UJI KINERJA POMPA HIDRAM DENGAN 2 (D UA) KLEP HISAP ...digilib.unila.ac.id/59484/6/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · kinerja pompa hidram dengan rancangan dua klep hisap diameter

UJI KINERJA POMPA HIDRAM DENGAN 2 (DUA) KLEP HISAPDIAMETER 1/2 (SETENGAH) INCI DAN 1 (SATU) KLEP BUANG

DIAMETER 1/2 (SETENGAH) INCI

(Skripsi)

Oleh

TAUFIK HIDAYAT

FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2019

ABSTRACT

HYDRAM PUMP PERFORMANCE TEST WITH TWO ½ INCHSUCTION VALVES AND ONE ½ INCH EXHAUST VALVE

By

TAUFIK HIDAYAT

Water is the source of life for living things. In the process of meeting water needs,

areas far from water sources use pumps to facilitate water supply. In general,

centrifugal pumps are used to overcome them, but these pumps require electricity

or other fuel, which sometimes becomes an obstacle for the community. Hydram

pumps are the solution to this problem because they do not use electricity and other

fuels, they can operate 24 hours a day. Hydraulic pump (Hydraulic Ram Pump) is

a water transfer pump from a low place to a higher place or from a place that is not

too high to a higher place. This study aims to determine the performance of a

hydram pump with a design of two 0.5 inch diameter suction valves and one 0.5

inch diameter exhaust valve. The results of this study indicate that the optimal

height of 1m inlet with a maximum outlet height can reach ± 6.5 m. The highest

discharge of 4,813 liters / minute is obtained from 1 meter water source and 1.25

meter high outlet. The exhaust valve and the conductive valve used are the type of

swing check valve 1/2 inch diameter produces the highest rankine efficiency of

8.84% with a pressure height of 2.5m plunge height 1 m.

Keywords: hydram pump, outlet and inlet pipe height, discharge, efficiency.

ABSTRAK



Oleh

TAUFIK HIDAYAT

Air merupakan sumber kehidupan bagi makhluk hidup. Pada proses pemenuhan

kebutuhan air, daerah yang jauh dari sumber air menggunakan pompa untuk

mempermudah dalam penyediaan air. Pada umumnya , digunakan pompa

sentrifugal untuk mengatasinya, tetapi pompa ini memerlukan energi listrik atau

bahan bakar lain nya, yang kadang menjadi sebuah kendala bagi masyarakat.

Pompa hidram adalah solusi dari permasalahan ini karena tidak menggunakan

energi listrik dan bahan bakar lain nya , pompa hidram juga dapat beroprasi 24

jam. Pompa hidram (Hydraulic Ram Pump) merupakan pompa pemindah air dari

tempat rendah ketempat yang lebih tinggi atau dari tempat yang tidak terlalu

tinggi ke tempat yang lebih tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui

kinerja pompa hidram dengan rancangan dua klep hisap diameter 0,5 inci dan satu

klep buang diameter 0,5 inci. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa tinggi inlet

optimal 1m dengan tinggi outlet maksimum bisa mencapai ± 6,5 m. Debit

tertinggi 4,813 liter/menit didapat dari sumber air 1 meter dan tinggi outlet 1,25

meter. Katup buang dan katup hantar yang digunakan adalah jenis jenis klep

swing check valve diameter 1/2 inci menghasilkan efisiensi rankine tertinggi

sebesar 8,84% dengan tinggi tekan 2,5m tinggi terjun 1 m.

Kata kunci : pompa hidram, ketinggian pipa outlet dan inlet , debit, efisiensi

rankine.



Oleh

TAUFIK HIDAYAT

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai GelarSARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada

Jurusan Teknik PertanianFakultas Pertanian Universitas Lampung

FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG2019

Judul Skripsi : UJI KINERJA POMPA HIDRAM DENGAN 2 (DUA)KLEP HISAP DIAMETER 1/2 (SETENGAH) INCIDAN 1 (SATU) KLEP BUANG DIAMETER 1/2(SETENGAH) INCI

Nama Mahasiswa : Taufik Hidayat

NPM : 1514071041

Jurusan/ PS : Teknik Pertanian

Fakultas : Pertanian

MENYETUJUI

1. Komisi Pembimbing

Ir. Iskandar Zulkarnain, M. Si. Dr. Muhammad Amin, M.Si.NIP. 196109041986031003 NIP. 196511141995031001

2. Ketua Jurusan Teknik Pertanian

Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P.NIP 196505271993031002

MENGESAHKAN

1. Tim PengujiKetua : Ir. Iskandar Zulkarnain, M. Si

Sekretaris : Dr. Muhammad Amin, M.Si.

PengujiBukan Pembimbing : Dr. Ir. Sandi Asmara, M. Si.

2. Dekan Fakultas Pertanian

Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa, M. Si.NIP 196110201986031002

Tanggal Lulus Ujian Skripsi : 07 Oktober 2019

PERNYATAAN KEASLIAN HASIL KARYA

Saya adalah Taufik Hidayat NPM 1514071041

Dengan ini menyatakan bahwa apa yang tertulis dalam karya ilmiah ini adalah hasil

karya saya yang dibimbing oleh Komisi Pembimbing, 1) Ir. Iskandar Zulkarnain,

M. Si. dan 2) Dr. Muhammad Amin, M.Si., berdasarkan pada pengetahuan dan

informasi yang telah saya dapatkan. Karya ilmiah ini berisi material yang dibuat

sendiri dan hasil rujukan beberapa sumber lain (buku, jurnal, dan lain-lain) yang

telah dipublikasikan sebelumnya atau dengan kata lain bukanlah hasil dari karya

orang lain.

