Rancang Bangun Pompa Air Semi Mekanis Bertenaga Semi Aliran

RANCANG BANGUN POMPA AIR SEMI MEKANIS

BERTENAGA SEMI ALIRAN

SKRIPSI

Oleh :

FIRMAN SYAHPUTERA 050308039

DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2010

RANCANG BANGUN POMPA AIR SEMI MEKANIS

BERTENAGA SEMI ALIRAN

SKRIPSI

Oleh :

FIRMAN SYAHPUTERA 050308039/ TEKNIK PERTANIAN

Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian

Universitas Sumatera Utara

Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing

(Ir. Edi Susanto, MSi) (Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si) Ketua Anggota

DEPARTEMEN TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2010

ABSTRAK

FIRMAN SYAHPUTERA: Rancang Bangun Pompa Air Semi Mekanis Bertenaga Semi Aliran, dibimbing oleh EDI SUSANTO dan SAIPUL BAHRI DAULAY.

Petani khususnya yang tinggal di daerah aliran sungai masih menggunakan pompa listrik ataupun secara manual untuk memperoleh air. Untuk itu penulis membuat pompa air semi mekanis bertenaga semi aliran. Penelitian ini dilakuka n pada bulan Februari – Mei 2010 di Laboratorium Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan, dan penelitian lapang dilakukan di Sungai Permai, Desa Namo Gajah, Kecamatan Medan Tuntungan, Medan, Sumatera Utara. dengan cara studi literatur, eksperimen dan pengamatan terhadap alat. Parameter yang diamati adalah kapasitas alat, tinggi air terpompakan, analisis ekonomi.

Hasil penelitian menunjukkan kapasitas alat 8,33 x 10-5 m/s, Tinggi air terpompakan 7,2 m. Analisis ekonomi Rp. 3612.991/m3, dan alat ini layak untuk dibuat.

Kata Kunci : alat, pompa air, aliran.

ABSTRACT

FIRMAN SYAHPUTERA: Design of Mechanical Spring powered Water Pump, suvervised by EDI SUSANTO and SAIPUL BAHRI DAULAY.

Farmers who live in watershed still using electric or manual pump to get water. Therefore the authorty to make mechanical spring-powered water pump. This research was conducted in February-May 2010 at the Agricultural Engineering Laboratory, Faculty of Agriculture, University of North Sumatra, Medan, and the field research was conducted in Sungai Permai, Desa Namo Gajah, Kecamatan Tuntungan Medan, Medan, Sumatera Utara. by literature study, experiments and observations on the water pump. The parameters used were the water pump capacity, water elevation head and economic analysis.

The results showed that the capacity was 8,33 x 10-5 m/s. water head was 7,2 m. Economic analysis was Rp. 3612.991/m3, and this equipment was feasible.

RIWAYAT HIDUP

Firman Syahputera, dilahirkan di Aek Nabara Bilah Hilir pada tanggal 15 Desember 198 dari Ayah P. Banjarnahor dan Alm. R. Manurung. Penulis merupakan putra pertama dari tujuh bersaudara.

Tahun 2004 penulis lulus dari SMU Persiapan Aek Nabara dan pada tahun 2005 lulus seleksi masuk Universitas Sumatera Utara melalui jalur SPMB. Penulis memilih program studi Teknik Pertanian, Departemen Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah megikuti organisasi sebagai pengurus IMATETA pada tahun 2008-2009. Penulis melaksanakan praktek kerja lapangan (PKL) di Pabrik Kelapa Sawit Sawit Sebrang PT. Perkebunan Nusantara II (PERSERO) Stabat, Binjai.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini, yang berjudul “Rancang Bangun Pompa Air Semi Mekanis Bertenaga Semi

Aliran“ yang merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program

Studi Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Ir. Edi Susanto, M.Si selaku ketua komisi pembimbing dan kepada Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada ayah, ibu serta seluruh keluarga yang telah memberi dukungan moril maupun materil termasuk teman-teman yang membantu penulisan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak yang belum sempurna, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan penelitian ini dan semoga bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan.

Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.

Medan, Juni 2010

DAFTAR ISI

Hal

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... i

RIWAYAT HIDUP ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR LAMPIRAN ... viii

PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1

Tujuan Penelitian ... 3

Kegunaan Penelitian ... 3

TINJAUAN PUSTAKA Kincir air... 4

Kincir Air Overshot ... 5

Kincir Air Undershot ... 6

Kincir Air Breastshot ... 6

Kincir Air Tub ... 7

Sungai... ... 8

Debit Air ... . ... 8

Pompa Air Alternatif. ... 9

Aliran Fluida .. . ... 13

Tipe Pompa... 13

Pompa Apung ... 13

Pompa Permukaan ... 13

Pompa Celup ... 13

Pompa Semi Celup ... 14

METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ... 15

Bahan dan Alat Penelitian ... 15

Metode Penelitian ... 15

Persiapan Penelitian. ... 15

Pelaksanaan Penelitian ... 16

Prosedur Penelitian ... 16

Parameter yang Diamati ... 17

Kapasitas Alat ... 17

Debit Air Terpompakan (m) dan debit Air Terpompakan (m3/s) ... 17

Analisis ekonomi ... 17

HASIL DAN PEMBAHASAN Rancang Bangun Alat. ... 20

Pemompaan Air. ... 21

Kapasitas Alat. ... 21

Debit Air Terpompakan (m) dan debit Air Terpompakan (m3/s) . ... 22

Hal KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan ... 27

Saran ... 27

DAFTAR PUSTAKA ... 28

LAMPIRAN ... 30

DAFTAR TABEL

No. Hal

1. Kapasitas alat ... 21 2. Ketinggian air dan debit rata-rata ... 22 3. Jarak maksimum dan debit air ... 23

DAFTAR GAMBAR

No. Hal

1. Kincir air overshot ... 5

2. Kincir air undershot ... 6

3. Kincir air breastshot... 6

4. Kincir air tub ... 7

5. Percobaan alat ... 40

6. Selang lilitan ... 40

7. Bearing ... 41

8. Kincir air ... 41

DAFTAR LAMPIRAN

No. Hal

1. Flowchart penelitian ... 30

2. Data hasil penelitian ... 31

3. Analisis biaya ekonomi ... 33

4. Spesifikasi alat ... 36

6. Gambar teknik... 37

ABSTRAK

FIRMAN SYAHPUTERA: Rancang Bangun Pompa Air Semi Mekanis Bertenaga Semi Aliran, dibimbing oleh EDI SUSANTO dan SAIPUL BAHRI DAULAY.

Petani khususnya yang tinggal di daerah aliran sungai masih menggunakan pompa listrik ataupun secara manual untuk memperoleh air. Untuk itu penulis membuat pompa air semi mekanis bertenaga semi aliran. Penelitian ini dilakuka n pada bulan Februari – Mei 2010 di Laboratorium Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan, dan penelitian lapang dilakukan di Sungai Permai, Desa Namo Gajah, Kecamatan Medan Tuntungan, Medan, Sumatera Utara. dengan cara studi literatur, eksperimen dan pengamatan terhadap alat. Parameter yang diamati adalah kapasitas alat, tinggi air terpompakan, analisis ekonomi.

Hasil penelitian menunjukkan kapasitas alat 8,33 x 10-5 m/s, Tinggi air terpompakan 7,2 m. Analisis ekonomi Rp. 3612.991/m3, dan alat ini layak untuk dibuat.

Kata Kunci : alat, pompa air, aliran.

ABSTRACT

FIRMAN SYAHPUTERA: Design of Mechanical Spring powered Water Pump, suvervised by EDI SUSANTO and SAIPUL BAHRI DAULAY.

Farmers who live in watershed still using electric or manual pump to get water. Therefore the authorty to make mechanical spring-powered water pump. This research was conducted in February-May 2010 at the Agricultural Engineering Laboratory, Faculty of Agriculture, University of North Sumatra, Medan, and the field research was conducted in Sungai Permai, Desa Namo Gajah, Kecamatan Tuntungan Medan, Medan, Sumatera Utara. by literature study, experiments and observations on the water pump. The parameters used were the water pump capacity, water elevation head and economic analysis.

The results showed that the capacity was 8,33 x 10-5 m/s. water head was 7,2 m. Economic analysis was Rp. 3612.991/m3, and this equipment was feasible.

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Air memiliki peranan penting dalam memenuhi kebutuhan aktivitas hidup yang ada dimuka bumi, baik aktivitas hidup manusia, aktivitas hidup hewan, dan tumbuhan. Kebutuhan makhluk hidup akan air bersifat mutlak, makhluk hidup sangat bergantung terhadap air untuk memenuhi kebutuhan aktivitas hidupnya, khususnya manusia.

Air hanya dilihat dari satu aspek yaitu untuk kebutuhan rumah tangga, padahal air telah menjadi sangat dominan dalam seluruh aspek kehidupan kita. Disamping kebutuhan rumah tangga air juga berfungsi sebagai variabel penting tentang keberhasilan pangan atau pertanian dan air juga berpotensi sebagai penyedia energi. Sudah semestinya perhatian kita tentang air tidak akan berkurang, apalagi setiap memasuki kemarau, berita tentang air pasti mengemuka dengan gencar. Sebagaimana biasanya setiap siklus musim kemarau di Indonesia selalu menghadapi defisit air. Dari tahun ke tahun kekeringan terjadi dirasa semakin meluas, seolah musim telah berubah, curah hujan yang turun semakin berkurang sehingga air semakin kurang keberadaannya di bumi Indonesia. Defisit air memang paling nyata dan mudah diukur pada sektor pertanian, karena sektor ini merupakan ‘penderita terakhir’ dari bencana kekeringan. Kemerosotan hasil bahkan kegagalan panen yang menyebabkan melesetnya angka ramalan produksi pangan (khususnya beras) adalah ukuran yang nyata dari pengaruh kekeringan. Itulah sebabnya bencana kekeringan baru banyak mendapat sorotan dan pemberitaan ketika semakin luas lahan pertanian tanaman pangan ‘menjerit’ kekeringan.

Jumlah air yang dibutuhkan oleh manusia tidaklah sedikit, sehingga manusia meciptakan berbagai teknologi nyata untuk membantu perolehan air dari sumber air, yaitu yang kita kenal dengan pompa. Akan tetapi, pompa air yang sering dipakai ntuk memenuh kebutuhan adalah pompa air bertenaga motor listrik. Untuk proses kinerjanya memerlukan sejumlah arus listrik yang cukup besar yang dibutuhkan elektromotor sebagai sumber putaran yang dimanfaatkan oleh pompa untuk menghisap dan mendorong pompa keluar.

Sebagian masyarakat yang tempat tinggalnya dekat dengan sungai, memanfaatkan sungai sebagai sumber air, sebagian dari mereka menggunakan pompa air bertenaga elektromotor dan tenaga manual untuk mengambil air dari sungai ke masing – masing tempat tinggal, atapun tempat lainnya yang biasanya ke daerah usaha mereka seperti pertanian, perindustrian, dll.

