pompa antara lain, oleh Kadek Mekar Wismana Tahun 2003
merancang dan menguji tentang pompa torak dengan penggerak kincir air pada
rancangannya didapat debit maksimum pompa 3,486 lt/dt pada tinggi pemompaan
statis 1 m dan pada tinggi pemompaan 12 m pompa hanya mampu menghasilkan
debit 0,57 lt/min, efisiensi total rancangan ini memang kecil [2]. Dan rendahnya
efisiensi total rancangan kincir pompa torak di karenakan salah satunya oleh
rendahnya efisiensi kincir. Jumlah sudu sedikit menyebabkan banyak debit input
kincir yang terlewatkan dengan demikian daya input banyak yang terbuang
percuma.
I Made Suarsa tahun 2014 merancang dan menguji tentang pompa torak
yang digerakan kincir air tipe pitch back dengan diameter torak 3,7 cm, panjang
pompa 45 cm, dan pada efisiensi 36,73% pompa mampu menghasilkan debit
0,0636 lt/dt dan daya pemompaan 14,59 watt [3].
I Gusti Putu Wiryawan, tahun 2010 meneliti tentang analisis perfonmance
pompa jet dengan memvariasikan ketinggian nozzle terhadap permukaan air, dari
penelitian yang dilakukan di hasilkan bahwa Semakin rendah posisi nozel
terhadap permukaan air maka performansinya semakin menurun pada ketinggian
hisap 12 meter pada posisi nozzle 60 cm dibawah permukaan air menghasilkan
performaansi yang lebih tinggi dibandingkan dengan posisi nozel yang lebih
tinggi 40 cm di bawah permukaan air sampai 60 cm di atas permukaan air [4].
Kwinnonia Tri Marini Ginting pada tahun 2014 telah meneliti tentang
Pengujian pompa submersible sebagai turbin pembangkit daya tenaga mikro hidro
bahwa dari pengujian dan pembahasan yang telah di lakukan diketahui ujuk kerja
pompa submersible sebagai turbin head rendah pada ketinggian 7 meter
menghasilkan daya turbin sebesar 112,12 watt dan efisiensi pompa submersible
sebagai turbin yang telah di uji, menghasilkan efisiensi maksimum 29,47%. Dan
5
pengaruh ketinggian dan kapasitas terhadap performansi turbin yaitu berbanding
lurus artinya semakin tinggi terjunan sumber terhadap turbin maka semakin besar
daya output yang di hasilkan turbin [5].
Demikian beberapa judul tugas akhir yang dapat penulis temukan
mengenai pompa dan pengembangannya. Dari hasil penelitan diatas penulis
tertarik untuk meneliti bagaimana pengaruh variasi kapasitas kincir air bersudu
lurus terhadap unjuk kerja pompa torak. berawal dari topik tersebut sehingga
penulis mengambil tema pompa kincir sebagai materi tugas akhir dengan judul
“Pengujian Unjuk Kerja Pompa Torak Berpenggerak Kincir Air Sudu Lurus ”
2.2 Landasan Teori
2.2 .1 Pompa dan Kegunaannya
Pompa adalah suatu peralatan yang dipakai untuk mengubah energi
mekanik (dari mesin penggerak pompa) menjadi energi tekan pada fluida pompa
yang ditekan. Pada umumnya pompa digunakan untuk memindahkan fluida dari
suatu tempat rendah ke tempat lain yang lebih tinggi tempatnya dan lebih tinggi
tekanannya ataupun untuk sirkulasi
2.2.2 Kapasitas Pompa (Q)
Kapasitas pompa torak merupakan positif (Positif Displacment Pump) dimana
pemindahan fluida kerja nya adalah volume per volume pompa ini mengeluarkan
cairan dalam jumlah terbatas selama pergerakan piston sepanjang langkahnya.
Akan tetapi tidak seluruh cairan dapat mencapai pipa buang yang di sebabkan
oleh kebocoran.
a. Kapasitas Teoritis (Qth)
Adalah laju aliran ideal pompa tanpa adanya kebocoran internal dan
eksternal (QL)- Kebocoran ini terjadi dalam celah antara silinder dan
piston/plunyer (pada pompa reciprocating), kebocoran di dalam gap antara
impeler dan shroud (pada pompa sentrifugal) dalam satuan volume per waktu.
b. Kapasitas Optimum (Qopt)
Adalah kapasitas pompa jika pompa bekerja pada efisiensi total
maksimum pompa (Qop) dalam satuan volume per waktu.
6
c. Kapasitas Aktual (Qact)
Adalah laju aliran volume fluida yang dialirkan melalui pipa tekan dalam
satuan volume per waktu.
d. Kapasitas Internal /Indikatif (Qi)
Adalah laju aliran di dalam pompa dalam satuan volume per waktu.
2.2.3 Head (H)
Head merupakan tekanan yang dihasilkan oleh pompa. Head pada
umumnya dinyatakan dalam tinggi kolam air dan umumnya dalam satuan meter.
Pressure gauge, vacuum gauge, atau compund gauge digunakan untuk mengukur
head pompa dalam operasinya
Gambar 2.1 Head PompaSumber : Sularso, 2000. hal. 27.
Persamaan energi persatuan berat fluida untuk sistem pompa gambar 2.1 adalah :
L
22
H2g
VdPdZdHP
2g
VsPsZS
dimana:
Zs = Head statis elevasi isap /suction pompa (m)
Zd = Head statis elevasi buang / discharge pompa (m)
Ps = Head statis tekanan isap / suction pompa (N/ni2)
Pd = Head statis tekanan buang / discharge pompa (N/m2)
6
c. Kapasitas Aktual (Qact)
Adalah laju aliran volume fluida yang dialirkan melalui pipa tekan dalam
satuan volume per waktu.
d. Kapasitas Internal /Indikatif (Qi)
Adalah laju aliran di dalam pompa dalam satuan volume per waktu.
