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
air
Energi yang dibangkitkan oleh Pompa hidram terjadi akibat palu air yang diakibatkan oleh penutupan katup secara tiba-tiba. Besarnya energi dapat dihitung
dengan rumus:
� =
1 2
� �
3 2
Dengan : E = energi hidram J m = massa fluida yang mengalir kg
L = panjang pipa masuk, 15 m A = luas penampang pipa masuk, 0,0024093 m
2
� = massa jenis air 1000 kgm³
10 20
30 40
50 60
70 80
480 500
520 540
560 580
600 620
G aya
F
3
N
Beban katu limbah gram
Tabung 1 Tabung 2
Tabung 3
Maka: m = 15 m x 0,0024093 m
2
x 1000 kgm
3
= 36,1395 kg V
3
= kecepatan massa fluida mengalir ms Kecepatan V
3
dapat dihitung dengan menggunakan persamaan kontinuitas �
3
= �
3
× �
3
Dimana: Q
3
= debit air yang keluar melalui katup limbah 0.001129m
3
s V
3
= kecepatan air di titik 3 yang melalui katup limbah, ms A
3
= luas penampang lubang katup limbah,0.001256 m
2
V
3
=
Q
3
A
3
=
0,001065 0,001256
V
3
= 0,8482 ms
E =
1 2
x 36,1395 x 0,8482
2
E = 13,0020 J
Dengan cara yang sama akan diperoleh besar energi untuk variasi beban katup limbah dan tabung udara dengan head supply 3,3 meter dalam tabel berikut:
Tabel 4.18 Besar energi untuk variasi beban katup limbah dan tabung udara dengan Head supply 3,3 meter.
No Tabung Beban Katup Limbah
gram Energi
J 500
13,0020 Tabung 1 tinggi 100
550 13,0988
cm 600
12,5984 500
12,8904 Tabung 2 tinggi 80 cm
550 12,0931
600 14,6693
500 11,3306
Tabung 3 tinggi 60 cm 550
11,1246 600
10,6592
Gambar 4.15 Grafik energi vs beban katup limbah Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa kecepatan pada pipa masuk
berbanding lurus dengan energi yang dibangkitkan pompa.
4.5 Menghitung Peningkatan Tekanan Akibat Palu Air
Besarnya head tekanan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Joukowsky, seperti di
bawah ini :
Δ�
�
= � �
1
− �
2
�
dengan: ΔHp = kenaikan head tekanan m
c = kecepatan gelombang suara dalam air ms
Menurut David dan Edward, kecepatan gelombang suara di dalam air didefinisikan dengan persamaan :
� = �
�
�
�
�
12
dengan :
2 4
6 8
10 12
14 16
480 500
520 540
560 580
600 620
En e
r gi
J
Beban katup limbah gram
Tabung 1 Tabung 2
Tabung 3
Ev = Modulus bulk, yang menyatakan kompresibilitas dari suatu fluida. Untuk air, Ev = 2,07 x 10
9
Nm
2
ρ = massa jenis fluida, untuk air = 1000 kgm
3
� = �
2.07 � 10
9
�m
2
1000 ���
3
�
12
= 1438,74 ms Kecepatan air sebelum katup limbah menutup V
1
V
1
= �
1
�
1
= 0,001175
0,0024093 =
0,4877 ms
Kecepatan air sesudah katup limbah menutup V
2
V
2
= �
2
�
1
= 0,000110
0,0024093 = 0,0456 ms
ΔHp = � �
1
− �
2
� =
1438 ,740,4877 −0,0456
9,8 = 64,904 m
Dengan cara yang sama akan diperoleh ΔHp untuk variasi beban katup limbah
dan tabung udara dengan head supply 3,3 meter dalam tabel berikut :
Tabel 4.19 Besar ΔHp untuk variasi beban katup limbah dan tabung udara dengan
Head supply 3,3 meter
No Tabung Beban Katup Limbah
gram ΔHp
m 500
64,9209 Tabung 1 tinggi 100
550 65,1621
cm 600
63,9053 500
64,6416 Tabung 2 tinggi 80 cm
550 62,6105
600 68,9579
500 60,6047
Tabung 3 tinggi 60 cm 550
60,0512 600
58,7817
Gambar 4.16 Grafik kenaikan head tekanan vs beban katup limbah Untuk peningkatan tekanan akibat penutupan katup secara gradual, dapat dihitung
menggunakan :
∆ℎ =
� � � �
58 60
62 64
66 68
70
480 500
520 540
560 580
600 620
∆ H
p m
Beban katup limbah gram
Tabung 1 Tabung 2
Tabung 3
dimana: v = kecepatan aliran, 0,4877 ms
L = panjang pipa, 15 m g = percepatan gravitasi, 9.8 ms
2
t = waktu penutupan katup, s t =
60 �
�
=
60 31
n = jumlah ketukan dalam 1 menit dari hasil pengujian 31 t = 1,94 s
∆ℎ =
15 � 0,4877
9,8 � 1,94
= 0,385 m
Dengan cara yang sama akan diperoleh Δh untuk variasi beban katup limbah dan
tabung udara dengan head supply 3,3 meter dalam tabel berikut : Tabel 4.20 Besar
Δh untuk variasi beban katup limbah dan tabung
udara dengan Head supply 3,3 meter
No Tabung Beban Katup Limbah
gram Δh
m 500
0,385 Tabung 1 tinggi 100
550 0,3857
Cm 600
0,3925 500
0,3953 Tabung 2 tinggi 80 cm
550 0,384
600 0,4222
500 0,384
Tabung 3 tinggi 60 cm 550
0,3699 600
0,3698
Gambar 4.17 Grafik kenaikan head tekanan secara gradual vs beban katup limbah Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa pengaruh kecepatan sangat berpengaruh
terhadap peningkatan head tekanan secarag radual. Semakin besar kecepatan semakin besar juga
∆h, demikian juga dengan sebaliknya.
4.6 Menghitung Daya Pompa