Akan tetapi, sungai juga dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk pompa air. Sungai harus memiliki debit yang besar untuk memutar kincir air menjadi energi gerak berupa putaran dan dikonversikan ke pompa air sebagai pengganti dari elektromotor sehingga diperlukan rancangan alat popa air semi mekanis yang dapat diaplikasikan pada sungai yang memiliki debit aliran sedang.

Diharapkan alat tersebut dapat meringankan beban untuk masyarakat khususnya tinggal di daerah sungai, baik untuk menghemat tenaga, biaya ekonomi, dll.

Tujuan Penelitian

Tujuan penilitian ini adalah untuk merancang dan membuat alat pompa air semi mekanis bertenaga semi aliran.

Kegunaan Penelitian

1. Sebagai bahan bagi penulis untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi Teknik Pertanian Departemen Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.

2. Sebagai bahan informasi bagi mahasiswa yang akan mengembangkan alat ini.

3. Sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.

Batasan Masalah

Alat ini dirancang atau dibuat untuk memompa air pada daerah aliran sungai.

TINJAUAN LITERATUR

Kincir Air

Ribuan tahun yang lalu manusia telah memanfaatkan tenaga air untuk beberapa keperluan, misalnya untuk menaikkan air keperluan irigasi, menggiling padi dan sebagainya. Di daerah – daerah terpencil, misalnya terbuat dari bambu atau dari kayu dengan diameter yang besar masih dapat dilihat di sungai Hoang Ho (Cina), sungai NiL (Mesir), sungai Eufrat (Irak) (Patty, 1995).

Efisiensi roda air yang dijalankan oleh aliran air tanpa menggunakan seluruh potensi air yang terdapat dalam sungai, tentu kecil sekali. Perbaikan cara ini dilakukan pada abad ke -15. untuk menjalankan roda, dibuat saluran tersendiri dengan tiga macam roda air, sehingga menumbuk roda pada bagian atas, pada bagian tengah atau bagian bawahnya (Miller and Richard, 2004).

Kalau kita kebetulan sedang pergi ke daerah pedesaan yang letaknya ada di kaki pegunungan atau di daerah dataran tinggi kadang kita akan menemui kincir air. Sebuah alat pendistribusian air yang bekerja dengan system rotasi sederhana. Alat utamanya berbentuk lingkaran bisa terbuat dari kayu atau bambu dengan dua sisi berseberangan bisa berukuran besar bisa juga kecil tergantung kebutuhan dan derasnya air. Pada bagian antara sisi satu dengan sisi lainnya biasanya ada beberapa bak untuk menampung air dari sungai atau mata air. kincir ini akan berputar pada sumbunya karena ada dorongan air, putaran ini akan menyambungkan air yang ditampung ke potongan bambu yang dibelah-belah menyerupai pipa yang berfungsi sebagai penyalur air ke rumah- rumah penduduk yang ada didataran di bawahnya. kincir ini dengan setianya tetap berputar selama ada air yang mendorongnya, kincir inilah yang membantu masyrakat sehingga

tanpa perlu susah payah untuk mengambil air ke sungai ataupun mata air (Ruzaldi, 2009).

Kincir air merupakan sarana untuk merubah energi air menjadi energi mekanik berupa torsi pada poros kincir. Ada beberapa tipe kincir air yaitu :

1. Kincir Air Overshot.

Kincir air overshot bekerja bila air yang mengalir jatuh ke dalam bagian sudu-sudu sisi bagian atas, dan karena gaya berat air roda kincir berputar. Kincir air overshot adalah kincir air yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan jenis kincir air yang lain.

Gambar 1.1 Kincir air Overshot Keuntungan

 Tingkat efisiensi yang tinggi dapat mencapai 85%.  Tidak membutuhkan aliran yang deras.

 Konstruksi yang sederhana.  Mudah dalam perawatan.

 Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang terisolir. Kerugian

 Karena aliran air berasal dari atas maka biasanya reservoir air atau bendungan air, sehingga memerlukan investasi yang lebih banyak.  Tidak dapat diterapkan untuk mesin putaran tinggi.

 Daya yang dihasilkan relatif kecil. 2. Kincir Air Undershot.

Kincir air undershot bekerja bila air yang mengalir, menghantam dinding sudu yang terletak pada bagian bawah dari kincir air. Kincir air tipe undershot tidak mempunyai tambahan keuntungan dari head. Tipe ini cocok dipasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata. Tipe ini disebut juga dengan ”Vitruvian”. Disini aliran air berlawanan dengan arah sudu yang memutar kincir.

Gambar 1.2 Kincir air Undershot Keuntungan

 Konstruksi lebih sederhana  Lebih ekonomis

 Mudah untuk dipindahkan Kerugian

 Efisiensi kecil

 Daya yang dihasilkan relatif kecil 3. Kincir Air Breastshot.

Kincir air Breastshot merupakan perpaduan antara tipe overshot dan

undershot dilihat dari energi yang diterimanya. Jarak tinggi jatuhnya tidak

melebihi diameter kincir, arah aliran air yang menggerakkan kincir air disekitar sumbu poros dari kincir air. Kincir air jenis ini menperbaiki kinerja dari kincir air tipe undershot.

