1
SKRIPSI PENGUJIAN UNJUK KERJA POMPA TORAK BERPENGGERAK KINCIR AIR SUDU LURUS
Oleh: Putu Eka Yasa Nugraha Nim : 0919351015
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK PROGRAM NONREGULER UNIVERSITAS UDAYANA 2015
2
3
4
5
6
PENGUJIAN UNJUK KERJA POMPA TORAK BERPENGGERAK KINCIR AIR SUDU LURUS Oleh : Putu Eka Yasa Nugraha Dosen Pembimbing 1 : I Gusti Ketut Sukadana, ST, MT. Dosen Pembimbing 2 : I Gusti Agung Kade Suriadi, ST, MT. ABSTRAKSI Kebutuhan akan air bersih pada masyarakat di dataran tinggi merupakan hal yang sangat mendesak. Air bersih umumnya disediakan oleh PDAM namun terkadang masyarakat di dataran tinggi tidak dapat menikmati layanan PDAM dikarenakan belum tersedianya instalasi perpipaan dilokasi tersebut. Kendala ini dapat diatasi dengan menggunakan sistim pompa kincir, yang memanfaatkan energi air kanal untuk menggerakkan pompa air. Sistim pompa kincir merubah energi potensial air untuk menggerakkan pompa. Sistim pompa kincir menggunakan pompa torak dengan kincir air bersudu lurus sebagai penggeraknya. Pompa torak merupakan pompa yang memiliki karakter dengan head pemompaan yang tinggi. Pengujian unjuk kerja pompa torak berpenggerak kincir sudu lurus ini sangat diperlukan untuk mengetahui unjuk kerja nyata dari pompa torak. Pengujian akan dilakukan dengan memvariasikan bukaan katup pipa pesat, ¼ bukaan katup, ½ bukaan katup, ¾ bukaan katup, bukaan katup penuh. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui debit, head, daya pemompaan dan efisiensi sistem. Setelah serangkaian pengujian dan analisa dilakukan didapat hasil bahwa semakin tinggi titik pemompaan maka debit air semakin kecil dan head pemompaan semakin besar, sedangkan daya pemompaan dan efisiensi sistem akan mengalami peningkatan sampai mencapai ketinggian pemompaan 1176,9m di titik 3 dan selanjutnya mengalami penurunan sampai di ketinggian 1554,52m di titik 5. Kata kunci : Unjuk Kerja Pompa, Daya pompa, dan Efisiensi.Pemompaan
7
PISTON PUMP PERFORMANCE TEST DRIVED BY STRIGHT BLADED WATER WHEEL Author Guidance
: Putu Eka Yasa Nugraha : I Gusti Ketut Sukadana, ST, MT. : I Gusti Agung Kade Suriadi, ST, MT. ABSTRAC
The needs of clean water for community on high altitude is a very urgent problem. Clean water supply usually supplied by PDAM but some time community can’t be able to have PDAM’s service because of there is no any pipe line installation on the site. This problem can be solved by utilizing a water wheel – pump system wich is using canal’s water energy to drive a water pump. A water wheel drived pump system use water potencial energy to drive a pump. This water wheel drived pump system is using a straight bladed water wheel as the piston pump mover. A piston pump have a high head character that suit to the site needs. Testing performance piston pump having a straight blade windmill is urgently required to know the real performance of the pump piston. Tests will be done by varying the valve opening rapidly pipe, ¼ valve opening, valve opening ½, ¾ valve opening, valve opening fully.This study aims to determine the flow, head, power and efficiency of the pumping system. After a series of tests and analyzes performed the result is that the higher the point of pumping the water flow gets smaller and the greater the pumping head, while pumping power and efficiency of the system will increase until it reaches a height of pumping 1176,9m in point 3 and then decreased until at height 1554,52m in point 5 Keywords: Performance Pump, Power Pump and Efisiensi.Pemompaan
8
KATA PENGANTAR Puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
PENGUJIAN
UNJUK
KERJA
POMPA
TORAK
BERPENGGERAK KINCIR AIR SUDU LURUS dalam rangka penyusunan skripsi teknik mesin UNUD. Dalam pembuatan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak sehingga pada kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak I N,Suprapta Winaya,ST,MASc,phD selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Bapak I Gusti Ketut Sukadana,ST.MT, selaku Dosen Pembimbing I. 4. Bapak I Gusti Kade Agung Suriadi,ST.MT, selaku Dosen Pembimbing II. 5. Bapak/ Ibu dosen, Selaku pengajar di Program Studi Teknik Mesin khususnya Program Non Reguler Fakultas Teknik Universitas Udayana. 6. Rekan-rekan di Fakultas Teknik Khususnya di Fakultas Teknik Mesin.. 7. Orang tua, dan saudara saudara yang telah mendukung. 8. Semua Pihak yang telah banyak membantu dalam penyusunan proposal skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna mengingat terbatasnya pengetahuan yang penulis miliki, untuk itu saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca sangat penulis harapkan demi kesempurnaan proposal ini Denpasar, juli 2015
Penulis
xi 9
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1
JIS B 8313 : Pompa Volume Ukuran Kecil ................................
