D = Diameter pipa masuk n = Jumlah ketukan katup limbah per menit
Menurut beberapa penelitian seperti yang telah dilakukan Teferi Taye 1998, referensi perhitungan panjang pipa masuk oleh Calvert
memberikan hasil yang lebih baik.
2.2.2 Sistem Operasi Pompa Hidram
Berdasarkan posisi katup limbah dan variasi kecepatan fluida terhadap waktu, sistem operasi sebuah pompa hidram dapat dibagi menjadi
4 periode, seperti yang digambarkan pada diagram di bawah ini:
Gambar 2.3 Perubahan kecepatan terhadap waktu pada pipa masuk [15]
Penjelasan gambar 2.3 : A. Katup limbah terbuka dan air mulai mengalir melalui pipa masuk,
memenuhi badan hidram dan keluar melalui katup limbah. Karena pengaruh ketinggian supply tank, air yang mengalir tersebut mengalami
percepatan sampai kecepatannya mencapai Vo. Posisi delivery valve masih tertutup. Pada kondisi awal seperti ini, tidak ada tekanan dalam
tabung udara dan belum ada air yang keluar melalui delivery pipe.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Skema pompa hidram pada kondisi A
Keterangan: A: Pipa pemasukan
B: Katup buang C: Katup hantar
D: Udara pada tabung E: Pipa discharge
B. Air telah memenuhi badan hidram, ketika tekanan air telah mencapai nilai tertentu, katup limbah mulai menutup. Pada pompa hidram yang
baik, proses menutupnya katup limbah terjadi sangat cepat.
E D
B C
A
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.5 Skema pompa hidram pada kondisi B
C. Katup limbah masih tertutup. Penutupan katup yang dengan tiba-tiba tersebut menciptakan tekanan yang sangat besar dan melebihi tekanan
statis pipa masuk. Kemudian dengan cepat katup penghantar terbuka , sebagian air terpompa masuk ke tabung udara. Udara pada tabung udara
mulai mengembang untuk menyeimbangkan tekanan, dan mendorong air keluar melalui delivery pipe.
. Gambar 2.6 Skema pompa hidram pada kondisi C
D
E
B A
C
D
E C
A B
Universitas Sumatera Utara
D. Katup penghantar tertutup. Tekanan di dekat katup penghantar masih lebih besar dari pada tekanan statis pipa masuk, sehingga aliran berbalik
arah dari bodi hidram menuju supply tank. Peristiwa inilah yang disebut dengan recoil. Recoil menyebabkan terjadinya kevakuman pada bodi
hidram, yang mengakibatkan masuknya sejumlah udara dari luar masuk ke bodi hidram melalui katup pernapasan air valve. Tekanan di sisi
bawah katup limbah juga berkurang, dan juga karena berat katup limbah itu sendiri, maka katup limbah kembali terbuka. Tekanan air
pada pipa kembali ke tekanan statis sebelum siklus berikutnya terjadi lagi.
Gambar 2.7 Skema pompa hidram pada kondisi D
Secara sederhana bentuk ideal dari tekanan dan kecepatan aliran pada ujung pipa pemasukan dan kedudukan katup limbah selama satu siklus kerja
pompa hidram terjadi dalam lima periode yaitu: Periode 1.
Akhir siklus yang sebelumnya, kecepatan air melalui ram mulai bertambah, air melalui katup limbah yang sedang terbuka timbul
tekanan negatif yang kecil dalam ram. Periode 2.
Aliran bertambah sampai maksimum melalui katup limbah yang terbuka dan tekanan dalam pipa-pipa masuk juga bertambah secara
bertahap.
D
E
B A
C
Universitas Sumatera Utara
Periode 3. Katup limbah mulai menutup dengan demikan menyebabkan
naiknya tekanan dalam ram. Kecepatan aliran dalam pipa pemasukan telah mencapai maksimum.
Periode 4. Katup limbah tertutup, menyebabkan terjadinya water hammer
yang mendorong air melalui katup penghantar. Kecepatan dalam pipa pemasukan berkurang dengan cepat.
Periode 5. Denyut tekanan terpukul kedalam pipa pemasukan, menyebabkan
timbulnya hisapan kecil dalam ram. Katup limbah terbuka karena hisapan dan beban dari katup limbah. Air mulai mengalir lagi
melalui katup limbah dan siklus hidraulik ram terulang lagi.
Gambar 2.8 Diagram satu siklus kerja pompa hidram [17]
Universitas Sumatera Utara
2.3 Tinjauan Mekanika Fluida 2.3.1 Kecepatan dan Kapasitas Aliran Fluida
