Gambar 4.31 a selang pengeluaran, b selang hisap Sumber : Dokumentasi
pribadi 9.
Dan hasil akhir dari pembuatan alat percobaan.
Gambar 4.32 Alat percobaan Sumber: Dokepmentasi pribadi
5.5 Prosedur Percobaan
a
b
Universitas Sumatera Utara
Pelaksanaandilakukandidalamruangansehinggasuhunyamerupakansuhuruang2 7
C.Langkah- langkahpercobaansebagaiberikut: a.
Mengatur alat sehingga kedudukan mendatar, menghubungkan semua pipa penghisap dan pembuang
b. Membuka katup pemasukan dan membiarkan air memasuki tangki
penenang. Usahakan tercapainya muka air yang konstan sesuain dengan yang sudah ditentukan .
c. Mendiamkan air selama 5 menit dan mengukur temperatur air dengan
memasukkan thermometer pada sampel air yang dimasukkan ke tabung. d.
Membuka katup pengontrol aliran sedikit demi sedikit atau perlahan-lahan. e.
Membuka katup penghisap aliran sedikit demi sedikit atau perlahan-lahan f.
Menentukan besarnya debit yang lewat dengan menampung aliran lewat pipa pembuangan selama selang waktu tertentu ke dalam gelas ukur.
g. Mengulangi prosedur di atas untuk diameter dan tinggi selang yang
berubah-ubah dari kecil ke besar. h.
Mengerjakan kebalikan proses di atas untuk fluida jenis . i.
Mengamati dan mencatat semua data kecepatan fluida, diameter selang, tinggi jatuh fluida dan debit fluida.
j. Mengukur kembali temperatur pada akhir percobaan.
BAB V
Universitas Sumatera Utara
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Setelah alat percobaan selesai maka dilakukan tahap pengambilan data dari peralatan percobaan kemudian di lakukan analisa. Dalam proses pengambilan data,
data yang diambil berupa diameter selang, tinggi selang, jenis fluida yang digunakan, debit fluida, dan kecepatan fluida di dalam selang. Dari data tersebut maka akan
diperoleh debit dan kecepatan fluida untuk menggerakkan turbin sehingga akan menghasilkan daya listrik.
5.2 Dasar-dasar Penyebab Terjadi Proses Naiknya Air Dari Bawah Ke Atas
Pada Beberapa Alat Percobaan 5.2.1 Sistem Transportasi Pada Tumbuhan
Gambar 5.1 Proses naiknya air pada tumbuhan
Sumber: http:biologigonz.blogspot.com201003transportasi-tumbuhan.html.
Universitas Sumatera Utara
Terjadinya proses naiknya air dari tanah dan masuk ke akar kemudian menuju ke batang dan diteruskan ke daun pada tumbuhan dilakukukan oleh jaringan
pengangkut xilem, serta faktor yang mempengaruhi pengangkutan air disebabkan oleh adanya tekanan akar, sifat kapilaritas pembuluh batang, kohesi dan adhesi serta daya
isap daun.