 Tipe ini lebih efisien dari tipe undershot Gambar 1.3 Kincir air Breastshot Keuntungan

 Dibandingkan tipe overshot tinggi jatuhnya lebih pendek  Dapat diaplikasikan pada sumber air aliran datar

Kerugian

 Sudu-sudu dari tipe ini tidak rata seperti tipe undershot (lebih rumit)  Diperlukan dam pada arus aliran datar

 Efisiensi lebih kecil dari pada tipe overshot 4. Kincir Air Tub

Kincir air Tub merupakan kincir air yang kincirnya diletakkan secara horizontal dan sudut-sudutnya miring terhadap garis vertikal, dan tipe ini dapat dibuat lebih kecil dari pada tipe overshot maupun tipe undershot. Karena arah gaya dari pancuran air menyamping maka, energi yang diterima oleh kincir yaitu energi potensial dan kinetik.

Gambar 1.4 Kincir air Tub

 Memiliki konstruksi yang lebih ringkas  Kecepatan putarnya lebih cepat

Kerugian

 Tidak menghasilkan daya yang besar

 Karena komponennya lebih kecil membutuhkan tingkat ketelitian yang lebih teliti

Sungai

Pancaran energi (panas) matahari dapat menimbulkan siklus-siklus

berikut:

a. Air sungai mengalir kelaut.

b. Air laut menguap, membetuk awan (kumpulan uap air). c. Awan bergerak ke atas tanah dataran.

d. Pada satu ketinggian, temperatur turun sehingga uap air menguap menjadi air dan turunlah hujan.

e. Air hujan mengalir ke sungai dan seterusnya.

Karena siklus ini tetap berlangsung selama masih ada tenaga matahari, maka sepanjang akan ada tenaga air, lain halnya dengan tenaga uap, tenaga nuklir, yang menggunakan bahan bakar, yang suatu ketika akan habis juga (Paijo, 2007).

Debit Air

Air merupakan sumber energi yang murah dan relatif mudah didapat, karena pada air tersimpan energi potensial (pada air jatuh) dan energi kinetik (pada air mengalir). Tenaga air (Hydropower) adalah energi yang diperoleh dari air yang mengalir. Energi yang dimiliki air dapat dimanfaatkan dan digunakan dalam wujud energi mekanis maupun energi listrik (white, 1997).

Air sungai di daerah pegunungan memiliki energi potensial, apabila air mengalir, maka sebagian energi potensial tersebut akan menghilang. Dibandingkan perbedaan tinggi air di pegunungan, angka ini sangat kecil. Energi yang hilang disebabkan antara lain oleh pergesekan antara air dan dinding sungai (Wikipedia, 2008).

Sebuah tegangan (gaya per satuan luas) geser terbentuk apabila ada sebuah gaya tangensial bekerja pada sebuah permukaan. Apabila benda-benda padat biasa seperti baja, atau logam-logam lainnya dikenai oleh suatu tegangan

Pompa Air Alternatif.

Alat ini bisa dimanfaatkan untuk memompa air memindahkannya ke permukaan yang lebih tinggi di tempat-tempat yang memerlukan air yang tidak sedikit seperti di masjid-masjid, kolam taman, dan pertanian sehingga pada akhirnya dapat menghemat pengeluaran, biaya produksi, dan sekaligus dapat memperkecil beban penggunaan listrik dan BBM

Bagi mereka yang tinggal atau bekerja jauh di pedalaman, sistem alat ini selain bisa memompa air, juga untuk penggerakkan untuk keperluan mereka seperti untuk generator pembangkit listrik, penggiling padi, dan lain sebagainya.

`Dalam upaya memulihkan naiknya berbagai kebutuhan, salah satu langkah yang bisa dilakukan ialah dengan cara menghemat, menekan biaya produksi (Syarifuddin, 2008).

Aliran Fluida

Mekanika fluida adalah telah tentang fluida yang bergerak atau diam dan akibat yang ditimbulkan oleh fluida tersebut pada batasnya. Batas tersebut dapat berupa permukaan padat ataupun yang lain.

geser, biasanya benda ini mulai berdeformasi (biasanya sangat kecil), tetapi tidak akan terus berdeformasi (mengalir). Namun cairan yang biasa seperti minyak, air, dan udara memenuhi defenisi dari sebuah fluida, artinya zat-zat akan mengalir apabila padanya bekeja sebuah teganga geser (Gunadarma, 2008).

Pada aliran vertikal, ketinggian dan volume pada saluran (misalkan pada saluran pipa), berpengaruh pada besarnya tekanan dan kecepatan yang terjadi pada aliran terebut. Pada suatu batasan pada aliran fluida, bahwa kecepatan dan tekanan sangat berpengaruh pada aliran fluida, kecepatan yang diberikan pada suatu aliran nenyebabkan menurunnya tekanan pada aliran balik, dan sebaliknya.

Mari kita tinjau tekanan air pada sebuah wadah sebagaimana tampak pada gambar. Tinggi kolom cairan adalah h

Keterangan :

w = adalah berat air

h = ketinggian kolom air dalam wadah yang berbentuk silinder A = luas permukaan dan P adalah tekanan.

dan luas penampangnya A. Bagaimana tekanan air di dasar wadah ?

Pa = tekanan atmosfir

Pada gambar di atas tidak digambarkan Pa, tapi dalam kenyataannya, bila wadah yang berisi air terbuka maka pada permukaan air bekerja juga tekanan atmosfir yang arahnya ke bawah. Tergantung permukaan wadah terbuka ke mana. Jika

permukaan wadah terbuka ke atas seperti pada gambar di atas, maka arah tekanan atmosfir adalah ke bawah (Riansyah, 2007).