Demikianlah pernyataan ini saya buat dan dapat dipertanggungjawabkan. Apabila

dikemudian hari terdapat kecurangan dalam karya ini, maka saya siap

mempertanggungjawabkannya.

Bandar Lampung, 2019Yang membuat pernyataan,

Taufik Hidayat

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Adijaya, Kabupaten Lampung

Tengah pada tanggal 01 Mei 1996, sebagai anak keempat

dari empat bersaudara keluarga Bapak Rejo dan Ibu Muji.

Penulis menyelesaikan pendidikan mulai dari Taman

Kanak-Kanak ABA , SD N 1 Adijaya 2002 – 2008, SMP

Negeri 4 Terbanggi Besar pada tahun 2008 – 2011, SMK

Negeri 2 Terbanggi Besar pada tahun 2011 – 2014 dan terdaftar sebagai mahasiswa

S1 Teknik Pertanian di Universitas Lampung pada tahun 2015 melalui jalur seleksi

PMPAP . Selama menjadi mahasiswa penulis terdaftar aktif diberbagai unit

lembaga kemahasiswaan sebagai :

1. Anggota Bidang Pengabdian Masyarakat (Pengmas) Persatuan Mahasiswa

Teknik Pertanian (PERMATEP) Fakultas Pertanian Universitas Lampung

periode 2016/2017.

2. Anggota Bidang Pengabdian Masyarakat (Pengmas) Persatuan Mahasiswa

Teknik Pertanian (PERMATEP) Fakultas Pertanian Universitas Lampung

periode 2017/2018.

Pada bidang Akademik penulis pernah menjadi asisten dosen pada mata kuliah

Motor Bakar dan Traktor Pertanian pada tahun 2017. Pada tahun 2018 penulis

melakukan Praktik Umum (PU) di LIPI Subang . Penulis berhasil mencapai gelar .

Sarjana Teknologi Pertanian (S.TP.) S1 Teknik Pertanian pada tahun 2019 dengan

menghasilkan skripsi yang berjudul “Uji Kinerja Pompa Hidram Dengan 2 (Dua).

Klep Hisap Diameter 1/2 (Setengah) Inci dan 1 (Satu) Klep Buang Diameter 1/2

(Setengah) Inci”.

“Kupersembahkan karya kecil ini untuk

Keluargaku tercinta

Bapak Rejo Utomo, Ibu Mujiem, kakak Harianto, Ani dan Ana serta Keluarga

Besar Rejo Utomo.

Serta Terima Kasih Atas Semangat dan Motivasinya Kepada

Keluarga Tercinta.

Serta

“Kepada Al mamater Tercinta”Teknik Pertanian Universitas Lampung

2015 kebangganku

SANWACANA

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahNya

sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir perkuliahan dalam penyusunan

skripsi ini. Sholawat teriring salam semoga selalu tercurah kepada syuri tauladan

Nabi Muhammad SAW dan keluarga serta para sahabatnya. Aamiin. Skripsi yang

berjudul “Uji Kinerja Pompa Hidram Dengan 2 (Dua) Klep Hisap Diameter

1/2 (Setengah) Inci dan 1 (Satu) Klep Buang Diameter 1/2 (Setengah) Inci”

adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian

(S.TP) di Universitas Lampung. Penulis memahami dalam penyusunan skripsi ini

begitu banyak cobaan, suka dan duka yang dihadapi, namun berkat ketulusan doa,

semangat, bimbingan, motivasi, dan dukungan orang tua serta berbagai pihak

sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Maka pada

kesempatan kali ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa, M.Si., selaku dekan Fakultas Pertanian

Universitas Lampung.

2. Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P. Selaku ketua jurusan Teknik Pertanian Fakultas

Pertanian Universitas Lampung.

3. Ir. Iskandar Zulkarnain, M. Si. Selaku pembimbing pertama, yang telah

memberikan bimbingan dan saran sehingga terselesaikannya skripsi ini.

ii

4. Dr. Muhammad Amin, M.Si. Selaku pembimbing kedua sekaligus

pembimbing akademik yang telah memberikan berbagai masukan dan

bimbingannya dalam penyelesaian skripsi ini.

5. Dr. Ir. Sandi Asmara, M. Si., selaku Pembahas yang telah membantu

memberikan masukan dan saranya dalam penyelesaian skripsi ini.

6. Bapak dan Ibu beserta keluarga besar tercinta yang telah memberikan kasih

sayang, dukungan moral, material dan doa.

7. Sahabat yang selalu membantu dan memotivasi satu samalain dalam dunia

perkuliahan baik susah senang selalu bersama semoga jalinan persahabatan

kita selalu terukir sepanjang masa.

8. Teman-teman team penelitian Pompa Hidram (Nabel Ockari, M. Nurfauzan)

yang selalu bersama dalam bimbingan, penelitian dan revisian dalam

penelitian ini semoga kebersamaan kita selalu terjaga dengan dengan baik

hingga sukses kelak dikemudian hari.

9. Rekan seperjuangan Teknik Pertanian 2015 Fakultas Pertanian Universitas

Lampung.

