4. Katup Udara Air Valve Udara dalam tabung udara, secara perlahan – lahan akan ikut terbawa ke
dalam pipa pengantar karena pengaruh turbulensi air. Akibatnya, udara dalam pipa perlu diganti dengan udara baru melalui katup udara.
Ukuran katup udara harus disesuaikan sehingga hanya mengeluarkan semprotan air yang kecil setiap kali langkah kompresi. Jika katup udara terlalu
besar, udara yang masuk akan terlampau banyak dan ram hanya akan memompa udara. Namun jika katup udara kurang besar, udara yang masuk terlampau sedikit,
ram akan bergetar hebat, memungkinkan tabung udara pecah. Oleh karena itu, katup udara harus memiliki ukuran yang tepat.
5. Pipa Masuk Driven Pipe Pipa masuk adalah bagian yang sangat penting dari sebuah pompa hidram.
Dimensi pipa masuk harus diperhitungan dengan cermat, karena sebuah pipa masuk harus dapat menahan tekanan tinggi yang disebabkan oleh menutupnya
katup limbah secara tiba-tiba. Untuk menentukan panjang sebuah pipa masuk, bisa digunakan referensi yang telah tersedia seperti di bawah ini:
6H L 12H Eropa dan Amerika Utara
L = h + 0.3 hH Eytelwein
L = 900 HN2D Rusia
L = 150 LD 1000 Calvert dengan :
L = Panjang pipa masuk H = Head supply
h = Head output D = Diameter pipa masuk
N = Jumlah ketukan katup limbah per menit Menurut beberapa penelitian yang telah dilakukan, referensi perhitungan
panjang pipa masuk oleh Calvert memberikan hasil yang lebih baik.
2.4.2 Sistem Operasi Pompa Hidram
Universitas Sumatera Utara
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 2.9 Perubahan kecepatan terhadap waktu pada pipa masuk [7]
Penjelasan gambar 2.9 : 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.
Gambar 2.10 Skema pompa hidram pada kondisi A. [7]
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.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.11 Skema pompa hidram pada kondisi B. [7]
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 pengantar 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 2.12 Skema pompa hidram pada kondisi C. [7]
D. Katup pengantar tertutup. Tekanan di dekat katup pengantar 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
Universitas Sumatera Utara
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 2.13 Skema pompa hidram pada kondisi D. [7]
Bentuk ideal dari tekanan dan kecepatan aliran pada ujung pipa pemasukan dan kedudukan katup limbah selama satu siklus kerja hidram,
diperlihatkan dengan sangat sederhana dalam gambar 2.14.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.14 Diagram satu siklus kerja hidram [4]
Keterangan gambar 2.14: Periode 1 : Akhir siklus yang sebelumnya, kecepatan air melalui ram bertambah,
air melalui katup limbah yang sedang terbuka, timbul tekanan negatif yang kecil dalam hidram.
Periode 2 : Aliran bertambah sampai maksimum melalui katup limbah yang terbuka dan tekanan dalam pipa pemasukan juga bertambah secara
bertahap. Periode 3 : Katup limbah mulai menutup dengan demikian menyebabkan naiknya
tekanan dalam hidram, kecepatan aliran dalam pipa pemasukan telah mencapai maksimum.
Universitas Sumatera Utara
Periode 4 : Katup limbah tertutup, menyebabkan terjadinya palu air water hammer yang mendorong air melalui katup pengantar. Kecepatan
aliran pipa pemasukan berkurang dengan cepat. Periode 5 : Denyut tekanan terpukul ke dalam pipa pemasukan, menyebabkan
timbulnya hisapan kecil dalam hidram. Katup limbah terbuka karena hisapan tersebut dan juga karena beratnya sendiri. Air mulai mengalir
lagi melalui katup limbah dan siklus hidram terulang kembali.
2.5 Persamaan Energi Pada Pompa Hidram 2.5.1 Energi Yang Dibangkitkan Pada Pompa Hidram
