4. Pengukuran debit air dengan menggunakan stopwatch.
Sebelum dilakukan pengujian PAT dan pengambilan data, terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan checking terhadap beberapa instalasi dan peralatan, yang
meliputi: 1. Pemeriksaan debit air di dalam tempat penampungan bawah TPB dan
debit air di dalam tempat penampungan atas TPA. 2. Pemeriksaan pipa penghubung antara TPB dan TPA, serta membuka keran
pengatur gate valve kapasitas air pada pompa pengumpan. 3. Pemeriksaan katup valve untuk pengujian lantai dua atau lantai tiga.
4. Pemeriksaan katup pada PAT. 5. Pemeriksaan instalasi lampu sebagai beban.
6. Pemeriksaan poros PAT dan poros generator. 7. Pemeriksaan V-Belt dan system transmisi pulley.
8. Pemeriksaan generator.
Setelah prosedur pemeriksaan terhadap beberapa instalasi dan peralatan di atas selesai dilakukan dan pemeriksaan dipastikan dalam kondisi standby, maka
prosedur pengujianpun dapat dimulai. Adapun prosedur pengujian rancang bangun instalasi PAT ini adalah sebagai berikut:
1. Katup pada pipa buangan ke discharge sisi buang pompa dibuka sesuai keinginan bukaan katup 100 , 75 dan 50 .
2. Sebelum pompa pengumpan dihidupkan, terlebih dahulu keran pengatur gate valve dibuka supaya umur pemakaian pompa pengumpan lebih lama.
3. Dilakukan monitoring terhadap ketinggian air di dalam TPA sesuai dengan data pengujian yang dibutuhkan 70 cm dan 50 cm.
4. Setelah ketinggian air di TPA dan aliran air pada pipa pengumpan konstan, maka dilakukan pengujian serta pengambilan data terhadap:
a. Pengukuran tengangan listrik volt dengan Multimeter b. Pengukuran arus listrik ampere dengan Clamp Meter
c. Pengukuran putaran pada poros PAT dan poros generator dengan Hand Tachometer
5. Pengukuran terhadap beberapa variabel di atas dilakukan terhadap beban bola lampu; masing-masing 0 W tanpa beban 100 W, 200 W, 300 W dan
400 W. 6. Melakukan kembali pengukuran seperti prosedur pengujian sebelumnya
berulang-ulang sebanyak lima kali untuk mendapatkan data pengujian yang lebih akurat.
Besaran-besaran yang diukur dan dicatat meliputi: 1. Tegangan listrik yang dihasilkan generator V
2. Arus listrik yang melalui rangkaian A 3. Putaran poros PAT rpm
4. Putaran poros generator rpm Dari besaran-besaran di atas dapat dihitung besaran turunan lainnya seperti:
1. Daya Air 2. Daya PAT
3. Effisiensi PAT
Setelah pengujian di atas, dilakukan pengujian debit air dengan prosedur sebagai berikut:
1. Katup menuju discharge pada PAT ditutup. 2. Pompa pengumpan dihidupkan dan air dipompakan dari TPB ke TPA,
setelah tinggi air mencapai ketinggian pengujian 50 cm atau 70 cm, pompa pengumpan dimatikan.
3. Secara bersamaan, katup menuju discharge PAT dibuka dan stopwatch dihidupkan.
4. Segera setelah air dalam tong pertama habis, katup discharge ditutup dan stopwatch dimatikan. Pencatatan data dilakukan, meliputi waktu t detik
dan selisih ketinggian air di dalam tong h cm. 5. Dari data yang diperoleh, maka perhitungan dabit air pun dapat dilakukan.
Dengan cara volume air yang turun h ke TPB dibagi waktu t yang diperoleh.