Bandar Lampung, 2019

Penulis,

Taufik Hidayat

iii

DAFTAR ISI

HalamanDAFTAR ISI......................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR............................................................................................ vi

DAFTAR TABEL .............................................................................................. viii

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

1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 3

1.3. Tujuan Penelitian...................................................................................... 3

1.4. Manfaat Penelitian.................................................................................... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA................................................................................. 4

2.1. Air............................................................................................................. 4

2.2. Pompa....................................................................................................... 5

2.3. Pompa Hidram.......................................................................................... 7

2.4. Prinsip Kerja Pompa Hidram................................................................... 9

2.5. Komponen Utama Pompa Hidram dan Fungsinya................................. 102.5.1. Klep Pembuang............................................................................ 112.5.2. Klep Penghisap ............................................................................ 122.5.3. Pipa Ouput ................................................................................... 122.5.4. Pipa Masuk................................................................................... 13

iv

3.3.1.Persiapan Alat dan Bahan .............................................................. 173.3.2.Perakitan Pompa Hidram ............................................................... 173.3.3.Pengujian Pompa Hidram .............................................................. 18

III. METODOLOGI PENELITIAN ................................................................. 15

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................ 15

3.2. Alat dan Bahan ....................................................................................... 15

3.3. Metode Penelitian................................................................................... 16

3.4. Analisis Data .......................................................................................... 21

v

V. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 37

5.1. Kesimpulan ............................................................................................ 37

5.2. Saran ...................................................................................................... 37

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... 39

LAMPIRAN......................................................................................................... 41

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 22

4.1. Hasil Pengukuran Debit Inlet .................................................................. 22

4.2. Hasil Pengukuran Debit Outlet .............................................................. 234.2.1. Tinggi Maksimum Pengankutan Air............................................ 26

4.3. Efisiensi Pompa Hidram ........................................................................ 29

4.4. Siklus Pompa Hidram ............................................................................ 31

4.5. Jumlah Air Terbuang ............................................................................. 34

4.5. Kendala .................................................................................................. 36

DAFTAR GAMBAR

Gambar Teks Halaman

1. Pompa Listrik....................................................................................................6

2. Pompa Diesel ...................................................................................................6

3. Pompa Tangan ..................................................................................................7

4. Klep Pembuang ................................................................................................ 11

5. Klep Penghisap ................................................................................................ 12

6. Pipa Output ...................................................................................................... 13

7. Pipa Masuk....................................................................................................... 14

8. Diagram Alir Penelitian ................................................................................... 16

9. Rangkaian Pompa Hydram yang digunakan .................................................... 17

10. Rangkaian Pompa Secara Umum................................................................... 20

11. Hubungan antara tinggi sumber air (m) dengan debit inlet (l/menit)............. 22

12. Hubungan antara tinggi tekan dengan debit outlet pada tinggi terjun 1 m. .... 24

13. Hubungan antara tinggi tekan dengan debit outlet pada tinggi terjun 2 m. ... 25

14. Hubungan antara tinggi tekan dengan debit outlet pada tinggi terjun 3 m. ... 25

15. Tinggi maksimum pengangkutan air pada tinggi terjun 1 meter....................28



18. Efesiensi Pompa Hidram................................................................................ 31

vi

19. Siklus dengan ketinggian sumber air 1 meter ................................................ 32



22. Pengukuran Debit Outlet................................................................................ 42




26. Pengukuran Siklus........................................................................................... 44

27. Pengukuran Siklus.......................................................................................... 44

28. Pengukuran Debit Inlet .................................................................................. 45

vii

DAFTAR TABEL

Tabel Teks Halaman

1. Hubungan antara diameter pompa hidram (inci) dan debit air keluar

(liter/menit)....................................................................................................... 10

2. Spesifikasi Pompa Hidram yang digunakan .................................................... 18

3. Tingkat ketinggian pipa inlet dan outlet........................................................... 20

4. Hasil Pengukuran Debit Inlet ........................................................................... 22

5. Hasil Pengukuran Debit Outlet ........................................................................ 24

6. Nilai regresi dari hubungan tinggi sumber air dan debit outlet........................ 27

7. Efisiensi Pompa Hidram .................................................................................. 30

8. Hasil pengukuran jumlah ketukan (siklus pemompaan) .................................. 32

9. Jumlah air terbuang .......................................................................................... 35

10. Perhitungan Tinggi Maksimum Dugaan ........................................................ 46

viii

1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam kehidupan makhluk

hidup, karena air menjadi unsur penting yang diperlukan dalam melangsungkan

kehidupan. Selain untuk pengembangan fisiologis makhluk hidup , air juga

menjadi input bagi beragam kegiatan makhluk hidup dalam rangka menghasilkan

sesuatu untuk memenuhi kelangsungan hidupnya. Ketersediaan air yang kurang

terkadang menimbulkan masalah yang serius , sehingga perlu dilakukan upaya

untuk memenuhi kebutuhan air dalam kehidupan sehari-hari. Usaha pemenuhan

kebutuhan air dapat dilakukan dengan cara memanfaatkan kondisi alam dan

hukum dasar fisika ataupun dengan memanfaatkan peralatan mekanis hasil karya

manusia.

Proses pemenuhan kebutuhan air bagi masyarakat yang tinggal di pegunungan

dapat dilakukan dengan menggunakan teori dasar hukum fisika, dimana air akan

mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah. Sedangkan bagi

masyarakat yang tinggal jauh dari sumber air atau berada lebih tinggi dari sumber

air, dapat menggunakan peralatan mekanis untuk mempermudah dalam membantu

penyediaan air yaitu pompa.

2

Pompa adalah peralatan mekanis untuk mengubah energi mekanik menjadi energi

tekan fluida yang dapat membantu memindahkan fluida ke tempat yang lebih

tinggi elevasinya (Ginting dkk,2014). Penggunaan pompa untuk pemenuhan

kebutuhan air memang sebuah solusi tepat dan telah terbukti sukses digunakan

dari generasi ke generasi. Jenis pompa yang lazim digunakan saat ini adalah

pompa air bertenaga motor listrik dan pompa yang menggunakan bahan bakar

minyak (solar atau bensin). Untuk daerah perkotaan kebutuhan BBM tidak terlalu

menjadi masalah, namun di daerah terpencil keberadaan BBM sangat langka, bila

ada, harganya pun sangat mahal. Untuk mengatasi masalah inilah timbul

pemikiran untuk menggunakan pompa air tanpa motor listrik dan pompa yang

tidak memerlukan BBM (Suroso, 2012).