5.2.2 Pompa Hidram
Prinsip kerja pompa hidram merupakan proses perubahan energi kinetis aliran air menjadi tekanan dinamik dan sebagai akibatnya menimbulkan palu air water
hammer sehingga terjadi tekanan tinggi dalam pipa tabung udara. Dengan mengusahakan supaya katup limbah waste valve dan katup pengantar delivery
valve terbuka dan tertutup secara bergantian, maka tekanan dinamik diteruskan sehingga tekanan inersia yang terjadi dalam pipa pemasukan memaksa air naik ke pipa
pengantar. Air mengalir dari suatu sumber atau sebuah tangki melalui pipa pemasukan
dan keluar melalui katup limbah gambar 2.5A. Aliran air yang melalui katup limbah cukup cepat, maka tekanan dinamik yang merupakan gaya ke atas mendorong katup
limbah sehingga tertutup secara tiba-tiba sambil menghentikan aliran air dalam pipa pemasukangambar2.5B. Aliran air yang terhenti mengakibatkan tekanan tinggi
terjadi secara tiba-tiba dalam ram, jika tekanan cukup besar akan mengatasi tekanan dalam ruang udara pada katup pengantar dengan demikian membiarkan air mengalir
ke dalam ruang udara dan seterusnya ke tangki penampungan gambar 2.5C dan 2.5D.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 5.2 Prinsip kerja pompa hidram
5.2.3 Pompa Heron
Prinsip kerja pompa heronyang menyebabkan air dari bawah naik ke atas adalah karena adanya tekanan udara di dalam botol sehingga menekan air yang ada
didalam botol untuk naik ke atas melalui pipa kapiler, setelah air didalam botol habis maka proses naiknya air tidak akan berjalan lagi. Proses kerja pompa heron adalah
sebagai berikut:
Gambar 5.3 Prinsip kerja pompa heron
A
B C
Universitas Sumatera Utara
Penjelasan gambar 5.3 :
Tekanan udara di dalam botol B dan C sama dengan tekanan udara di luar botol.
Setelah botol A diisi air, maka air akan mengalir langsung dari botol A ke
botol C.
Botol C mulai terisi air, dan tekanan udara dalam botol C menjadi lebih besar dari tekanan udara di luar botol. Tekanan ini kemudian dilanjutkan ke botol B.
Tekanan udara dalam botol B menjadi lebih besar dari tekanan udara di luar
botol. Tekanan ini mendorong air di dalam botol B sehingga air mencari jalan keluar untuk melalui sedotan ke botol atas. Maka terjadilah naiknya air ke atas.
Gambar 5.4 Hasil akhir dari prinsip kerja pompa heron
Setelah air di botol B habis maka berhentilah naiknya air ke atas.
Kelemahan dari alat percobaan ini adalah ketika botol tengah telah kosong maka airnya tidak akan naik lagi dan air harus di isi lagi secara berulang-ulang dan ini
merupakan suatu yang tidak efisien untuk dilakukan karena masih memerlukan energi dari luar atau manusia.
A
B C
Universitas Sumatera Utara
5.2.4 Pompa Gravitasi
Gambar 5.5 Prinsip kerja pompa gravitasi
Pada prinsipnya pompa ini bekerja secara mandiri dengan memanfaatkan tenaga hisap dari air yang keluar melalui lubang pengeluaran. Bila kran pengeluaran
air dibuka, maka air dari drum akan keluar dan sejalan dengan ini, air dari sumbersumur ikut naik karena terhisap ke atas oleh air yang keluar.
Tiang penyangga
Klep Sumber air sumur
Aliran air masuk ke drum
Drum Volume X liter Penutup drum
Pipa PVC
Pipa PVC X meter
Pipa penyalur air dari sumber air
Kran Air keluar
Universitas Sumatera Utara
5.2.5 Kelebihan Pompa Vakum Yang Memanfaatkan Pipa Kapiler dan Gaya Gravitasi Dengan Pompa Heron, Pompa Hidram, dan Pompa Gravitasi.
Dari alat percobaan yang sudah dibuat berdasarkan referensi dari transportasi pada tumbuhan dan pompa yang bisa menaikkan air dari bawah ke atas tanpa
menggunakan listrik, maka alat percobaan ini memiliki kelebihan tersendiri yaitu selain bisa menaikkan air dari sumur juga bisa dimanfaatkan untuk pembangkit listrik
tenaga air yang bisa bekerja secara kontinui 24 jam, sehingga bisa mengatasi krisis energi yang sedang dirasakan saat ini.
Tabel 5.1 Keuntungan dan kerugian antara pompa heron, pompa hidram, pompa
gravitasi dan pompa vakum.
Jenis Pompa Keuntungan
Kerugian Pompa heron
Bisa menaikkan air dari
bawah ke atas
Tidak bisa bekerja secara kontinui 24 jam
Pompa hidram
Bisa menaikkan air dari
elevasi rendah ke
elevasi yang lebih tinggi
Memerlukan sumber air
yang memiliki debit besar untuk dapat memompa
pompa.