Tekanan berbanding lurus dengan massa jenis dan kedalaman zat cair (percepatan gravitasi bernilai tetap). Jika kedalaman zat cair makin bertambah, maka tekanan juga makin besar. Ingat bahwa cairan hampir tidak termampatkan akibat adanya berat cairan di atasnya, sehingga massa jenis cairan bernilai konstan di setiap permukaan. Jika perbedaan ketinggian sangat besar (untuk laut yang sangat dalam), massa jenis sedikit berbeda. Tapi jika perbedaan ketinggian tidak terlalu besar, pada dasarnya massa jenis zat cair sama (atau perbedaannya sangat kecil sehingga diabaikan) (Gurumuda, 2008).

Pada perancangan pompa, pada prinsipnya adalah menghisap dan mendorong cairan pada suatu tempat ketempat lain (biasanya untuk memindahkan cairan dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi). Besarnya hisapan dan dorongan harus lebih besar dari tekanan aliran balik, karena cairan memberikan tekanan balik dimana adanya gaya gravitasi serta gaya potensial pada aliran balik (Streeter dan Wyle, 1992).

Untuk membangun teori dasar tentang untuk kerja pompa, kita mengandaikan bahwa alirannya satu dimensi, dan kita menggabungkan vektor-vektor kecepatan fluida yang diperoleh dengan pengidealan ini dalam bilah-bilah pendesak itu dalam suatu volume kendali. Diandaikan pada fluida yang masuk pada bilah-bilah pendesak, dengan kecepatan tertentu maka akan memberikan tekanan yang menimbulkan kecepatan pada aliran keluar (Munson., dkk, 2002).

Poros merupakan salah satu bagian yang terpenting dari setiap mesin. Hampir semua mesin meneruskan tenaga bersama-sama dengan putaran. Peranan utama dalam transmisi seperti itu dipegang oleh poros (Sularso dan Suga, 1997).

Poros dapat dibedakan kepada 2 macam, yaitu :

1. Poros dukung; poros yang khusus diperuntukkan mendukung elemen mesin yang berputar.

2. Poros transmisi/poros perpindahan; poros yang terutama dipergunakan untuk memindahkan momen puntir.

Poros dukung dapat dibagi menjadi poros tetap atau poros terhenti dan poros berputar. Pada umumnya poros dukung itu pada kedua atau salah satu ujungnya ditimpa atau sering ditahan terhadap putaran. Poros dukung pada umumnya dibuat dari baja bukan paduan (Stolk dan Kros, 1981).

Ada beberapa variabel lain yang memungkinkan desain ini untuk memompa secara efektif. Antara lain :

1. laju aliran air sungai (kecepatan). 2. ukuran dayung.

3. jumlah dayung. 4. roda air diameter. 5. diameter gulungan. 6. diameter polypipe. 7. jumlah gulungan.

8. perendaman dari koil set. 9. diameter pipa.

Sebagai pompa spiral ini merupakan pengganti langsung kecil pompa piston standar, ditemukan bahwa volume air yang dipompa per hari adalah sama, sehingga efisiensi operasi ini sangat diterima. Debit minimum pompa tersebut adalah 2 m3

1. Pompa apung.

/hari, tetapi bervariasi sesuai dengan aliran sungai. Secara keseluruhan, sepotong yang indah teknologi alternatif (Hermans, 2004).

Tipe Pompa.

Berikut ini adalah tipe pompa air dan performancenya:

Pompa apung (floating pump) dapat digunakan jika terdapat sumber air permukaan/sungai/sumur gali. Pompa akan mengapung di permukaan air, sehingga vertical suction head mendekati nol meter.

Performance pompa: Head maksimum 25 meter; debit maksimum 67.10 m³/hari 2. Pompa permukaan.

Pompa permukaan (surface pump) cocok digunakan jika terdapat sumber air permukaan/sungai/sumur gali, tetapi pompa ingin diletakkan di atas permukaan tanah/pondasi dengan vertical suction head tidak lebih dari 6 meter. Performance Pompa: Head Maksimum 120 meter; debit maksimum 122.5 m³/hari.

3. Pompa celup.

Pompa celup (submersible pump) digunakan jika sumber air yang ingin dipompa bersumber dari sumur bor/air bawah tanah, dimana permukaan air tanah lebih dari 6 m. Motor beserta pompa diletakkan di dalam sumber air.

Performance Pompa: Head maksimum 50 meter; debit maksimum 18.70 m³/hari.

Pompa semi celup (lineshaft pump) digunakan untuk memompa air dari dalam sumur bor/air bawah tanah, tetapi pemakai ingin agar pompanya saja yang masuk ke dalam sumber air, sedangkan drive head dan motor pompa tetap berada di permukaan tanah/tapak sehingga memudahkan pengguna jika ingin mengganti

drive head, motor, atau sumber penggeraknya.

Performance Pompa: Head maksimum 120 meter; debit maksimum 120 m³/hari

(Prihasa, 2009).

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat penelitian

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari – Mei 2010 di Laboratorium Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara dan penelitian lapang dilakukan di Sungai Permai, Desa Namo Gajah, Kecamatan Medan Tuntungan, Medan, Provinsi Sumatera Utara.

Bahan dan Alat Penelitian

Adapun bahan-bahan yang digunakan adalah :

Pipa besi 2.5”, Pipa PVC 1”, Plat besi, Bearing, Baut dan mur, Selang 2” Selang 1.5”, papan, dan Paku.

