4.3 Besar Gaya Yang Terjadi Pada Pompa Hidram
Terjadinya gaya karena air mengalir dari supply tank yang memiliki ketinggian tertentu, maka akan timbul gaya yang disebabkan percepatan yang dialami air.
P
=
� �
Maka gaya yang terjadi tiap sisi masukan air dapat dihitung sebagai berikut :
1. Pada pipa masuk saat katup tertutup
P
3
= �
3
�
3
Dimana : P
3
= Tekanan pada pipa masuk sesuai hasil pengujian 1,3 x 10
5
Nm
2
A
1
= luas penampang � = ��
2
= 0,0024093 m
2
r = 0,0277 F
3
= P
3
x A
3
= 1,3 x 10
5
x 0,0024093 = 313,21 N
Dengan cara yang sama akan diperoleh gaya pada pipa masuk saat katup menutup untuk variasi beban katup limbah dan tabung udara dengan head supply
3,3 meter dalam tabel berikut : Tabel 4.13 Besar gaya pada pipa masuk saat katup menutup untuk variasi beban
katup limbah dan tabung udara dengan Head supply 3,3 meter. No Tabung
Beban Katup Limbah gram
Gaya F
3
N 500
313,3 Tabung 1 tinggi 100
550 337,4
cm 600
337,4 500
313,3 Tabung 2 tinggi 80 cm
550 313,3
600 313,3
500 313,3
Tabung 3 tinggi 60 cm 550
313,3 600
313,3
Gambar 4.10 Grafik gaya pada pipa masuk saat katup tertutup vs beban katup
limbah
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa gaya pada tabung 2 dan 3 relatif konstan, artinya beban katup limbah tidak mempengaruhi, pada tabung 1 beban
katup limbah hanya mempengaruhi sedikit gaya pada pipa masuk.
2. Pada pipa tabung udara
P
1
=
�
1
�
1
Dimana : P
1
= Tekanan pada tabung udara 1,3 x 10
5
Nm
2
A
1
= luas penampang � = ��
2
= 0,008654 m
2
r =0,0525 m F
1
= P
1
x A
1
= 1,3 x10
5
x 0,008654 = 1125,02 N
Dengan cara yang sama akan diperoleh gaya pada tabung udara untuk variasi beban katup limbah dan tabung udara dengan head supply 3,3 meter dalam tabel
berikut :
310 315
320 325
330 335
340 345
480 500
520 540
560 580
600 620
G aya
F
3
N
Beban katup limbah gram
Tabung 1 Tabung 1
Tabung 3
Tabel 4.14 Besar gaya pada tabung udara untuk variasi beban katup limbah dan tabung udara dengan Head supply 3,3 meter.
No Tabung Beban Katup Limbah
gram Gaya F
1
N 500
1152.02 Tabung 1 tinggi 100
550 1038,48
cm 600
1055,78 500
1125,02 Tabung 2 tinggi 80 cm
550 1125,02
600 1125,02
500 1125,02
Tabung 3 tinggi 60 cm 550
1125,02 600
1125,02
Gambar 4.11 Grafik gaya pada tabung udara vs beban katup limbah Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa beban katup limbah hampir tidak
mempengaruhi gaya pada tabung udara, perbedaan gaya hanya sedikit dan ini bergantung pada kepekaan melihat alat ukur tersebut.