5
Tabel 2.9 Jenis Katup Beserta Fungsinya ......................................................
21
Tabel 2.10 Panjang Equivalen Dari Katup Dan Sambungan .........................
22
Tabel 2.13 Koefisien Pembesaran Pipa Secara Tiba Tiba .............................
24
Tabel 2.14 Koefisien Pengecilan Pipa Secara Tiba Tiba ...............................
24
Tabel 2.17 Koefisien Kekasaran Pada Pipa ...................................................
27
Tabel 4.1
Data Hasil Penelitian.....................................................................
35
Tabel 4.2
Tabel Hasil Perhitungan di titik 1 pemompaan............................
45
Tabel 4.3
Hasil Perhitungan di titik 2 pemompaan......................................
45
Tabel 4.3
Hasil Perhitungan di titik 3 pemompaan......................................
45
Tabel 4.3
Hasil Perhitungan di titik 4 pemompaan......................................
46
Tabel 4.3
Hasil Perhitungan di titik 5 pemompaan......................................
46
x 10
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Head Pompa ...............................................................................
7
Gambar 2.2 Kurva Unjuk Kerja Pompa.........................................................
8
Gambar 2.3 Diagram Moddy Mencari Friction Factor.................................. 10 Gambar 2.4 Daya Pompa ............................................................................... 11 Gambar 2.5 Daya Penggerak Pompa ............................................................. 12 Gambar 3.6 Daya Penggerak Poros ............................................................... 14 Gambar 2.7 Skema Single Acting Power Pump ............................................ 17 Gambar 2.8 Skema Pompa Kerja Ganda ....................................................... 19 Gambar 2.11 Jenis Jenis Tee............................................................................ 23 Gambar2.12Pembesaran dan pengecilan pipa secaratibatiba... ....................... 23 Gambar 2.15 Pembesaran atau Pengecilan Pipa Secara Gradual .................... 24 Gambar 2.16 Diagram Koefisien Pembesaran Pipa Secara gradual ................ 25 Gambar 3.1 Pompa dan skema torak pengukuran debit air ........................... 29 Gambar 3.2` Pompa shanchin SCN 30 ............................................................ 29 Gambar 3.3 Contoh Pengukuran debit air........................................................ 30 Gambar 3.4 Presure Gauge .............................................................................. 32
viii
11
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PENGESAHAN........................................................................
i
LEMBAR PERSETUJUAN ........................................................................
ii
LEMBAR PERNYATAAN .........................................................................
iii
ABSTRAKSI.................................................................................................
iv
KATA PENGANTAR. .................................................................................
vi
DAFTAR ISI... ..............................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR. ...................................................................................
x
DAFTAR TABEL.........................................................................................
xi
DAFTAR GRAFIK ......................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................
xiii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ...................................................................................
1
1.2 Permasalahan.. ...................................................................................
2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................
2
1.4 Tujuan Penelitian ...............................................................................
3
1.5 Manfaat Penelitian .............................................................................
3
BAB II
DASAR TEORI
2.1
Peneliti Terdahulu .............................................................................
4
2.2
Landasan Teori ..................................................................................
5
2.2.1 Pompa Dan Kegunaannya ........................................................
5
2.2.2 Kapasitas Pompa .....................................................................
5
2.2.3 Head.. ......................................................................................
6
2.2.4 Head Loses ..............................................................................
8
2.2.5 Faktor Gesek Pada Pipa...........................................................
9
2.2.6 Aliran Air dalam pipa..............................................................
11
2.2.7 Daya .........................................................................................
11
2.2.8 Efisiensi....................................................................................
12
12
2.3
2.4
2.2.9 Net Positif Suction Head ..........................................................
14
Reciprocating Pump ..........................................................................