Adapun alat-alat yang digunakan :

Mesin las berfungsi untuk mengelas bahan besi, Gergaji besi berfungsi untuk memotong besi, Mesin bor berfungsi untuk melubangi besi, Mesin skrup berfungsi untuk membuka baut dan mur, kalkulator berfungsi untuk menghitung data, mistar berfungsi untuk mengukur dimensi alat, pulpen/pensil.

Metode Penelitian

Dalam penelitian ini, pengumpulan data dilakukan dengan cara studi literatur (kepustakaan), melakukan pengujian, survei ke lapangan dan melakukan pengamatan tentang alat pompa air bertenaga semi mekanis. Kemudian dilakukan perancangan bentuk dan pembuatan/perangkaian komponen-komponen alat pompa air bertenaga semi mekanis. Setelah itu, dilakukan pengujian alat, pengamatan parameter.

Persiapan Penelitian

Sebelum penelitian dilaksanakan, terlebih dahulu dilakukan persiapan untuk penelitian yaitu merancang bentuk dan ukuran alat pompa air bertenaga aliran air dan disajikan dalam gambar teknik, mempersiapkan bahan-bahan dan peralatan yang akan digunakan dalam penelitian.

Pelaksanaan Penelitian

Komponen Alat.

Pompa air semi mekanis bertenaga semi aliran memiliki beberapa komponen penting, antara lain :

1. Kerangka alat, berfungsi sebagai tempat penyangga dan peletakan lilitan selang tempat mengalirnya.

2. Badan lilitan pipa, berfungsi sebagai tempat lilitan selang.

3. Kincir air, berfungsi sebagai sumber tenaga yang menampung aliran air dan merubahnya mejadi putaran.

Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian ini dibagi atas tiga tahap, yaitu : 1. Perancangan alat

2. Pembuatan alat.

1) Pembuatan rangka.

2) Pembuatan badan lilitan selang. 3) Pembuatan kincir air.

4) Perangkaian badan lilitan selang, kincir air pada rangka alat. 3. Pengujian alat.

Pengukuran Parameter

1. Kapasitas Alat

Kapasitas alat dapat diukur dengan menghitung volume air hasil pompa dengan waktu kerja pompa.

Kapasitas alat =

) ( ) ( 3 jam pemompaan Waktu m pompa hasil air volume

2. Tinggi air terpompakan (m) dan debit air terpompakan (m3/s) Tinggi air terpompakan (m) dan debit air terpompakan (m3

) ( ) ( 3 s pemompaan Waktu m pompa hasil air volume /s) diukur berdasarkan 3 parameter panjang selang lilitan, yaitu 15 m, 20 m, dan 25 m. Debit air terpompakan diukur dengan menghitung volume air hasil pompa dengan waktu kerja pompa untuk setiap 3 parameter panjang selang.

Debit air terpompakan =

3. Analisis ekonomi

Biaya Pompa air (Rp/m3

   



 _+BTT

x BT

).

Pengukuran biaya alat pompa air dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap (biaya pokok).

Biaya pokok = .C

Dimana :

BT = Total biaya tetap (Rp/thn) BTT = Total biaya tidak tetap (Rp/thn) X = Total jam kerja per tahun (Jam/thn) C = Kapasitas alat (Jam/satuan produksi)

a. Biaya tetap terdiri dari :

1) Biaya penyusutan (metode garis lurus) D = n s P ) ( − Dimana :

D = Biaya penyusutan (Rp/thn) P = Nilai awal (harga beli) alsin (Rp) S = Nilai akhir alsin (10% dari P) (Rp) n = Umur ekonomis alsin (tahun)

2) Biaya bunga modal dan asuransi, perhitungannya digabungkan, besarnya: I = n n P i 2 ) 1 )( ( + Dimana :

i = persentase bunga modal (15% pertahun)

3) Biaya pajak, alsin pertanian diperkirakan sebesar 2% pertahun dari nilai awal alat.

4) Biaya gudang/garasi diperkirakan berkisar antara 0,5-1%, rata-rata diperhitungkan 1% nilai awal (P) pertahun.

b. Biaya tidak tetap terdiri dari : 1) Biaya listrik (Rp/kWH) 2) Biaya Perawatan Biaya perawatan =

jam P

1000 % 10

3) Biaya perbaikan untuk sumber tenaga penggerak, mesin sumber tenaga adalah mesin penggerak peralatan lainnya yang umumnya dihubungkan dengan jenis transmisi tertentu. Biaya perbaikan alat ini dapat dihitung dengan persamaan :

Biaya reparasi =

jam S P

1000 ) %( 2 ,

1 −

4) Biaya karyawan (operator), biaya operator adalah biaya untuk gaji operator. Biaya tergantung kepada kondisi lokal, dapat dihitung gaji bulanan atau gaji pertahun dibagi dengan total jam kerja. (Darun, 2002).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Rancang Bangun Alat

Dalam perancangan pompa air bertenaga semi mekanis yang bertujuan untuk memindahkan air dari sumber air yang mengalir ke tempat lain (umumnya ke tempat lebih tinggi).

Dalam pengoperasian pompa tersebut, alat tersebut tidak menggunakan elektromotor sebagai sumber tenaga, tetapi memanfaatkan aliran air sebagai sumber energi yang dimanfaatkan untuk menggerakkan baling-baling kincir air, sehingga menghasilkan putaran, hal tersebut sesuai dengan pernyataan Ruzaldi (2009) Sebuah alat pendistribusian air yang bekerja dengan sistem rotasi sederhana. Alat utamanya bebentuk lingkaran bisa terbuat dari kayu atau bambu dengan dua sisi berseberangan bisa berukuran besar bisa juga kecil tergantung kebutuhan dan derasnya air. Pada bagian antara sisi satu dengan sisi lainnya biasanya ada beberapa bak untuk menampung air dari sungai atau mata air, kincir ini akan berputar pada sumbunya karena ada dorongan air.