Salah satu jenis pompa yang tidak memerlukan energi luar sebagai sumber tenaga

penggerak utama.adalah Pompa hidram. (Hydraulic Ram Pump) yaitu pompa

pemindah air dari tempat rendah ketempat yang lebih tinggi atau dari tempat yang

tidak terlalu tinggi ke tempat yang lebih tinggi. Prinsip kerja Hidram adalah

pemanfaatan gravitasi dimana akan menciptakan energi dari hantaman air yang

kemudian mendorong air untuk ke tempat yang lebih tinggi. Untuk mendapatkan

energi potensial dari hantaman air diperlukan syarat utama yaitu harus ada

terjunan air yang dialirkan melalui pipa dengan beda tinggi -elevasi- dengan

pompa Hidram minimal 1 meter (Widarto dan Sudarto, 2000).

Untuk mengetahui kinerja terbaik dari pompa hidram dalam penelitian ini

dilakukan kajian terhadap jumlah dan ukuran diameter klep hisap dan klep buang.

Diameter klep yang digunakan yaitu klep hisap dan klep buang setengah inci.

Sedangkan jumlah dari klep hisap yaitu berjumlah 2 buah dan klep buang 1 buah.

Kinerja pompa hidram dikaji berdasarkan debit air keluar, head maksimum, gaya

hisap, gaya dorong, dan efisiensi.

1.2. Rumusan Masalah

Bagaimana kinerja pompa hidram dengan dua klep hisap dan ukuran diameter klep

hisap dan klep buang diameter 0.5 inci beserta efisiensi kinerja pompa hidram pada

jumlah dan ukuran diameter klep tersebut.

1.3. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian yang dilakukan yaitu untuk mengetahui kinerja

maksimum dari pompa hidram dengan 2 klep hisap dan 1 klep buang dengan ukuran

diameter 0.5 inci adalah :

1. Mencari tinggi maksimum output pompa hidram yang mendapatkan

efisiensi tertinggi.

2. Mencari tinggi input pompa hidram yang optimal.

1.4. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu usaha

mensosialisasikan teknologi pompa hidram sebagai solusi penyediaan air bagi

masyarakat dan mengurangi pemakaian tenaga listrik dengan memanfaatkan

potensi alam secara optimal.

3

4

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Air

Air adalah suatu zat cair yang tidak mempunyai rasa, bau dan warna dan terdiri

dari hidrogen dan oksigen dengan rumus kimia H2O. Karena air mempunyai sifat

yang hampir bisa digunakan untuk apa saja, maka air merupakan zat yang paling

penting bagi semua bentuk kehidupan (tumbuhan, hewan, dan manusia) sampai

saat ini selain matahari yang merupakan sumber energi.

Air dapat berupa air tawar dan air asin (air laut) yang merupakan bagian terbesar

di bumi ini. Di dalam lingkungan alam proses, perubahan wujud, gerakan aliran

air (di permukaaan tanah, di dalam tanah, dan di udara) dan jenis air mengikuti

suatu siklus keseimbangan dan dikenal dengan istilah siklus hidrologi. (Kodoatie

dan Sjarief, 2010).

Seluruh organisme sebagian besar tersusun dari air dan hidup dalam lingkungan

yang didominasi oleh air. Air adalah medium yang biologis di bumi ini. Air

adalah satu-satunya substansi umum yang ditemukan di alam dalam tiga wujud

fisik materi yaitu padat, cair dan gas (Campbell, 2002). Air merupakan suatu

sarana utama untuk meningkatkan derajat kesehatan masyarakat, karena air

merupakan salah satu media dari berbagai macam penularan, terutama penyakit

40

perut. Air adalah salah satu diantara pembawa penyakit yang berasal dari tinja

untuk sampai pada manusia (Totok, 1987).

2.2. Pompa

Pompa adalah peralatan mekanis untuk mengubah energi mekanik dari mesin

penggerak pompa menjadi energi tekan fluida yang dapat membantu

memindahkan fluida ke tempat yang lebih tinggi elevasinya (Ginting dkk,2014).

Fluida adalah suatu zat yang bisa mengalami perubahan - perubahan bentuknya

secara terus - menerus bila terkena tekanan/gaya geser walaupun relatif kecil atau

bisa juga dikatakan suatu zat yang mengalir, artinya fluida dikatakan sebagai zat

yang mempunyai partikel yang mudah bergerak dan berubah bentuk tanpa

pemisahan massa. Ketahanan fluida terhadap perubahan bentuk sangat kecil

sehingga fluida dapat dengan mudah mengikuti bentuk ruang (Lohat, 2009)

Pompa adalah salah satu jenis mesin fluida yang berfungsi untuk memberikan

energi kepada fluida, dimana fluida adalah zat cair, sehingga zat cair tersebut

dapat dipindahkan dari suatu tempat ke tempat lain. Dalam operasinya pompa

perlu digerakkan oleh suatu penggerak mula, dalam hal ini dapat digunakan motor

listrik maupun motor torak. (Sularso dkk, 2000). Jenis pompa yang sering

digunakan saat ini adalah pompa air bertenaga motor listrik dan pompa yang

menggunakan bahan bakar minyak (solar atau bensin). Gambar pompa listrik dan

pompa bahan bakar minyak dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

5

40

Gambar 1. Pompa Listrik

Sumber : http://birdbody.blogspot.com/2015/11/memilih-pompa-air-listrik.html

Gambar 2. Pompa Diesel

Sumber : https://www.bromindo.com/portfolio/spesifikasi-diesel-pump-untuk-fire-hydrant/