16
2.3.1 Prinsip Kerja. ..........................................................................
16
2.3.2 Klasifikasi ...............................................................................
16
2.3.3 Single Acting Pump ................................................................
17
2.3.4 Double Acting Pump ....................................................... ......
19
Sistem Perpipaan ...............................................................................
19
2.4.1 Sistem Transmisi Air Bersih ...................................................
19
2.4.2 Sistem Distribusi Air Bersih ...................................................
19
2.4.3 Jenis Jenis Pipa........................................................................
20
2.4.4 Katup Dan Sambungan............................................................
20
2.4.5 Pembesaran Dan Pengecilan pipa ............................................
23
2.4.6 Reservoir ..................................................................................
25
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Rancangan System pemompaan ..................................................
29
3.2 Spesifikasi Pompa........................................................................
29
3.3 Penukuran Debit Aliran Air.........................................................
30
3.4 Pengukuran Ketinggian Dan Panjang Pipa..................................
31
3.5 Pengukuran Tekanan Akibat Panjang Pipa dan Bukaan Penstok
32
3.6 Diagram Alir Pengujian.... ..........................................................
33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data Hasil Pengujian Alat ...........................................................
35
4.2 Pembahasan karakteristik pengujian alat .................................
36
4.2.1 Total Head Pompa .....................................................................
36
4.2.2 Perhitungan pada kondisi pipa discharge di titik pemompaan 1
36
4.2.3 Perhitungan pada kondisi pipa suction......................................
40
4.2.4 Daya pemompaan di titik 1 .......................................................
44
4.2.5 efisiensi pemompaan .................................................................
44
4.3 tabel hasil pengolahan data setiap variasi tinggi pemompaan......
45
13
4.4 Analisa Grafik variasi tinggi pemompaan terhadap Head Pemompaan dengan Debit pemompaan dan daya pemompaan yang menghasilkan efisiensi pemompaan pada bukaan katup ¼ ......................................47 4.5 Analisa Grafik variasi bukaan katup terhadap daya pemompaan, daya air dan head pompa yang menghasilkan efisiensi pemompaan pada bukaan katup ½. ............................................................................................ ....49 4.6 Analisa Grafik variasi bukaan katup terhadap daya pemompaan, daya air dan head pompa yang menghasilkan efisiensi pemompaan pada bukaan katup 3/4................................................................................................ 51 4.7 Analisa Grafik variasi tinggi pemompaan terhadap daya pemompaan, debit air dan head pompa yang menghasilkan efisiensi pemompaan pada bukaan katup penuh. ................................................................................53 BAB V PENUTUP 5.1 KESIMPULAN...................................................................................
55
5.2 SARAN...............................................................................................
55
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................….57
xii
14
Daftar Grafik Grafik 4.1 Perbandingan Variasi Tinggi Pemompaan Terhadap debit air pemompaan Head pemompaan pada bukaan katup ¼
...................47
Gambar 4.2 perbandingan variasi tinggi pemompaan terhadap unjuk kerja pompa berupa efisiensi pemompaan dan daya pemompaan di bukaan katup ¼................................................................................................... 48 Grafik 4.1 Perbandingan Variasi Tinggi Pemompaan Terhadap debit air pemompaan Head pemompaan pada bukaan katup.1/2 ...................49 Gambar 4.2 perbandingan variasi tinggi pemompaan terhadap unjuk kerja pompa berupa efisiensi pemompaan dan daya pemompaan di bukaan katup ½................................ .................................................................50 Grafik 4.1 Perbandingan Variasi Tinggi Pemompaan Terhadap debit air pemompaan Head pemompaan dan pada bukaan katup 3/4. ............51 Gambar 4.2 perbandingan variasi tinggi pemompaan terhadap unjuk kerja pompa berupa efisiensi pemompaan dan daya pemompaan di bukaan katup 3/4.................................................................................................52 Grafik 4.1 Perbandingan Variasi Tinggi Pemompaan Terhadap debit air pemompaan dan Head pemompaan pada bukaan atup full ..............53 Gambar 4.2 perbandingan variasi tinggi pemompaan terhadap unjuk kerja pompa berupa efisiensi pemompaan dan daya pemompaan di bukaan katup full.....................................................................................................54
15
