BAB III PENGUJIAN DAN ANALISA POMPA VAKUM

Tugas Akhir

BAB III PENGUJIAN DAN ANALISA POMPA VAKUM

3.1

Prinsip Kerja Pompa Vacum Pada gambar 2-5 dijelaskan bahwa proses terjadinya hisapan adalah akibat adanya kehilangan tekanan pada aliran udara didalam pipa yang berubah penampangnya secara tiba-tiba dari penampang kecil ke penampang yang lebih besar. Selanjutnya dinding pipa ditempat kehilangan tekanan tersebut dilubangi. Dengan adanya kehilangan tekanan mengakibatkan udara luar akan masuk melului lubang samping tersebut atau terhisap oleh udara yang sedang mengalir didalam pipa. Aliran udara yang keluar dari pipa akan menimbulkan suara yang cukup bising, untuk mengantisipasi hal ini maka dibuatkan box peredam suara yang didalamnya diberikan busa, berfungsi untuk mengurangi suara agar tidak terlalu bising.

Universitas Mercu Buana

16

Tugas Akhir

3.2

Konstruksi Dan Dimensi 3.2.1

Konstruksi Pompa vacuum terdiri dari dua bagian utama yaitu :

1.Pompa vacuum : Terbuat dari satu batang aluminium (pejal) yang akan dibuat menjadi pompa vacuum, dan dilengkapi dengan satu buah quick connector assy dan dua buah quick connector nipple. 2.Box peredam suara : Terbuat dari box kayu atau bahan lainnya yang didalamnya terdapat busa .

3.2.2

Dimensi 1. Ukuran global pompa vacuum :



Panjang bahan

= 170 mm



Ø bahan

= 50 mm



Ø inlet



Ø outlet

= 10 mm



Ø lubang hisap

= 7 mm


= 5 mm

17

Tugas Akhir

Gambar 3-1 . sket Pompa Vakum

2. Ukuran global box peredam adalah : 

Panjang



Lebar

= 22 cm



Tinggi

= 22 cm

= 25 cm

22 cm

50 cm

22 cm

25 cm Gambar 3-2 . Box peredam suara


18

Tugas Akhir

3.3

Pemilihan Bahan Dalam pemilihan bahan ini diutamakan adalah menggunakan bahan-bahan yang sudah ada di pasaran saat ini dan mudah mendapatkannya.

3.3.1 Bahan untk Pompa Vacum Bahan yang dipilih untuk prmbuatan Popmpa Vacuum : 



Aluminium batangan yang sejenis karena : 

Tidak mudah berkarat.



Mudah dibentuk dengan mesin bubut.



Harganya relatif murah dan bayak di pasaran.



Dua buah quick connector nipple

Kuningan batangan segi enam

3.3.2 Bahan untuk Box peredam suara Bahan yang dipilih untuk pembuatan box adalah kayu karena mudah dalam pembuatannya, mudah mendapatkannya, banyak dipasaran, dan harganya relatif murah. 3.4

Perlengkapan yang diperlukan 

Gambar kerja.



Mesin bubut, mesin milling, sigmat, gergaji, mesin bor, mata bor, tap, ragum, kikir, palu, mistar baja, isolasi pipa, cat alat tulis dan lain-lain.

3.5

Pembuatan Pompa Vacum Dari gambar 3-1 tersebut diatas kemudian dibuat Pompa Vacum dari bahan aluminium batangan dengan panjang 170 mm, dan dibentuk sesuai gambar dengan


19

Tugas Akhir

mengunakan mesin bubut ,milling, bor, hingga semuanya

selesai, Kemudian

membuat connector dengan menggunakan batangan segi enam kuningan dengan panjang 38 mm, dan dibentuk sesuai gambar dengan menggunakkan mesin bubut dan mesin bor, hingga semua selesai. Untuk lubang inlet yang berbentuk pipa berdiameter 5 mm, dibuat dengan ukuran yang berbeda-beda untuk diuji coba dan dibandingkan mana yang lebih baik hasil hisapannya.

3.6

Melakukan Percobaan 

Aliran udara yang tersedia dari sumber yang ada di GMF bertekanan 100 psi.



Dalam percobaan tidak menggunakan test stand, hanya menggunakan pressure regulator dan vacuum gauge seperti pada gambar 3-3. Debit aliran udara yang keluar diabaikan karena tidak mempunyai flow meter yang portable dan juga untuk mempercepat proses pengetesan. Pengetesan disini hanya mencari hasil hisapan yang terbesar dari masing-masing perbandingan jarak pipa inlet ke penampang outlet.



Setelah mendapatkan perbandingan jarak pipa inlet dengan penampang outlet dari masing-masing jarak tersebut , kemudian melakukan percobaan di test stand peneumatic. Dengan mengukur semua parameter-parameter yang diperlukan dan hasil dari percobaan ini menggunakan satuan ( cm Hg ).