6

40

Gambar 3. Pompa TanganSumber : https://www.indotrading.com/semarang/pompa-air_2846/

Jenis pompa di atas memang sangat efektif untuk saat ini namun Untuk daerah

perkotaan kebutuhan BBM tidak terlalu menjadi masalah. Sementara itu dari data

yang berhasil dihimpun bahwa didaerah pedesaan atau daerah terpencil

keberadaan BBM sangat langka, bila ada, harganya pun sangat mahal. Untuk

mengatasi masalah inilah timbul pemikiran untuk menggunakan pompa air tanpa

motor listrik dan pompa yang tidak memerlukan BBM (Suroso, 2012).

Untuk menyelesaikan problem tersebut dapat digunakan pompa yang tidak

memerlukan energi luar sebagai sumber tenaga penggerak utama. Pompa hidram

(Hydraulic Ram Pump) merupakan pompa pemindah air dari tempat rendah

ketempat yang lebih tinggi atau dari tempat yang tidak terlalu tinggi ke tempat

yang lebih tinggi. (Widarto dan Sudarto, 2000).

2.3. Pompa Hidram

Pompa hidram (Hydraulic Ram Pump) merupakan pompa pemindah air dari

tempat rendah ketempat yang lebih tinggi atau dari tempat yang tidak terlalu

tinggi ke tempat yang lebih tinggi. Prinsip kerja Hidram adalah pemanfaatan

7

40

gravitasi dimana akan menciptakan energi dari hantaman air yang kemudian

mendorong air untuk ke tempat yang lebih tinggi. Untuk mendapatkan energi

potensial dari hantaman air diperlukan syarat utama yaitu harus ada terjunan air

yang dialirkan melalui pipa dengan beda tinggi (elevasi) dengan pompa Hidram

minimal 1 meter (Widarto dan Sudarto, 2000). Kemiringan maupun ketinggian

terjunan dan rumah pompa menjadi faktor yang sangat penting. Dalam Direktorat

Pengelolaan Air (2009) dijelaskan bahwa pompa hidram merupakan salah satu

alternatif teknologi aplikasi untuk irigasi dan secara teoritis memiliki keunggulan

ekonomis dan efektifitas. Pompa hidram sangat baik digunakan pada wilayah

yang mempunyai ketinggian areal di atas sumber air yang sulit terjangkau dengan

sistem aliran konvensional atau menggunakan aliran secara gravitasi. Pompa

hidram beroperasi tanpa sumber energi luar berupa bahan bakar minyak maupun

listrik. Pompa hidram bekerja berdasarkan gaya air atau tekanan dinamik akibat

perbedaan ketinggian antara pompa dan sumber air. Pompa hidram untuk

mengalirkan air tidak membutuhkan adanya sumber energi luar. (Suarda dkk,

2008) dijelaskan bahwa pompa hidram bekerja berdasarkan prinsip palu air yaitu

perubahan momentum massa fluida sebagai dampak dari penghentian aliran fluida

secara tiba-tiba akan meningkatkan tekanan secara tiba-tiba.

Persyaratan penerapan pompa hidram yang pertama adalah tersedianya air baku

yang cukup dan kontinu, tinggi terjunan air terhadap kedudukan pompa terpenuhi,

tinggi lokasi yang akan disuply dari kedudukan pompa proporsional, kemiringan

menampung air baku dari pompa hidram antara kedudukan pompa dengan daerah

yang disupply (Wahyudi dan Fauzi, 2005).

8

40

Cara kerja pompa hidram diawali dengan aliran air dari sumber masuk melalui

pipa pemasukan atau pipa penghubung dan keluar dari katup limbah. Gaya tekan

air yang masuk ke dalam pompa akan mendorong katup-katup tersebut sehingga

memaksa katup tersebut menutup dan menghentikan aliran di pipa pemasukan.

Kondisi ini menyebabkan adanya gaya tekan dari pipa pemasukan dan memaksa

air untuk mengalir ke pipa pengeluaran dengan tekanan tinggi sehingga mampu

dialirkan ke lokasi yang lebih tinggi. (Balitbang PU, 2005).

2.4. Prinsip Kerja Pompa Hidram

Secara singkat, prinsip kerja pompa hidram ini adalah dengan memanfaatkan

tenaga aliran air yang mengalir dari ketinggian kemudian diubah dengan

mekanisme penutupan katup yang cepat sehingga timbul tenaga hentakan balik

(water ham-mer). Hentakan air yang mendadak tersebut kemudian dimanfaatkan

sebagai tenaga pendorong untuk bisa mengalirkan air ke tempat yang lebih tinggi.

Untuk mendapatkan energi potensial dari hantaman air diperlukan syarat utama

yaitu harus ada terjunan air yang dialirkan melalui pipa dengan beda tinggi elevasi

dengan pompa hidram minimal 1 meter. Syarat utama kedua adalah sumber air

harus kontinyu dengan debit minimal 7 liter per menit. Pompa ini bekerja seperti

transformator hidrolik dimana air yang masuk ke dalam pompa, yang mempunyai

hydraulic head (tekanan) dan debit tertentu, menghasilkan air dengan hydraulic

head yang lebih tinggi namun dengan debit yang lebih kecil. Pompa ini

memanfaatkan Water hammer effect untuk menghasilkan tekanan yang

memungkinkan sebagian dari air yang masuk memberi tenaga kepada pompa,

diangkat ke titik lebih tinggi dibandingkan head awal dari air tersebut. Pompa

Hydram ini sangat sesuai untuk digunakan di daerah terpencil, dimana terdapat

9

40

sumber air yang mempunyai head rendah, serta diperlukan memompa air kelokasi

pemukiman yang mempunyai elevasi lebih tinggi dari sumber air tersebut. Pada

kondisi seperti inilah pompa hydram menjadi sangat bermanfaat sekali, karena

pompa ini tidak membutuhkan sumber daya lain selain energi kinetik dari air yang

mengalir itu sendiri. (Gunawan, 2012).