Karena alat tersebut tidak menggunakan elektromotor, hanya memanfaatkan kincir air dan aliran air sungai sebagai sumber energi. Maka alat tersebut dapat mengurangi pengeluaran dan biaya produksi, hal tersebut sesuai dengan pernyataan Syahrifuddin (2008) pompa alternatif dimanfaatkan untuk memompa air ke tempat-tempat yang memerlukan air, sehingga pada akhirnya dapat mengurangi biaya pengeluaran, biaya produksi, dan sekaligus dapat memperkecil beban penggunaan listrik dan BBM.

Pompa tersebut juga menggunakan kincir air tipe undershot, dimana dalam pengoperasiannya tidak membutuhkan bangunan tambahan, karena kincir tipe tersebut hanya memanfaatkan aliran air sungai sehingga alat tersebut lebih ekonomis. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Paijo (2007) kontruksi kincir air tipe undershot sangat sederhana, tidak memerlukan bangunan tambahan, sehingga lebih ekonomis.

Pemompaan Air.

Proses pemompaan air menggunakan sistem putar dalam proses pemompaannya. Pemompaan terjadi ketika saat kincir berputar, menyebabkan air masuk melalui pipa pemasukan, lalu diteruskan ke pipa lilitan, setelah kesekian kalinya kincir berputar, selang lilitan akan penuh dengan air, maka air akan diteruskan ke pipa pengeluaran.

Kapasitas Alat

Dari penelitian yang telah dilakukan, dengan debit sungai 768,15 (m/s3

ulangan

), periode putaran kincir air 14.2 rpm, panjang selang lilitan 25 m, maka diperoleh data sebagai berikut:

Tabel 1. Data Kapasitas Alat. panjang lilitan selang (m) volume air terpompakan (m3 waktu pemompaan (s) ) Kapasitas efektif alat

(m3/jam)

I 2.47 x 10-4 30 29.63 x 10-2

II 25 2.4 x 10-4 30 28.80 x 10

III

-2 2.62 x 10-4 30 31.39 x 10

-2

rata-rata 29.94 x 10-2 Besarnya kapasitas alat dapat dihitung dengan membagikan volume air terpompakan dengan waktu pemompaan. Berdasarkan penelitian yang dilakukan

maka didapat kapasitas alat efektif pompa air tersebut adalah 29.94 x 10-2(m3/jam). Kapasitas alat tertinggi terdapat pada ulangan III, yaitu

31.39 x 10-2(m3/jam), sedangkan yang terendah terdapat pada ulangan II, yaitu 28.80 x 10-2(m3/jam). Dari penelitan tersebut dapat disimpulkan bahwa variasi dari kapasitas alat dengan 3 ulangan tidak terlalu besar sehingga kinerja alat relatif konstan.

Tinggi Air Terpompakan (m)dan Debit Air Terpompakan (m3/s).

Dari hasil penelitian yang dilakukan, dengan debit sungai 768,15 (m/s3

Ulangan

), periode putaran kincir air 14,2 rpm maka diperoleh ketinggian air yang terpompakan berdasarkan 3 parameter panjang selang lilitan seperti yang tertera pada tabel di bawah ini.

Tabel 2. Ketinggian air dan debit rata-rata panjang lilitan selang

(m)

tinggi air terpompakan

(m) debit air (m/s)

I 3.70 x 10-5

II 15 5.6 3.90 x 10

III

-5 3.75 x 10-5 Rata-rata 3.78 x 10-5

I 3.62 x 10-5

II 20 6.4 3.47 x 10

III

-5 3.25 x 10-5 Rata-rata 3.45 x 10-5

I 3.10 x 10-5

II 25 7.2 3.47 x 10

III

-5 3.22 x 10-5 Rata-rata 3.26 x 10-5 Dari tabel diatas diketahui bahwa air yang terpompakan tertinggi adalah 7.2 m, yaitu pada posisi panjang selang lilitan yang paling panjang digunakan pada saat pengamatan, yaitu 25 m. sedangkan yang paling terendah adalah 5.6, yaitu pada posisi panjang selang lilitan yang paling pendek digunakan pada saat pengamatan, yaitu 15 m. Dari pengamatan tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin panjang selang lilitan, maka semakin tinggi air yang akan dipompakan.

Sebaliknya, semakin pendek selang lilitan, maka semakin rendah ketinggian air yang dipompakan.

Dari tabel dilihat pula debit air paling besar adalah 3.78 x 10-5 (m3/s), yaitu pada posisi panjang selang lilitan yang paling pendek digunakan pada saat pengamatan, yaitu 15 m. Dan debit air yang paling rendah adalah 3.26 x 10-5

Ulangan

yaitu pada posisi panjang selang lilitan yang paling panjang digunakan pada saat pengamatan, yaitu 25 m.