20

Tugas Akhir

3.6.1

Gambar percobaan menggunakan pressure regulator dan vacuum gauge.

pressure gauge vacuum gauge pressure regulator

aliran udara masuk

aliran udara keluar

Pompa Vacum

Gambar 3-3. Skematik rangkaian alat percobaan menggunakan pressure regulator dan vacuum gauge.

3.6.2

Percobaan menggunakan pressure regulator dan vacuum gauge. Percobaan ini dilakukan dengan membandingkan jarak dari pipa inlet ke penampang outlet.

Foto 3-1. pressure regulator

Pressure Regulator berfungsi untuk mengetahui tekanan udara yang akan masuk ke dalam pompa vacuum yang akan di uji. Universitas Mercu Buana

21

Tugas Akhir

Foto 3-2. vacuum gauge

Vacuum Gauge berfungsi untuk mengetahui hasil daya hisap dari pompa vacuum hingga didapat hasil yang maksimal. Dari hasil percobaan ini diperoleh data-data sebagai berikut :

Tabel 3.1 Data hasil percobaan menggunakan pressure regulator dan vacuum gauge.

Ø Inlet (mm)

Ø Outlet (mm)

Ø Lubang hisap ( mm)

Jarak pipa Inlet ke penampang outlet ( mm )

Inlet pressure ( psi )

Hasil hisapan maksimum

5

10

7

50

60

45

5

10

7

45

60

47

5

10

7

40

60

48

5

10

7

35

60

50

5

10

7

30

60

50

5

10

7

25

60

49

5

10

7

20

60

48


22

Tugas Akhir

Hasil Hisapan ( cm Hg ) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 15

20

25

30

35

40

45

50

Jarak dari pipa inlet ke penampang outlet ( mm ) Gambar 3-4. Kurva hasil percobaan hubungan antara jarak dari pipa inlet ke penampang outlet dan hasil hisapan maksimum.

Dari hasil percobaan ini didapatkan hasil hisapan maksimum dengan Ø inlet 5mm, Ø outlet 10 mm, jarak dari pipa inlet ke penampang outlet 30-35 mm dan Ø lubang hisap 7 mm. diameter lubang hisap ini adalah ukuran yang sudah standar. Sedangkan diameter lubang hisap pada alat sebenarnya dalah 13 mm, agar quick connector nipple dapat dipasang tau bisa masuk. Besar kecilnya diameter lubang hisap tidak merubah tekanan hasil hisapannya tapi yang berubah adalah debit hisapannya.


23

Tugas Akhir

3.6.4

Gambar Percobaan menggunakan test stand peneumatic.

pressure gauge vacuum gauge pressure regulator

aliran udara masuk

aliran udara keluar

Flow Meter

Pompa Vacum

Gambar 3-5. Skematik rangkaian alat test stand peneumatic

Gambar 3-6. Pengujian alat di test stand peneumatic


24

Tugas Akhir

3.6.5

Percobaan menggunakan test stand peneumatic. Percobaan ini adalah percobaan final setelah pompa vacuum dibuat sesuai dengan ukuran dan menggunakan test stand peneumatic. Dari hasil percobaan ini diperoleh data-data sebagai berikut : Tabel 3.2 Data hasil percobaan menggunakan test stand peneumatic.

Ø Inlet (mm)

Ø Outlet (mm)

Ø Lubang hisap (mm)

5 5 5 5 5 5 5

10 10 10 10 10 10 10

7 7 7 7 7 7 7

Jarak pipa Inlet ke penampang outlet (mm) 50 45 40 35 30 25 20

Inlet pressure ( psi ) 0 20 30 40 50 60 70

Flow (Debit) Aliran Udara 0 17,2 19 22,2 24 25 26,2

Hasil hisapan maksimum 0 24 29 40 47 50 49

Hasil Hisapan ( cm Hg ) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 15

20

30

40


50

60

70

25

Tugas Akhir

Tekanan psi. Gambar 3-7. Kurva hasil percobaan menggunakan test stand peneumatic.hubungan antara jarak dari pipa inlet ke penampang outlet dan hasil hisapan maksimum.

3.7

Perawatan Pompa Vacum Pompa Vacum dengan menggunakan sistem aliran udara bertekanan tidak memerlukan perawatan dan tidak mudah rusak, sekali membuat bias digunakan untuk jangka waktu yang lama. Sedangkan yang kemungkinannya mudah rusak adalah box peredamnya saja terutama busanya. Untuk penggantian busa juga sangat mudah dan bias dilakukan oleh siapa saja.