Pompa hidram bekerja berdasar prinsip palu air. Ketika air dihentikan secara tiba-

tiba, maka perubahan momentum massa fluida tersebut akan meningkatkan

tekanan secara tiba – tiba pula. Peningkatan tekanan fluida ini digunakan untuk

mengangkat sebagian fluida tersebut ke tempat yang lebih tinggi (Suarda dkk,

2008).

Tabel 1. Hubungan antara diameter pompa hidram (inci) dan debit air keluar(liter/menit)

Diameter Pompa

(inci)1.25 1.50 2.00 2.50 3.00 4.00

Debit air

(liter/menit)7-16 12-25 27.55 45-96 68-137 136-270

Sumber: Pratomo (2009).

2.5. Komponen Utama Pompa Hidram dan Fungsinya

Beberapa ini komponen utama sebuah pompa hidram di jelaskan pada uraian di

bawah ini:

a. Klep Pembuang

b. Klep Penghisap

c. Pipa Output

100000

40

2.5.1 Klep Pembuang

Katup pembuang merupakan salah satu komponen terpenting pompa hidram, oleh

sebab itu katup buang harus dirancang dengan baik sehingga berat dan

gerakkannya dapat disesuaikan. Katup pembuang sendiri berfungsi untuk

mengubah energi kinetik fluida kerja yang mengalir melalui pipa pemasukan

menjadi energi tekanan dinamis fluida yang akan menaikkan fluida kerja menuju

tabung udara (Widarto dan Sudarto, 2000).

Desain klep pembuang yang digunakan dapat dilihat pada gambar 4.

Gambar 4. Klep Pembuang

Klep pembuang dengan beban yang berat dan panjang langkah yang cukup jauh

memungkinkan fluida mengalir lebih cepat, sehingga saat klep pembuang

menutup, akan terjadi lonjakan tekanan yang cukup tinggi, yang dapat

mengakibatkan fluida kerja terangkat menuju tabung udara. Sedangkan klep

pembuang dengan beban ringan dan panjang langka lebih pendek, memungkinkan

terjadinya denyutan yang lebih cepat sehingga debit air yang terangkat akan lebih

besar dengan lonjakan tekanan yang lebih kecil

11

40

2.5.2. Klep Penghisap

Klep penghisap adalah sebuah katup satu arah yang berfungsi untuk pembuangan

air dari badan hidram menuju tabung udara untuk selanjutnya dinaikkan menuju

tangki penampungan. Klep penghisap harus dibuat satu arah agar air yang telah

masuk ke dalam tabung udara tidak dapat kembali lagi ke dalam badan hidram.

Klep penghisap harus mempunyai lubang yang besar sehingga memungkinkan air

yang di pompa memasuki ruang udara tanpa hambatan pada aliran (Widarto dan

Sudarto, 2000).

Desain klep penghisap dapat dilihat pada gambar 5. dibawah ini

Gambar 5. Klep Penghisap

2.5.3. Pipa Keluar

Hidram dapat memompa pada ketinggian yang cukup tinggi. Dengan pipa keluar

atau pipa ouput yang panjang akan menyebabkan ram harus mengatasi gesekan

antara air dengan dinding pipa. Pipa keluar atau pipa output dapat di buat dari

bahan apapun, termasuk pipa plastik tetapi dengan syarat bahan tersebut dapat

menahan tekanan air. Biasanya dipakai untuk pipa output pipa dari paralon

(PVC). Daya angkat Pompa Hidram diangkat vertical minimum adalah kira – kira

12

40

dua kali tinggi jatuh vertical, dan daya angkat vertical maksimum adalah dua

puluh kali tinggi jatuh vertical (Widarto dan Sudarto, 2000). Gambar pipa outlet

dapat dilihat pada gambar 3 dibawah.

Gambar 6. Pipa Output

2.5.4. Pipa Masuk

Pipa masuk adalah bagian yang sangat penting dari sebuah pompa hidram.

Dimensi pipa masuk harus diperhitungkan dengan cermat, karena sebuah pipa

masuk harus dapat menahan tekanan tinggi yang disebabkan oleh menutupnya

katup pembuang secara tiba – tiba (Widarto dan Sudarto, 2000).

Gambar pipa inlet dapat dilihat pada gambar 4 dibawah :

13

40

Gambar 7. Pipa Masuk

14

15

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan pada bulan Januari 2019 sampai dengan bulan Maret 2019

bertempat di Laboratorium Sumberdaya Air dan Lahan Jurusan Teknik Pertanian

Fakultas Pertanian Universitas Lampung.

3.2. Alat dan Bahan

Adapun alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Gunting PVC, Pipa PVC

diameter 0.5 inci dan 1 inci, Knee (PVC, kuningan, besi) diameter 0.5 inchi dan 1

inchi, Sok Tee (PVC, kuningan, besi) diameter 0.5 inchi dan 1 inchi, Sok Drat

Luar, Sok Drat Dalam, Stop Kran, 2 buah Klep Hisap 0.5 inci, Klep buang 0.5

inci, Ember / Drum kapasitas 25 liter (Penampung Sumber Air), Selang Plastik ,

Gelas Ukur, Over sok 2x1, 1x0.5 inchi, Gergaji Besi, Amplas, Stopwatch,

Meteran, Gelas Ukur, Kunci Pipa, Alat Tulis dan lain-lain.