Flowchart Rancang Bangun Instalasi dan Pengujian Pompa Sentrifugal Sebagai Turbin PAT
Survey tempat pengujian akan dilakukan
Rancang bangun instalasi dan pengujian pompa sentrifugal sebagai turbin PAT
Pengambilan data hasil pengujian
Pelaksanaan pengujian
Perhitungan dan analisa hasil
pengujian
Penulisan laporan hasil pengujian
Kesimpulan dan saran
BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1 PERHITUNGAN EFFISIENSI PENGUJIAN PAT DENGAN POMPA SENTRIFUGAL 4 EMPAT INCHI
Q = v × A
Keterangan: Q
= kapasitas air m
3
s digunakan Q rata-rata dari hasil pengujian v
= kecepatan air masuk turbin ms A
= luas penampang pipa m
2
Kecepatan air masuk turbin untuk H=5,18 m, tinggi air dalam TPA 50 cm Q = v × A
A =
2
1 4
d
0,0096 = v × 0,0081 = 0,0081 m
2
v = 1,185 ms
Diameter pipa 4 empat inchi = 0,1016 m
Kecepatan air masuk turbin untuk H=5,18 m, tinggi air dalam TPA 70 cm
Q = v × A
0,01038 = v × 0,0081 m
2
v = 1,281 ms
Kecepatan air masuk turbin untuk H=9,29 m, tinggi air dalam TPA 50 cm Q
= v . A 0,019448 = v . 0,0081 m
2
v = 2,4 ms
Head effektif untuk H=5,18 m, tinggi air dalam TPA 50 cm a. Head Losses Mayor
Bilangan Reynold; Re = . V d
Keterangan:
= viskositas air 10
-6
m
2
s untuk tekanan 1 atm dan suhu 20 C
V = 1,185 ms
d = 0,1016 m
Re = 120396
Keterangan: L
= panjang pipa 7,09 m d
= 0,1016 m V
= 1,185 ms f
= 0,0174 diperoleh dari moody friction calculator
[14]
2
7,091,185 0,0174
0,101629,81
f
h
f
h
0,087 m
b. Head Losses Minor
Tabel 4.1 Head Losses Minor Untuk H= 5,18 m
N k
nk 1 elbow 90
1 0,51
0,51
1 Tee
1 0,34
0,34
2 katup bola
2 0,05
0,1
Sisi masuk pipa 1
0,25 0,25
Sisi keluar pipa
1 1
1 Jumlah
2,2
m
h
2
1,185 2,2
2 9,81 x
m
h 0,157 m
H
eff
= 5,18 m + 0,5 m 0,087 m 0,157 m
= 5,436 m
Head effektif untuk H=5,18 m, tinggi air dalam TPA 70 cm a. Head Losses Mayor
Re = 130150 f
= 0,0171 h
f
= 0,1 m b. Head Losses Minor
m
h 0,184 m H
eff
= 5,18 m + 0,7 m 0,1 m 0,184 m = 5,596 m
Head effektif untuk H=9,29 m, tinggi air dalam TPA 50 cm a. Head Losses Mayor
Re = 243840 f
= 0,01518 L
= panjang pipa 9,98 m
m
h = 0,437 m
b. Head Losses Minor
Tabel 4.2 Head Losses Minor Untuk H= 9,29 m
n k
nk 1 Elbow 90
1 0,51
0,51
1 Tee 1
0,34 0,34
2 Katup Bola 1
0,05 0,05
Sisi Masuk Pipa 1
0,25 0,25
Sisi Keluar Pipa
1 1
1 Jumlah
2,15
m
h 0,631 m H
eff
= 9,29 m + 0,5 m 0,437 m 0,631 m = 8,722 m
Effisiensi PAT untuk H=5,18 m, debit 0,0096 m
3
s
100
PAT PAT
air
P x P
P
PAT
= .
. .cos
t g
V I
Keterangan: Hasil pengujian di bawah diambil dari data pengujian ketiga
V = voltase yang dihasilkan untuk beban efektif 100 W 193 V
I = arus yang diperoleh untuk beban efektif 100 W 0,35 A
t
= effisiensi transmisi
g
= effisiensi generator diasumsikan sebesar 0,8
cos
= 0,8
t
=
g t
g t
D D n n
Keterangan: D
g
= diameter pulley pada generator D
t
= diameter pulley pada PAT n
t
= putaran pada PAT n
g
= putaran pada generator Maka,
t
=
g t
g t
D D n n
= 2,510,5 270,81134
= 0,997
P
PAT
= 193 0,35
0,997 0,8 0,8 x
x x P
PAT
= 105,86 Watt
P
air
= × g × H
eff.
× Q Keterangan:
= massa jenis air 1000 kgm
3
g = gaya gravitasi 9,81 ms
2
H
eff
= head air effektif 5,436 m Q
= kapasitas air 0,0096 m
3
s Maka,
P
air
= 1000. 9,81. 5,436 . 0,0096 P
air
= 511,94 Watt
PAT
= 83,4 100 487,831
x
PAT
= 20,68
Effisiensi PAT untuk H= 5,18 m, debit 0,01038 m
3
s
t
= 1
P
PAT
= 216 0,53 1 0,8 0,8
x x x
P
PAT
= 178,875 Watt
P
air
= 1000. 9,81. 5,596. 0,01038 P
air
= 569,83Watt
PAT
= 178,875 100 569,83
x
PAT
= 31,39
Effisiensi PAT untuk H= 9,29 m, debit 0,019448 m
3
s V
= voltase yang dihasilkan untuk beban efektif 300 W 241V I
= arus yang diperoleh untuk beban efektif 300 W 1,05A
t
= 0,988 P
PAT
= 241 1,05
0,988 0,8 0,8 x
x x P
PAT
= 400,19 Watt P
air
= 1000. 9,81. 8,722. 0,019448 P
air
= 1664,03 Watt
PAT
= 400,19 100 1664,03
x
PAT
= 24,05 4.2 PERHITUNGAN EFFISIENSI PENGUJIAN PAT DENGAN POMPA
3 TIGA INCHI
Q = v × A
Keterangan : Q
= debit air m
3
s digunakan Q rata-rata dari hasil pengujian V
= kecepatan air masuk turbin ms A
= luas penampang pipa m
2
Kecepatan air masuk turbin untuk H=5,18 m, tinggi air dalam TPA 50 cm Q = v × A
A =
2
1 4
d
0,008389 = v × 0,00456 = 0,00456 m
2
v = 1,84 ms Diameter pipa tiga inchi = 0,0762 m
Kecepatan air keluar tong untuk H=5,18 m, tinggi air dalam TPA 70 cm