2.2.3 Head (H)
Head merupakan tekanan yang dihasilkan oleh pompa. Head pada
umumnya dinyatakan dalam tinggi kolam air dan umumnya dalam satuan meter.
Pressure gauge, vacuum gauge, atau compund gauge digunakan untuk mengukur
head pompa dalam operasinya
Gambar 2.1 Head PompaSumber : Sularso, 2000. hal. 27.
Persamaan energi persatuan berat fluida untuk sistem pompa gambar 2.1 adalah :
L
22
H2g
VdPdZdHP
2g
VsPsZS
dimana:
Zs = Head statis elevasi isap /suction pompa (m)
Zd = Head statis elevasi buang / discharge pompa (m)
Ps = Head statis tekanan isap / suction pompa (N/ni2)
Pd = Head statis tekanan buang / discharge pompa (N/m2)
6
c. Kapasitas Aktual (Qact)
Adalah laju aliran volume fluida yang dialirkan melalui pipa tekan dalam
satuan volume per waktu.
d. Kapasitas Internal /Indikatif (Qi)
Adalah laju aliran di dalam pompa dalam satuan volume per waktu.
2.2.3 Head (H)
Head merupakan tekanan yang dihasilkan oleh pompa. Head pada
umumnya dinyatakan dalam tinggi kolam air dan umumnya dalam satuan meter.
Pressure gauge, vacuum gauge, atau compund gauge digunakan untuk mengukur
head pompa dalam operasinya
Gambar 2.1 Head PompaSumber : Sularso, 2000. hal. 27.
Persamaan energi persatuan berat fluida untuk sistem pompa gambar 2.1 adalah :
L
22
H2g
VdPdZdHP
2g
VsPsZS
dimana:
Zs = Head statis elevasi isap /suction pompa (m)
Zd = Head statis elevasi buang / discharge pompa (m)
Ps = Head statis tekanan isap / suction pompa (N/ni2)
Pd = Head statis tekanan buang / discharge pompa (N/m2)
7
Vs = Head dinamis kecepatan fluida pada ujung isap / suction pompa
(m/det).
Hp = Head pompa (m).
HL = Head losses total instalasi perpipaan sistem pompa (m).
= Berat jenis fluida
oleh karena itu head total pompa adalah:
)......(2.2....................H
2
Vs-VdPs-PdZs)-(ZdHP L
22
g
Unjuk kerja pompa umumnya digambarkan dalam kurva Q-H Seperti
gambar 2.2.
Gambar 2.2 Kurva unjuk kerja pompaSumber : Sularso, 2000, hal. 10
2.2.4 Head Losses
Head Losses adalah kerugian-kerugian head pada aliran yang disebabkan oleh
adanya faktor gesek fluida pada dinding dalam pipa, adanya katup-katup, belokan,
dan lain-lainnya. Head Losses ada dua macam yaitu Mayor Losses dan Minor
Losses
Mayor Losses adalah kerugian head yang disebabkan oleh terjadinya gesekan
antara fluida yang mengalir dengan dinding pipa. Mayor Losses dipengaruhi oleh
kekasaran permukaan dinding pipa bagfan dalam, kecepatan aliran fluida serta
7
Vs = Head dinamis kecepatan fluida pada ujung isap / suction pompa
(m/det).
Hp = Head pompa (m).
HL = Head losses total instalasi perpipaan sistem pompa (m).
= Berat jenis fluida
oleh karena itu head total pompa adalah:
)......(2.2....................H
2
Vs-VdPs-PdZs)-(ZdHP L
22
g
Unjuk kerja pompa umumnya digambarkan dalam kurva Q-H Seperti
gambar 2.2.
Gambar 2.2 Kurva unjuk kerja pompaSumber : Sularso, 2000, hal. 10
2.2.4 Head Losses
Head Losses adalah kerugian-kerugian head pada aliran yang disebabkan oleh
adanya faktor gesek fluida pada dinding dalam pipa, adanya katup-katup, belokan,
dan lain-lainnya. Head Losses ada dua macam yaitu Mayor Losses dan Minor
Losses
Mayor Losses adalah kerugian head yang disebabkan oleh terjadinya gesekan
antara fluida yang mengalir dengan dinding pipa. Mayor Losses dipengaruhi oleh
kekasaran permukaan dinding pipa bagfan dalam, kecepatan aliran fluida serta
7
Vs = Head dinamis kecepatan fluida pada ujung isap / suction pompa
(m/det).
Hp = Head pompa (m).
HL = Head losses total instalasi perpipaan sistem pompa (m).
= Berat jenis fluida
oleh karena itu head total pompa adalah:
)......(2.2....................H
2
Vs-VdPs-PdZs)-(ZdHP L
22
g
Unjuk kerja pompa umumnya digambarkan dalam kurva Q-H Seperti
gambar 2.2.
Gambar 2.2 Kurva unjuk kerja pompaSumber : Sularso, 2000, hal. 10
2.2.4 Head Losses
Head Losses adalah kerugian-kerugian head pada aliran yang disebabkan oleh
adanya faktor gesek fluida pada dinding dalam pipa, adanya katup-katup, belokan,
dan lain-lainnya. Head Losses ada dua macam yaitu Mayor Losses dan Minor
Losses
Mayor Losses adalah kerugian head yang disebabkan oleh terjadinya gesekan
antara fluida yang mengalir dengan dinding pipa. Mayor Losses dipengaruhi oleh
kekasaran permukaan dinding pipa bagfan dalam, kecepatan aliran fluida serta
8
panjang pipa. Besarnya Mayor Losses dapat dihitung dengan rumus Darcy