TUGAS AKHIR Pengaruh Variasi Volume Tabung Tekan Terhadap Efisiensi Pompa Hidram.

TUGAS AKHIR

PENGARUH VARIASI VOLUME TABUNG TEKAN
TERHADAP EFISIENSI POMPA HIDRAM

Tugas Akhir Ini Disusun Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana S-1 Pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh :
Nama

: SHODIQIN

Nim

: D200100049

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2015


i

ii

iii

iv

v

MOTTO

“Pendidika nmerupakan perlengkapan paling baik untuk hari tua”
(Aristoteles)

“Mencari ilmu itu hokumnya wajib bagi muslimin dan muslimat”
(HR. IbnuAbdil Bari)

“Apabila anda berbuat kebaikan kepada orang lain, maka anda telah berbuat

baik terhadap diri sendiri”
(Benyamin Franklin)

“Allah akan meningkatkan orang - orang beriman dan berilmu
Sampai beberapa derajat”
(Q.S Al-Mujadalah)

“Berangkat dengan penuh keyakinan Berjalan dengan penuh keikhlasan
Istiqomah dalam menghadapi cobaan”

vi

PERSEMBAHAN

Dengan ridho Allah SWT serta teriring do’a dan sujud syukur yang
mendalam,

setelah

melewati


berbagai

ujian

dalam

perjuangan,

saya

mempersembahkan Tugas Akhir ini kepada :
1. Ayah (Aris Kuswanto) dan Ibu (Dariyah) dengan segala kasih sayang,
kesabaran, keikhlasan dan pengorbanannya, serta senantiasa mendukung,
membimbing dan mendo’akanku.
2. Bapak Ir. Subroto, MT selaku dosen pembimbing utama tugas akhir, dan
Bapak Ir. Sunardi Wiyono, MT selaku dosen pembimbing pendamping, serta
seluruh dosen dan karyawan, saya berterimakasih banyak atas bimbingan dan
fasilitas yang diberikan di Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Keluargaku yang selalu memberi semangat.

4. Ida Farokhah Amd Gz yang selalu memberi dukungan dan semangat.
5. Teman – teman Teknik Mesin Angkatan 2010 yang selalu mendukung dan
memberi support.

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Puji syukur Alhamdulilahhirabbil’alamin, kehadirat Allah SWT atas
segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
penyusunan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa dukungan, bimbingan dan
dorongan dari semua pihak sangatlah berarti bagi kelancaran penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis tidak
lepas dari berbagai hambatan dan cobaan akan tetapi berkat bimbingan dan
dorongan dari berbagai pihak akhirnya penulis dapat melalui dan mengatasinya.
Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang
sebesar – besarnya kepada :
1. Ir. Sri Sunarjono, MT., Ph.D. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.
2. Tri Widodo Besar Riyadi, ST., Msc., Ph.D. Selaku ketua Jurusan Teknik
Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Ir. Subroto, MT selaku Dosen Pembimbing Utama yang telah membimbing,
mengarahkan dan memberi petunjuk dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
4. Ir. Sunardi Wiyono, MT selaku Dosen Pembimbing Pendamping yang telah
berkenan meluangkan waktu dan pikirannya dalam memberikan dorongan,
arahan dan bimbinganya atas terselesainya Tugas Akhir ini.
5. Ir. Bibit Sugito, MT selaku Pembimbing Akademik yang memberikan
nasehat.
6. Dosen Teknik Mesin beserta Staf Tata Usaha Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta.

viii

7. Bapak dan Ibu tercinta yang memberikan kasih sayang dan selalu
mendo’akan untuk menyelesaikan tugas Akhir ini.
8. Fariz, Aji, Jiting, Dedhi, Darsen, Ma’sum dan Afif teman seperjuangan yang
membantu kelancaran pengerjaan Tugas Akhir.
9. Teman – teman Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin khususnya angkatan 2010,

terimakasih bantuan dan persahabatanya.
10. Semua pihak yang telah membantu dalam studi dan penyelesaian penulisan
Tugas Akhir ini, yang tidak bisa disebutkan satu - persatu.

Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini,
semoga bantuan yang diberikan menjadi amalan kebaikan disisi Allah SWT,
Amin. Segala saran dan kritikan menjadikan motivasi dan semangat pada penulis.

Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Surakarta,

Oktober 2015

Penulis

ix

PENGARUH VARIASI VOLUME TABUNG TEKAN
TERHADAP EFISIENSI POMPA HIDRAM

ABSTRAKSI
Indonesia merupakan negara yang memiliki banyak perbukitan. Untuk
mendapatkan air sehari - hari, sebagian daerah yang lokasi pemukimannya
relatif tinggi dan jauh dari sumber air biasanya menggunakan pompa dengan
penggerak utama motor listrik ataupun motor diesel. Namun, hal itu menjadikan
kesulitan tersendiri bila memasang instalasi kelistrikan karena jangkauan sumber
air dari pemukiman terlalu jauh, begitu pula dengan motor diesel yang harga
belinya mahal, bahan bakarnya juga semakin lama semakin mahal. Oleh karena
itu diperlukan alat alternatif yang tidak harus memerlukan listrik dan bahan
bakar minyak, salah satunya menggunakan pompa hidram. Tujuan penelitian ini
untuk mengetahui Pengaruh Variasi Volume Tabung Tekan Terhadap Efisiensi
Pompa Hidram.
Penelitian yang dilakukan dengan menggunakan pompa hidram dengan
tinggi permukaan reservoir tetap 3 m, panjang pipa inlet 4 m dengan diameter
0.0635 m (2,5 inchi), badan pompa berdiameter 1,5 inchi, dan pipa penghantar
berdiameter 0.5 inchi dan tinggi 6 m. Dengan variasi volume tabung tekan
dengan volume 4866.35 cm3, 5677.41 cm3, dan 6488.47 cm3. Pengambilan data
debit pompa dan debit spill dengan menggunakan gelas ukur.
Dari hasil penelitian variasi volume tabung tekan berpengaruh terhadap
debit dan efisiensi pompa. Pada variasi volume tabung tekan 4866.35 cm3

menghasilkan debit 0.0355 liter/detik dan efisiensi pompa 10.625 %, pada variasi
volume tabung tekan 5677.41 cm3 menghasilkan debit 0.068 liter/detik dan
efisiensi pompa 24.64 %, dan pada variasi volume tabung tekan 6488.47 cm3
menghasilkan debit 0.072 liter/detik dan efisiensi pompa 28.32 %.

Kata Kunci : Pompa Hidram, Tabung Tekan, Efisiensi Pompa
x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................

i

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

................................................

ii


HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................

iii

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................

iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ..........................................................

v

MOTTO .....................................................................................................

vi

PERSEMBAHAN ....................................................................................

vii


KATA PENGANTAR .............................................................................

viii

ABSTRAKSI ..........................................................................................

x

DAFTAR ISI

..........................................................................................

xi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................

xiiv

DAFTAR TABEL ....................................................................................


xv

DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................

xvi

DAFTAR NOTASI .................................................................................

xvii

BAB I

PENDAHULUAN ............................................................

1

1.1.

Latar Belakang .....................................................

1

1.2.

Rumusan Masalah ...............................................

2

1.3.

Batasan Masalah ..................................................

2

1.4.

Tujuan Penelitian ...............................................

3

xi

BAB II

BAB III

1.5.

Manfaat Penelitian ...............................................

3

1.6.

Sistematika Penulisan ...........................................

4

TINJAUAN PUSTAKA ...................................................

6

2.1.

Penelitian Terdahulu .............................................

6

2.2.

Dasar Teori ............................................................

