ANALISA KAPASITAS DAN EFESIENSI POMPA TORAK
Nama NPM Jurusan Fakultas Pembimbing
: Danang Sularso Wicaksono : 21411710 : Teknik Mesin : Teknologi Industri : Dr. Ridwan ST., MT.
Latar Belakang 1.
Perkembangan teknologi dewasa ini berkembang begiu pesat dan semakin canggih serta moderen, khususnya seperti pada kota-kota besar di Indonesia. Namun lain halnya dengan fasilitas dan infrastruktur didaerah pedesaan atau daerah peedalaman yang perkembanganya terbilang lambat.
2.
Hampir sebagian masyarakat didesa, berprofesi sebagai petani. semua jenis tanamanan tak lepas dari air untuk melangsungkan kehidupanya. Namun tak semua daerah mendapatkan distribusi air dari sistem drainase yang cukup untuk pengairan lahanya. Selain sinar matahari air merupakan bahan untuk fotosintesis. Terutama pada tumbuhan sayur mayur Jika tidak disiram, tanaman akan mati kekeringan.
Latar Belakang 3. Pompa alat yang berfungsi untuk memindahkan fluida dari tempat rendah ke tempat yang lebih tinggi dan memberikan tekanan. Pada jenis pompa torak memiliki karateristik tinggi-tekan, kecepatan dan kapasitas yang mudah disetel dan memiliki efesiensi yang bagus pada jarak yang lebar. Nantinya pompa tersebut akan dimodifikasi agar mekanisme gerak naik turun piston dirubah menjadi gerak rotari dengan crankshaft yang di hubungkan pada rasio roda gigi yang terhubung pada turbin angin. Sehingga gerakan torak pompa berasal dari putaran turbin angin. Sehingga tidak memerlukan listrik atau bahan bakar minyak.
Pendahuluan PERMASALHAN Ruang lingkup permasalahan ini terfokus pada penelitian pompa reciprocating atau torak. Untuk mengetahui karateristiknya, sistem kerja pompa dragon, nilai efesiensi dan kapasitas dari pompa torak manual. BATASAN MASALAH 1. Penelitian pada pompa dragon, yaitu sistem kerja pompa dragon, pengamatan dan pengambilan data pada dimensi pompa. 2. Analisa yang dilakukan menghitung kapasitas atau debit air yang dihasilkan, dan mengitung efesiensi pada pompa dragon. 3 Perawatan dan pemeliharaan pompa dragon TUJUAN PENELITIAN Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui spesifikasi, sistem kerja, Nilai kapasitas hingga efesiensi dan mengetahui cara perawatan dan pompa dragon.
Diagram Alir Penelitian Pada Pompa Dragon
Pompa torak manual (pompa Dragon )
Diagram alir penelitian
Bagian - Bagian Pompa Dragon 1
2
1. Check Valve in housing 2. Cylinder Pump 3. Head Cylinder Pump 4. Spigot
3
4
Bagian - Bagian Pompa Dragon 1.
Check valve in housing merupakan sebagai masukan aliran fluida yang terhisap akibat adanya kevakuman pada silinder pompa. pada bagian ini terdapat juga komponen, seal, bracket valve.
2.
Cylinder pump merupakan bagian yang berbentuk silinder yang berfungsi sebagai rumah torak pada bekerja, pada silinder tidak boleh ada kebocoran. Cylinder pump terdapat 2 buah seal pada sisi atas dan bawahnya
3.
Head Cylinder pump merupakan bagian pada sisi atas pompa bagian ini berfungsi sebagai penutup silinder dan pada head cylinder pump terdapat komponen sebagai mekanisme gerak pompa
4.
Spigot merupakan bagian seperti valve atau keran yang berfungsi sebagai penerus cairan fluida
Sistem Kerja Pompa Dragon Pompa dragon bekerja dengan mekanisme yang sederhana dengan memanfaatkan perubahan volume ruang, yaitu kenaikan tekanan fluida disebabkan oleh penurunan volume ruangan yang ditempatinya. Pompa ini merupakan pompa jenis reciprocating atau pompa torak tipe simplex. karena menggunakan satu silinder yang bekerja menghisap cairan fluida karena terjadi kevakuman didalam silinder. Lalu mengkompresikanya sehingga air mengalir ke saluran output.
Pengukuran Komponen Diameter Input
Diameter silinder
Panjang langkah
Diameter Output
Diameter torak
Diameter batang torak
Tebal torak
Panjang tuas
Suhu air
Diameter Bypass
Tebal packing
termometer
Data Hasil Pengukuran dan tabel suhu air terhadap Masa Jenis air
Suhu terhadap masa jenis air Hasil pengukuran dimensi
Volume Cylinder Pump Dari hasil pengukuran diatas kita bisa menghitung Volume silinder pada pompa untuk mengetahui kapasitas dari pompa tersebut dalam satu kali melakukan usaha. diasumsikan : D = 92.34 mm L = 150.50 mm π = 3.14
Maka :
Sehingga diperoleh volume air yang dihasilkan dalam satu kali usaha sebesar 1.007 liter atau 0.001 m3
Data Hasil Pengujian Langsung Untuk mendapatkan Debit dari pompa torak manual (Pompa dragon) yaitu dengan pengujian secara langsung, sehingga dapat diasumsikan dari nilai rata rata pada 1 menit didapatkan sebesar 20.6
kali usaha (rpm) dan
menghasilkan Q = Debit sebesar 20.6 liter per menit atau 0.0206 m3 per menit
Menghitung Debit Pompa Dari hasil pengujian sampling didapatkan data untuk menghitung Kapasitas pompa dragon yang dilakukan oleh 5 orang responden. Dengan asumsi dalam 1 menit didapatkan hasil rata-rata sebesar 20.6 kali usaha. Diasumsikan :
Maka :
Sehingga debit atau kapasitas pada penelitian ini didapatkan sebesar 20.4 liter per menit
Menghitung Masa Jenis Air Untuk memnentukan masa jenis air yaitu tergantung dari suhu air itu sendiri karena suhu semakin rendah maka masa jenis akan semakin besar. Data tersebut kita dapatkan dari tabel. Dan dari pengukuran langsung kita tahu suhu air sebesar 29ºC sehingga didapatkan masa jenis air sebesar 995.95 Kg/m3
Menghitung Berat Jenis Air Untuk menghitung Berat jenis air maka digunakan persamaan antara masa jenis dikali percepatan gravitasi.