3.8

Anlisis Perhitungan 3.8.1 Analisis Perhitungan Hasil Percobaan Dalam analisis perhitungan ini data yang di ambil adalah data dari hasil percobaan dengan menggunakan test stand peneumatic dan diaplikasikan dalam perhitungan teori. Data yang didapatkan adalah : Tabel 3.2 Data hasil percobaan yang terbaik menggunakan test stand peneumatic.

Hasil tes No

Ø Inlet (mm)

Ø Outlet (mm)

Ø Lubang hisap (mm)

Jarak pipa Inlet ke penampang outlet (mm)

Inlet pressure ( psi )

1 2 3 4 5 6 7

5 5 5 5 5 5 5

10 10 10 10 10 10 10

7 7 7 7 7 7 7

30 30 30 30 30 30 30

0 20 30 40 50 60 70


Flow (Debit) Aliran Udara 0 17,2 19 22,2 24,2 25 26,2

Hasil hisapan maksimum 0 24 29 40 47 50 49

26

Tugas Akhir

Dalam perhitungan ini dianggap bahwa hasil hisapan ( Pvacum ) belum diketahui atau akan dicari hasilnya.

3.8.2 Perhitungan teori No. 2 ρHg

= 13600 (kg/m3)

1 SCFM

= 0,4720 (liter/det)

1 m3

= 1000 (liter)

Debit (Q)

= 17,2 (SCFM) = 8,1184 (liter/detik) = 8,1184 /1000 = 0,0081184 (m3/det)

Q1 = Q2 A1.v1 = A2.v2 Q1 = A1.v1 V1 = Q1/A1

= 413,4667 m/det

= Q2/A2


27

Tugas Akhir

= 103,37 m/det

Persamaan Bernoulli HL =

+

=

+

+

=

-

=

-

= = = Pvacum = = 3267,553 m Karena dalam pengetesan menggunakan satuan (cmHg), maka : = 0,24026 mHg = 0,24026 x 100 = 24,026 cmHg. Terdapat sedikit perbedaan antara hasil percobaan dengan hasil perhitungan teori yaitu sebesar : 24,026 -24 = 0,026 cmHg . (0, 026 cmHg adalah rugi-rugi total hisapan.) Universitas Mercu Buana

28

Tugas Akhir

3.8.3

Perhitungan teori No. 3 ρHg

= 13600 (kg/m3)

1 SCFM


1 m3

= 1000 (liter)

Debit (Q)

= 19 (SCFM) = 8,968 (liter/detik) = 8,968 /1000 = 0,008968 (m3/det)

Q1 = Q2 A1.v1 = A2.v2 Q1 = A1.v1 V1 = Q1/A1

= 456,73 m/det

= Q2/A2

= 114,184 m/det

Persamaan Bernoulli Universitas Mercu Buana

29

Tugas Akhir

HL =

+

=

+

+

=

-

=

-

= = = Pvacum = = 3987,15 m Karena dalam pengetesan menggunakan satuan (cmHg), maka : = 0,293 mHg = 0,293 x 100 = 29,3 cmHg. Terdapat sedikit perbedaan antara hasil percobaan dengan hasil perhitungan teori yaitu sebesar : 29,3 -29 = 0,3 cmHg . (0,3 cmHg adalah rugi-rugi total hisapan.)

3.8.4

Perhitungan teori No. 4


30

Tugas Akhir

ρHg

= 13600 (kg/m3)

1 SCFM


1 m3

= 1000 (liter)

Debit (Q)


Q1 = Q2 A1.v1 = A2.v2 Q1 = A1.v1 V1 = Q1/A1

= 533,66 m/det

= Q2/A2

= 133,415 m/det



31

Tugas Akhir

+

=

+

+

=

-

=

-

= = = Pvacum = = 5443,2912 m Karena dalam pengetesan menggunakan satuan (cmHg), maka : = 0,400242 mHg = 0,400242 x 100 = 40,0242 cmHg. Terdapat sedikit perbedaan antara hasil percobaan dengan hasil perhitungan teori yaitu sebesar : 40,0242 -40 = 0,0242 cmHg . (0,0242 cmHg adalah rugi-rugi total hisapan.)

3.8.5


= 13600 (kg/m3)

1 SCFM



32

Tugas Akhir

1 m3

= 1000 (liter)

Debit (Q)


Q1 = Q2 A1.v1 = A2.v2 Q1 = A1.v1 V1 = Q1/A1

= 581,73 m/det

= Q2/A2

= 145,43 m/det


+

=

+


+

33

Tugas Akhir

=

-

=

-

= = = Pvacum = = 6468 m Karena dalam pengetesan menggunakan satuan (cmHg), maka : = 0,475 mHg = 0,475 x 100 = 47,5 cmHg. Terdapat sedikit perbedaan antara hasil percobaan dengan hasil perhitungan teori yaitu sebesar : 47,5 -47 = 0,5 cmHg . (0,5 cmHg adalah rugi-rugi total hisapan.)