7

2.2.1. Pompa hidram ..........................................

7

2.2.2. Komponen utama dan fungsinya ..............

13

2.2.3. Fluida dan jenis aliran ..............................

15

2.2.4. Aliran air di dalam pipa ............................

17

2.2.5. Gaya water hammer ................................

19

2.2.6. Efisiensi pompa hidram ............................

20

METODOLOGI PENELITIAN ......................................

21

3.1.

Rancangan Penelitian ...........................................

21

3.2.

Instalasi Pengujian ...............................................

24

3.3.

Lokasi Penelitian ..................................................

26

3.4.

Alat dan Bahan Penelitian .....................................

26

3.4.1. Alat yang digunakan .................................

26

3.4.2. Bahan yang digunakan untuk penelitian ...

30

Prosedur Penelitian ..............................................

30

3.5.

xii

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAAN ......................................

32

4.1.

Perhitungan gaya angkat katup buang....................

32

4.1.1. Kecepatan aliran pipa.. .................................

32

4.1.2. Perhitungan kerugian tenaga (Head Loses) .

33

4.1.3. Perhitungan tekanan pada katup buang. ......

34

4.2.

Analisa gaya water hammer ...................................

35

4.3.

Hubungan variasi volume tabung tekan dengan debit
pompa.......................................................................

4.4.

Hubungan variasi volume tabung tekan dengan
efisiensi pompa..........................................................

BAB V

36

38

PENUTUP.. ........................................................................

40

5.1.

Kesimpulan ...........................................................

40

5.2.

Saran .....................................................................

40

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Bagian – bagian Pompa Hidram ............................................

8

Gambar 2.2 Skema pompa hidram pada kondisi 1 ....................................

9

Gambar 2.3 Skema pompa hidram pada kondisi 2 ....................................

10

Gambar 2.4 Skema pompa hidram pada kondisi 3 ....................................

11

Gambar 2.5 Skema pompa hidram pada kondisi 4 ....................................

12

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................

21

Gambar 3.2 Instalasi Pompa .....................................................................

24

Gambar 3.3 Tampungan Air (reservoir) ...................................................

26

Gambar 3.4 Badan Pompa Hidram ............................................................

27

Gambar 3.5 Variasi Tabung Udara ............................................................

27

Gambar 3.6 Elbow.......................................................................................

28

Gambar 3.7 Gelas Ukur

..............................................................

28

Gambar 3.8 Katup Buang ........................................................................

29

Gambar 3.9 Rumah Katup Buang .............................................................

29

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara variasi volume tabung tekan dengan debit
pompa............. .......................................................................

37

Gambar 4.2 Grafik hubungan antara variasi volume tabung tekan dengan
efisiensi pompa........................................................................

xiv

39

DAFTAR TABEL
Table 1 Hasil percobaan variasi volume tabung tekan dengan debit pompa

36

Table 2 Debit spill pompa hidram

........................................................

38

Table 3 Efisiensi menurut D’Abuission ..................................................

38

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Flange Badan Pompa Hidram
Badan Pompa Hidram
Flange Badan Pompa Hidram
Katup Searah
Rumah Katup Buang
Variasi Tabung Tekan Volume 5677.41 cm3
Variasi Tabung Tekan Volume 4866.35 cm3
Variasi Tabung Tekan Volume 6488.47 cm3
Penampang Katup Buang
Poros Katup Buang
Beban Katup Buang
Diagram Moody

xvi

DAFTAR NOTASI
V

= Kecepatan aliran

(m/s)

D

= Diameter

(m)

ʋ

= Viskositas kinematis

(m2/s)

Re

= Bilangan Reynolds

Hf

= kerugian – kerugian pada pipa

M

= Massa

K

= Konstanta

f

= Friction factor

L

= panjang

(m)

ρ

= Rapat massa zat cair

(kg/m3)

A

= Penampang aliran

(m2)

T

= Waktu

(s)

d

= Diameter

(m)

Q

= Debit spill

(dm3/s)

ȠD

= Efisiensi D’Aubuission

(%)

h

= Head hasil pompa

(m)

H

= Head reservoir

(m)

(kg)

xvii