Pompa gravitasi
Bisa menaikkan air dari
sumur
Belum bisa digunakan untuk memutarkan turbin.
Pompa vakum yang memanfaatkan pipa
kapiler dan gaya gravitasi
Bisa menaikkan air dari
sumursumber air
Dari tinggi jatuhnya air pada pipa kapiler bisa
dimamfaatkan untuk memutarkan turbin
sehingga menghasilkan listrik.
Pompa harus didesain
sedemikian rupa agar tetap vakum dan tidak boleh ada
kebocoran sedikitpun.
Sumber : hasil rangkuman dari referensi tentang jenis-jenis pompa
Universitas Sumatera Utara
5.2 Analisa Alat Percobaan
Prinsip dasar kinerja pompa vakum yang memanfaatkan pipa kapiler dan gaya gravitasi untuk menaikkan air dari sumur merupakan sebuah pemanfaatan energi
potensial yang dimiliki oleh aliran air yang kita simpan pada bak hisap atau menara air pada jarak ketinggian tertentu menuju instalasi pembangkit listrik berupa girbox
dengan turbin, kemudian mengalirkannya kembali ke tempat semula secara berkelanjutan continue. Tentunya sebuah skema dan perhitungan dibutuhkan disini
untuk menjelaskannya, namun secara global saya akan memberikan site plannya sebagai berikut :
Gambar 5.6 Site Plan prinsip dasar kinerja pompa vakum
Universitas Sumatera Utara
Setelah dilakukan tinjauan referensi tentang naiknya fluida pada tumbuhan, pompa hidram, pompa herons dan
pompa gravitasi maka dibuat alatpercobaanyangfluidanyadapatnaikkeatasdankembalilagikebawahsecaranaturaltanpa
adanyapompaberdasarkanpercobaanheron fountain, pompa hidram, pompa garvitasi dengan menggunakan konsep gaya kapiler dan gaya gravitasi, maka dibuatlah alat
percobaan seperti pada gambar dibawah ini:
Gambar 5.7 Aliran fluida peralatan Sumber: Dokumentasi pribadi
1. Fluida di isi ke tabung A
8,5 liter
2. Fluida di tabung A mengalir
ke gelas ukur atau mengalir ke bak
penampung Melalui selang 1
3. Tabung A menjadi vakum
menghisap Fluida dari bak
penampung B 4. Fluida dari bak
penampung naik ke tabung A melalui
selang 2 karena ada daya hisapan dari
tabung A 6. Fluida di dalam
tabung A mengalir lagi ke gelas ukurbak
penampung melalui selang 1, dan proses
tersebut terjadi secara terus menerus
Kontinui
2 A
1
B
5. Fluida yang naik dari selang 2 akan
menggantikan fluida yang turun melalui
selang 1
Universitas Sumatera Utara
Pada percobaan yang dilakukan, proses naiknya fluida dari bawah ke atas pada alat percobaan adalah sebagai berikut :
1. Fluida di isi ke tabung A dengan volume sebesar 8,5 liter.
2. Fluida di tabung A mengalir ke gelas ukur atau mengalir ke bak penampung
melalui selang 1. 3.
Tabung A menjadi vakum dan terjadi daya hisap dalam tabung. 4.
Fluida dari bak penampung naik ke tabung A melalui selang 2 karena ada daya hisapan dari tabung A.
5. Fluida yang naik dari selang 2 akan menggantikan fluida yang turun melalui selang
1. 6.
Fluida di dalam tabung A mengalir lagi ke gelas ukurbak penampung melalui selang 1, dan proses tersebut terjadi secara terus menerus kontinui dengan syarat
tidak ada kebocoran pada tabung A. 7.
Air yang jatuh dari tabung A melalui selang 1, akan memutarkan turbin yang nantinya akan dipasangdiletakkan pada bak penampung B.
5.3 Pengambilan Data Ketinggian Selang, Diameter Selang, Debit, Jenis