Kecepatan Aliran 1.
Pada saat saluran masuk (Vi)
Kecepatan Aliran 2.
Pada saat saluran bypass piston (Vb)
Kecepatan Aliran 3. Pada saat saluran keluar (Vo)
Kecepatan Gerak Piston dalam silinder (Vp) Untuk mengetahui kecepatan gerak pada piston yaitu dengan bantuan data pada hasil uji sampling. Diketahhui : Pompa melakukan usaha sebanyak 20.6 rpm (dalam satu usaha terdapat 2 langkah). Dan panjang langkah piston sebesar 150.50mm atau 0.1505 m (SI)
sehingga Kecepatan piston dalam satu langkah dapat dihitung dengan persaman sebagai berikut.
Gaya yang untuk menggerakan torak Gaya kerja pada torak terbagi menjadi 2 karena terdapat langkah saat hisap dan langkah kompresi. dengan asumsi head pompa dragon = ½ dari head pompa sentrifugal dengan spesifikasi debit yang mendekati. Diketahui : (Hd) Head Discharge = 10.5 meter (Hs) Head Sucstion = 4.5 meter A = Luas penampang silinder 1. Langkah Dorong (kompresi)
2. Langkah tarik (hisap)
Torsi yang Diperlukan (T) Untuk menghitung torsi yang diperlukan yaitu terdapat dua perhitungan saat tuas bergerak ke atas dan saat bergerak kebawah. Diketahui panjang tuas pengungkit (d) Panjang tuas pengungkit = 0.62 m 1. Torsi saat langkah kompresi (tuas bergerak keatas)
2.
Torsi saat langkah hisap (Tuas bergerak kebawah)
Daya yang dibutuhkan untuk menggerakan pompa (Pm) Diketahui dalam satu kali usaha terdapat 2 langkah kerja. Maka Torsi hisap dan kompresi akan dijumlahkan (Ttotal) untuk menghitung daya yang dibutuhkan untuk menggerakan pompa dragon dalam satu kali usahanya (Pin) yaitu dengan persamaan : Usaha/waktu : Joule/s = Watt Ttotal = (Th + Tk) (425.08 N.m + 182.16 N.m) = 607.24 N.m (Joule) Stotal = (1 langkah = 1.47 detik x 2 langkah maka 2.94 detik/rpm)
Daya pada pompa drgaon (Pd) Untuk menghitung daya pompa atau daya teoritis (Pout) maka digunakan persamaan sebagai berikut.
Efesiensi Pompa dragon (ηp) Menghitung efesiensi pompa yaitu melalui persamaan, diaman Poutput pada pompa dibagi dengan P input Pada manusia.
Dimensi Pompa Dragon
Kesimpulan 1. Pompa dragon merupakan pompa torak konvesional. Pompa ini memiliki satu buah torak yang bergerak dengan satu siklus tunggal, Karena pompa ini bekerja dengan memanfaatkan perubahan volume ruang , yaitu kenaikan tekanan fluida yang disebabkan oleh penurunan volume ruang yang ditempatinya, dalam satu kali pompa melakukan usaha terdapat dua langkah utama yaitu hisap dan kompresi. 2. Besarnya kapasitas atau debit pompa dragon pada penelitian ini yaitu sebesar 20.4 liter/menit atau 3.4 x 10-4 m3/s.
Kesimpulan Besarnya kapasitas tersebut bisa lebih besar atau lebih kecil tergantung dari jumlah Rpm atau
jumlah usaha dalam 1 menit. Pompa dragon dapat
menghasilkan volume air sebesar 1.007 liter dan membutuhkan daya sebesar 206.54 watt untuk menggerakan pompa dalam satu kali usahanya. Dan daya output pompa sebesar 49.77 watt sehingga dapat ketahui efesiensinya sebesar 24%. 3. Perawatan atau maintenace pada pompa dragon meliputi, pengecekan seal karet, memberikan pelumas pada engsel, cek seal pada piston, valve ruber. dan melakukan pengecatan agar tidak terjadi korosi.
Saran 1.
Untuk penelitian selanjutnya, pada saat pengujian langsung dengan tujuan untuk mendapatkan nilai dari debit pompa, bisa ditambah lagi respondenya dengan beberapa variasi dan interval waktu tertentu.
2.
pada pompa dragon bisa dipasangkan alat ukur agar mendapatkan data yang akurat. Sehingga analisanya bisa dikembangkan lagi untuk perhitungan lainya.
3.
Untuk lokasi pengoprasianya, tentukan lokasi yang terhindar dari sengatan matahari langsung dan air hujan, karena air hujan mengandung asam yang dapat menyebabkan korosi pada pompa. dengan menentukan lokasi yang tepat, membuat pompa awet dan tahan lama.
Selesai
TERIMA KASIH