Adapun bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah : Lem PVC,

Sealer dan Air.

16

3.3. Metode Penelitian

Pelaksanaan penelitian yang dilakukan meliputi persiapan alat dan bahan,

perakitan pompa dan pengujian pompa Hidram. Lalu dilakukan pengambilan data

primer. Pengambilan data primer ini dilakukan dengan pengamatan dan

pengukuran secara langsung pada objek penelitian (lapangan). Diagram alir

penelitian ini dapat di lihat pada diagram alir pada Gambar 5.

Pelaksanaan penelitian dilakukan melalui tahapan-tahapan sebagai berikut:

Gambar 8. Diagram Alir Penelitian

Persiapan Alat dan Bahan

Pengumpulan dan AnalisisData

Selesai

Perakitan Pompa Hidram(Setting Pompa)

Pengujian Pompa

Mulai

17

3.3.1. Persiapan Alat dan Bahan

Pada penelitian ini di persiapkan Pompa hidram yang digunakan sesuai dengan

klep hisap dan klep buang yang sudah ditentukan. Dan pipa yang digunakan

seperti pipa inlet dan outlet sesuai ukuran yang ingin digunakan. Serta mengatur

letak tinggi sumber air.

3.3.2. Perakitan Pompa Hidram

Dari tahap persiapan alat dan bahan dirakit sistem aliran Pompa Hidram yang

digunakan dari sumber air sampai pipa Outlet. Serta pengaturan panjang pipa inlet

dan outlet. Berikut adalah hasil rangkaian Pompa hidram yang di uji :

Gambar 9. Rangkaian Pompa Hidram Digunakan

Keterangan :

1. Pipa Inlet (1 inci)

2. Klep Hisap 2 buah (0,5 inci)

3. Klep Buang 1 buah (0,5 inci)

4. Pipa Outlet (0,5 inci)

4

3 12

40

Berikut Spesifikasi pompa hydram yang akan di gunakan dalam penelitian ini

dapat dilihat pada tabel dibawah ini :

Tabel 2. Spesifikasi Pompa Hdram yang akan digunakan

No. Komponen Jenis bahanDiameter

(inchi)

Panjang

(m)Jumlah

1 klep buang swing kuningan 0.5 1

2 klep hisap swing kuningan 0.5 2

3 pipa inlet PVC 1 4 1

4 pipa outlet PVC ½ 4 1

3.3.3. Pengujian Pompa Hidram

Pompa yang telah dirakit serta disatukan dengan alat dan bahan yang lain, diuji

pada berbagai tingkatan pengujian yang telah ditentukan. Tingkatan pengujian

dilakukan pada dua tahap pengujian yaitu pengujian berdasarkan ketinggian pipa

inlet ke pompa rancangan dan ketinggian pipa outlet dari pompa rancangan.

Ketinggian pipa inlet di hitung dari dasar tempat diletakannya Pompa Hidram,

sedangkan untuk ketinggian pipa outlet di hitung dari ujung pipa outlet yang

tersambung pada Pompa Hidram. Secara umum ada 2 pengamatan yang akan

dilakukan pada penelitian ini yaitu pengamatan jumlah ketukan pompa (siklus

pompa) dan debit Pompa

1. Pengamatan Debit

a. Debit Inlet (Debit Pemompaan)

Pengamatan ini dilakukan dengan menggunakan metode volumetrik,

yaitu dengan jalan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengisi

18

40

wadah/bak tampung yang sudah diketahui volumenya. Alat yang

digunakan pada pengamatan ini adalah bak wadah penampung 500ml,

stopwatch, dan alat tulis. Untuk keakurasian data pengamatan

dilakukan sebanyak 3 ulangan. Pengukuran debit inlet dapat dilihat

pada Gambar.28.

b. Debit Outlet

Pengamatan ini dilakukan dengan menggunakan metode Volumetrik,

yaitu dengan jalan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengisi

wadah/bak tampung yang sudah diketahui volumenya. Alat yang

digunakan pada pengamatan ini adalah bak wadah penampung 500ml,

stopwatch, dan alat tulis. Untuk keakurasian data pengamatan

dilakukan sebanyak 3 ulangan. Pengukuran debit outlet dapat dilihat

pada Gambar 12, 23 , 24 dan 25.

2. Pengamatan Siklus Pompa

Pengamatan ini dilakukan dengan jalan menghitung jumlah ketukan

pompa selama 1 menit. Alat yang diguanakan untuk pengamatan ini

adalah stopwatch dan alat tulis. Untuk ke akurasian data pengamatan

dilakukan sebanyak 3 ulangan. Pengukuran siklus dapat dilihat pada

Gambar 26 dan 27.