Dengan pengujian yang sama juga didapatkan tekanan P maximum dari tabung udara. Maka dapat dihitung juga gaya F maximum dari tabung udara
tersebut yaitu:
1020 1040
1060 1080
1100 1120
1140
450 500
550 600
650
G aya
F
1
N
Beban katup limbah gram
Tabung 1 Tabung 2
Tabung 3
P
1
Max =
�
1
��� �
1
Dimana : P
1
Max = Tekanan maximum pada tabung udara 1,96 x 10
5
Nm
2
A
1
= luas penampang � = ��
2
= 0,008654 m
2
r =0,0525 m
F
1
Max = P
1
Max x A
1
= 1,96 x 10
5
x 0,008654 = 1696,18 N
Dengan cara yang sama akan diperoleh gaya maximum pada tabung udara untuk variasi beban katup limbah dan tabung udara dengan head supply 3,3 meter dalam
tabel berikut : Tabel 4.15 Besar gaya maximum pada tabung udara untuk variasi beban katup
limbah dan tabung udara dengan Head supply 3,3 meter. No Tabung
Beban Katup Limbah gram
Gaya F
1
Max N
500 1696,184
Tabung 1 tinggi 100 550
1696,184 cm
600 1696,184
500 1592,336
Tabung 2 tinggi 80 cm 550
1592,336 600
1592,336 500
1557,72 Tabung 3 tinggi 60 cm
550 1557,72
600 1557,72
Gambar 4.12 Grafik gaya max pada tabung udara vs beban katup limbah Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa pengaruh volume tabung dengan gaya yang
dihasilkan berbanding lurus, beban katup limbah tidak mempengaruhi gaya yang dihasilkan.
3. Pada pipa keluaran
P
2
= �
2
�
2
Dimana : P
2
= Tekanan pada tabung udara 1,25 x 10
5
Nm
2
A
2
= luas penampang � = ��
2
= 0,00061544 m
2
r =0,014 m F
2
= P
2
x A
2
= 1,25 x 10
5
x 0,00061544 = 76,93 N
Dengan cara yang sama akan diperoleh gaya pada pipa keluaran untuk variasi beban katup limbah dan tabung udara dengan head supply 3,3 meter dalam tabel
berikut :
1540 1560
1580 1600
1620 1640
1660 1680
1700 1720
480 500
520 540
560 580
600 620
G aya
F M
ax N
Beban katup limbah
Tabung 1 Tabung 2
Tabung 3
Tabel 4.16 Besar gaya pada pipa keluaran untuk variasi beban katup limbah dan tabung udara dengan Head supply 3,3 meter.
No Tabung Beban Katup Limbah
gram Gaya F
2
N 500
76,93 Tabung 1 tinggi 100
550 73,85
cm 600
73,85 500
76,93 Tabung 2 tinggi 80 cm
550 76,93
600 76,93
500 76,93
Tabung 3 tinggi 60 cm 550
76,93 600
76,93
Gambar 4.13 Grafik gaya pada pipa keluaran vs beban katup limbah Dari grafik diatas mempunyai penjelasan yang sama seperti pada
penjelasan pada grafik sebelumnya.
4. pada pipa masuk saat katup membuka
P
3
= �
3
�
3 73
73.5 74
74.5 75
75.5 76
76.5 77
77.5
480 500
520 540
560 580
600 620
G aya
F
2
N
Beban katup limbah gram
Tabung 1 Tabung 2
Tabung 3
Dimana : P
1
= Tekanan pada pipa masuk 0,3 x 10
5
Nm
2
A
1
= luas penampang � = ��
2
= 0,0024093 m
2
r = 0,0277
F
3
= P
3
x A
3
= 0,3 x 10
5
x 0,0024093 = 72,28 N
Dengan cara yang sama akan diperoleh gaya pada pipa masuk saat katup terbuka untuk variasi beban katup limbah dan tabung udara dengan head supply 3,3 meter
dalam tabel berikut: Tabel 4.17 Besar gaya pada pipa masuk saat katup terbuka untuk variasi beban
katup limbah dan tabung udara dengan Head supply 3,3 meter.
No Tabung Beban Katup Limbah
gram Gaya F
1
N 500
72,28 Tabung 1 tinggi 100
550 72,28
Cm 600
72,28 500
72,28 Tabung 2 tinggi 80 cm
550 72,28
600 72,28
500 72,28
Tabung 3 tinggi 60 cm 550
72,28 600
72,28
Gambar 4.14 Grafik gaya pada pipa masuk saat katup terbuka vs beban katup limbah
Dari grafik diatas menunjukkan gaya pada tiap tabung sama dikarenakan pada keadaan yang sama yaitu pada saat katup membuka, artinya beban katup limbah
dan tabung tidak berpengaruh, jadi besar gaya nya sama.
4.4 Menghitung energi yang dibangkitkan oleh pompa hidram akibat palu