3.8.6


= 13600 (kg/m3)

1 SCFM


1 m3

= 1000 (liter)

Debit (Q)

= 25 (SCFM) = 11,8 (liter/detik)


34

Tugas Akhir

= 11,8/1000 = 0,0118 (m3/det) Q1 = Q2 A1.v1 = A2.v2 Q1 = A1.v1 V1 = Q1/A1

= 600,969 m/det

= Q2/A2

= 150,242 m/det


+

=

+

=


+ -

35

Tugas Akhir

=

-

= = = Pvacum = = 6902,969 m Karena dalam pengetesan menggunakan satuan (cmHg), maka : = 0,50757 mHg = 0,50757 x 100 = 50,757 cmHg. Terdapat sedikit perbedaan antara hasil percobaan dengan hasil perhitungan teori yaitu sebesar : 50,757-50 = 0,757 cmHg . (0,757 cmHg adalah rugi-rugi total hisapan.)

3.8.7


= 13600 (kg/m3)

1 SCFM


1 m3

= 1000 (liter)

Debit (Q)



36

Tugas Akhir

Q1 = Q2 A1.v1 = A2.v2 Q1 = A1.v1 V1 = Q1/A1

= 629,8 m/det

= Q2/A2

= 157,45 m/det


+

=

+

+

=

-

=

-


37

Tugas Akhir

= = = Pvacum = = 7581,19 m Karena dalam pengetesan menggunakan satuan (cmHg), maka : = 0,557 mHg = 0,557 x 100 = 55,7 cmHg. Hasil dari perhitungan teori adalah 55,7 (cmHg) sedangkan hasil percobaan adalah 49 (cmHg), terjadi penurunan hisapan bila dibandingkan dengan hasil sebelumnya. Penurunan hisapan ini terjadi akibat adanya tekanan udara masuk dan debitnya semakin diperbesar, seharusnya semakin diperbesar tekanan udaranya ,semakin besar pula debit yang akan dihasilkan, akan tetapi pada kejadian yang sebenarnya menjadi kebalikannya dan penyebab terjadinya penurunan hisapan belum diketahui.

3.9

Analisis Perbandingan Hasil Hisapan Pada analisis ini akan dibandingkan hasil hisapan Pompa Vakum menggunakan aliran udara dengan Pompa Vakum mengunanakan motor listrik, Pompa Vakum mana yang lebih cepat hisapannya apabila digunakan untuk memvakum. setelah Pompa Vakum menggunakan aliran udara dipasang pada Escape Slide B747, masing-masing satu buah yang sama ukuran dan jenisnya. Pompa Vakum dengan


38

Tugas Akhir

menggunakan aliran udara, untuk memvakum escape slide dari awal sampai siap untuk dilipat memerlukan waktu 5 menit, sedangkan dengan menggunakan Pompa Vakum menggunakan motor listrik memerlukan waktu 30 menit.

3.9.1 

Perbandingan Biaya

Biaya pembuatan Pompa Vakum menggunakan aliran udara dari berbagai percobaan

sampai didapat Pompa Vakum prototip adalah Rp 300.000,00 + Rp 625.000,00 = Rp 925.000,00. 

Biaya pembuatan Pompa Vakum menggunakan aliran udara tanpa percobaan adalah

Rp 625.000,00. 

Biaya pembuatan Pompa Vakum menggunakan motor listrik ½ (HP) atau 373 Watt,

dengan 220 Volt adalah Rp 3.100.000,00.

3.10 Keuntungan dan kerugian dari masing-masing alat Pompa Vakum dengan menggunakan aliran udara bertekanan : Keuntungan : 

Bias dibuat sendiri.



Lebih murah harganya.



Tidak memerlukan perawatan yang spesifik.



Kemungkinan rusak sangat kecil.



Lebih aman terhadap percikan bunga api yang disebabkan motor listrik.



Lebih ringan dan mudah dipindah-pindah.



Hasil hisapan lebih cepat.


39

Tugas Akhir

Kerugian : 

Hasil tekanan hisapan lebih kecil.

Pompa Vakum dengan menggunakan motor listri : Keuntungan : 

Hasil tekanan hisapan maksimum mencapai 60 cmHg.



Pemakaian daya listrik lebih kecil.

Kerugian : 

Tidak bias dibuat sendiri.



Lebih mahal harganya.



Memerlukan perawatan yang spesifik.



Kemungkinan rusak lebih besar.



Bila rusak tidak bisa diperbaiki sendiri.



Lebih bahaya terhadap percikan api yang ditimbulkan oleh motor listrik yang akan

mengakibatkan kebocoran pada escape slide. 

Lebih berat jika dipindah-pindah.



Hasil hisapannya memerlukan waktu yang lebih lama.


40

BAB III PENGUJIAN DAN ANALISA POMPA VAKUM

Recommend Documents