19

40

Tingkat ketinggian pengujian pompa hidram dapat di lihat pada tabel 3 dibawah

ini :

Tabel 3. Tingkat ketinggian pipa inlet dan outletTinggi

Terjun/H (m)Tinggi Tekan/h (m)

1 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25 2,502 2,25 2,50 2,75 3,00 3,25 3,503 3,25 3,50 3,75 4,00 4,25 4,50

Keterangan tabel :

H = Tinggi pipa inlet atau tinggi sumber air (m)

h = Tinggi pipa outlet (m)

Berikut adalah gambar rangkaian pompa keseluruhan yang akan diuji dalam

penelitian ini :

Gambar10. Rangkaian Pompa Secara Umum

Keterangan :

H = ketinggian sumber air (m)

h = Ketinggian Pipa Outlet (m)

H

h

20

21

3.1.3. Analisis Data

Dari pengujian diatas kemudian diukur debit air yang masuk dari pipa inlet serta

debit air yang keluar dari pipa outlet. Data yang diperoleh yaitu ketinggian

maksimum pipa outlet dan debit aliran air dari masing-masing pipa, kemudian

diolah untuk mengetahui efisiensi pompa rancangan dengan menggunakan

persamaan Rankine dan D’Aubussion :

( ) = (ℎ − )( − ) 100% (1)(D′Aubussion) = ( + ) 100% (2)

Dimana :

= Efisiensi Rankine dan D’Aubussion dalam persen

q = debit out put dalam liter per menit

Q = debit input dalam liter per menit

H = tinggi terjunan (sumber air) dalam meter

h = tinggi tekan (keluar) dalam meter

37

5.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang didapat dari penelitian tentang uji kinerja pompa hidram

ini adalah sebagai berikut :

1. Tinggi maksimum pipa output dugaan pada ketinggian sumber air 1, 2 dan

3 meter berturut-turut adalah 420 , 310 , dan 290 meter, dengan debit

tertinggi yang di dapat dari hasil penelitian adalah 4.813 liter/menit pada

ketinggian sumber air 1 meter dan ketinggian pipa outlet 1,25 meter.

2. Tinggi input yang paling optimal adalah 1 meter pada pengujian nya dapat

mengangkat air dengan ketinggian ± 6,5 meter.

5.2. Saran

Adapun saran yang penulis dapat sampaikan untuk penelitian selanjutnya agar

menjadi lebih baik lagi adalah :Perlu dilakukannya penelitian dan pengembangan

lebih lanjut mengenai uji kinerja popma hidram yang lebih efisien kedepannya

dengan rancangan yang berbeda yaitu memperbesar diameter klep hisap menjadi 1

atau 2 inci dan membuat rancangan pompa hidram yang lebih permanen sehingga

dapat dihasilkan rancangan pompa hidram yang lebih efisien dan diharapkan pada

V. KESIMPULAN DAN SARAN

38

penelitian selanjutnya dapat menggunakan metode pengukuran yang lebih akurat

seperti flow meter agar didapat data yang lebih bersifat objektif dan akurat.

39

DAFTAR PUSTAKA

Balitbang PU, 2005. Penjelasan Teknologi Pompa Hidram. PT Medias, YayasanPenerbit PU, Jakarta

Campbell, N. A. 2002. Biologi Alih Bahasa Wasmen. Edisi Kelima-jilid 1 Tahun2002. Erlangga. Jakarta. Halaman 40.

Direktorat Pengelolaan Air, 2009. Pedoman teknis pengembangan irigasi pompahidram. Direktorat Jenderal Pengelolaan Lahan dan Air, DepartemenPertanian Republik Indonesia.

Ginting, Sebastian Andrea., M. Syahril Gultom. 2014. Analisa Pengaruh VariasiVolume Tabung Udara dan Variasi Beban Katup Limbah TerhadapPerformance Pompa Hidram. Jurnal E- Dinamis. Volume 9 No. 1.

Haruno, Tahara, Sularso. 2000. Pompa dan Kompresor. Pradnya Paramita,Jakarta.

http://birdbody.blogspot.com/2015/11/memilih-pompa-air-listrik.html, diakses 20juli 2019 Pukul 20.00.

https://www.bromindo.com/portfolio/spesifikasi-diesel-pump-untuk-fire-hydrant/,diakses 20 juli 2019 Pukul 20.00.

https://www.indotrading.com/semarang/pompa-air_2846/, diakses 20 juli 2019Pukul 20.00.

I Gede Astra Gunawan. 2012. Peningkatan Akses Air Untuk Masyarakat diDaerah Terpencil Dengan Teknologi Pompa Hidrolik Ram (HidRamPump). Jogyakarta : Fakultas Teknologi Industri Institut Sains &Teknologi Akprind Yogyakarta

Kodoatie, Robert J., dan Roestam, Sjarief. 2010. Tata Ruang Air. Yogyakarta:Andi.

Lohat, A.S., 2009, Fluida Statis Untuk SMA Kelas XI, Progam Studi FisikaUniversitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

36jjjkk

40

Pratomo, N. 2009. https://www.obortani.com, diakses 26 Agustus 2018 pukul22.03 WIB.

S. Imam Wahyudi Dan Fauzi Fachrudin , 2005. Korelasi Tekanan Dan Debit AirPompa Hidram Sebagai Teknologi Pompa Tanpa Bahan Bakar Minyak.Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II 2008 UniversitasLampung, ISBN : 978-979-1165- 74-7, p. XI-60 – 70

Suarda, Made dan Wirawan, IGK. 2008. Kajian Eksperimental PengaruhTabungUdara Pada Head Tekanan Pompa Hydram. Jurnal Ilmiah TeknikMesin. Universitas Udayana. Bali.Sutrisna.

Suroso. 2012. Pembuatan dan Karakterisasi pompa hidrolik Pada KetinggianSumber 1,6 eter. Sekolah Tinggi Tekno logi Nuklir-Badan Tenaga NuklirNasiona l. Yogyakarta.

Totok. 1987. Teknologi Penyediaan Air Bersih. PT Rineka Cipta. Jakarta.Halaman 1.

Widarto, L. & FX. Sudarto C. Ph. (2000). Teknologi Tepat Guna: MembuatPompa Hidram. Kanisius. Yogyakarta.

UJI KINERJA POMPA HIDRAM DENGAN 2 (D UA) KLEP HISAP ...digilib.unila.ac.id/59484/6/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · kinerja pompa hidram dengan rancangan dua klep hisap diameter

Documents