Tabel 3. Jarak maximum dan debit air kapasitas alat

panjang lilitan selang (m) Jarak air terpompakan (m) debit air (m3/s)

I 8.23 x 10-5

II 25 72 8.00 x 10

III

-5 8.72 x 10-5 rata-rata 8.33 x 10-5 Dari tabel diatas diperoleh hasil dari pengamatan jarak maksimum air terpompakan adalah 72 m, dan debit air rata-rata yang diperoleh adalah 8.33 x 10-5 m3/s. Debit air yang dihasilkan pada Tabel 3 lebih besar dibandingkan dengan debit air yang diperoleh dari hasil pengamatan pada Tabel 2 pada parameter panjang lilitan 25 m, yaitu 3.26 x 10-5 m3

Perhitungan biaya dilakukan dengan cara menjumlahkan biaya yang dikeluarkan, yaitu biaya tetap dan biaya tidak tetap.

/s. dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi air yang terpompakan, semakin kecil debit air yang terpompakan, sebaliknya, semakin rendah air yang terpompakan, semakin besar debit air yang terpompakan.

Analisis Ekonomi

Analisis ekonomi digunakan untuk menentukan layak atau tidaknya suatu alat untuk dioperasikan. Dengan analisa ekonomi dapat diketahui seberapa besar biaya produksi sehingga keuntungan alat akan dapat diperhitungkan.

1) Biaya Tetap (BT) 1) Biaya Penyusutan

Biaya penyusutan ini merupakan biaya untuk mengganti alat jika umur ekonominya telah sampai atau alat itu dijual sebelum habis umur ekonominya. Biaya penyusutan dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp 190.800,00. Penyusutan ini biasanya disebabkan karena terjadinya kerusakan dari alat tersebut.

2) Biaya Bunga Modal dan Asuransi

Biaya bunga modal dan asuransi ini merupakan uang yang dibayarkan ke bank karena suatu transaksi peminjaman modal. Dalam hal ini persen bunga modal dan asuransinya diasumsikan sebesar 18%. Biaya bunga modal dan asuransi dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp. 114.480,00/tahun.

3) Biaya Pajak

Biaya pajak dalam pembuatan alat pompa air tersebut adalah

sebesar 2% pertahun dari nilai awalnya. Jadi biaya pajak dari alat ini sebesar Rp21.200 /tahun.

4) Biaya Gedung/Garasi

Biaya gedung/garasi ini diasumsikan sebagai biaya operasional penyewaan gedung selama proses pembuatan alat. Biaya gedung ini rata-rata diperkirakan 1% pertahun nilai awal (P). Jadi biaya gedung dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp. 16.250,00/tahun.

Jadi total biaya tetap (BT) dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp. 766.177,50/tahun.

b. Biaya Tidak Tetap (Rp/jam) 1) Biaya Listrik

Dalam pengoprasian alat pompa air tersebut tidak digunakan motor listrik dan pompa sebagai sumber tenaga penggeraknya. Jadi biaya listrik dari alat ini sebesar Rp.0/jam.

2) Biaya Reparasi

Biaya reparasi merupakan biaya yang diperlukan untuk memperbaiki alat jika mengalami kerusakan. Biaya reparasi dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp 4.8./jam.

3) Biaya Perawatan

Biaya perawatan merupakan biaya yang diperlukan untuk membeli bahan agar alat dapat bekerja dengan baik lagi. Bahan yang biasa digunakan seperti oli dan minyak gemuk. Jadi biaya perawatan dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp1.053,6jam.

4) Biaya Operator

Biaya operator merupakan biaya untuk menggaji operator dalam pengoperasian alat. Jadi biaya operator dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp. 1000,00/jam

Jadi total biaya tidak tetap (BTT) dari alat pengupas kulit alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp.1.053,6/jam

Biaya pokok merupakan penjumlahan dari biaya tetap (BT) dan biaya tidak tetap (BTT). Sehingga total biaya pokok dari alat pompa air tersebut adalah sebesar Rp.3612,991/m3. Jadi biaya pokok yang harus dikeluarkan untuk memompa air sebanyak 1 m3 adalah sebesar Rp.3612,991 Dengan biaya

pemompaan sebesar Rp.3612,991/m3dan kapasitas 8.33 x 10-5 m3/s, maka untuk memompa air sebanyak 1 m3 alat ini membutuhkan waktu selama 3,33 jam atau sekitar 3 jam 24 menit dengan biaya pemompaan sebesar Rp. 14.260,. Dengan melihat biaya pemompaan air yang rendah ini, maka alat pompa air semi mekanis bertenaga semi aliran tersebut layak untuk digunakan oleh masyarakat.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Kapasitas efektif rata-rata pompa air adalah 29.94 x 10-2 m3

2. Air terpompakan tertinggi adalah 7,2 m, yaitu pada posisi panjang selang lilitan yang paling panjang yaitu 25 m, sedangkan yang paling terendah adalah 5,6 m, yaitu pada posisi panjang selang lilitan yang paling pendek yaitu 15 m.

/s.

3. Semakin panjang lilitan air, maka semakin tinggi air yang terpompakan. Sebaliknya, semakin pendek lilitan selang, maka semain pendek tinggi air yang terpompakan.

4. Jarak maksimum air terpompakan adalah 72 m, dan debit air rata-rata yang diperoleh adalah 8.33 x 10-5 m3

5. Semakin tinggi air yang terpompakan, maka semakin kecil debit air yang diperoleh. Sebaliknya, semakin rendah air yang terpompakan, maka semakin besar debit air yang diperoleh.

/s.

6. Biaya produksi pompa air tersebut sebasar Rp.3612,991/m3

7. Dari analisa biaya yang dilakukan, maka pompa air ini layak untuk digunakan oleh masyarakat.

.

Saran

1. Pada alat ini perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang diameter lilitan selang dan bentuk kincir air pompa agar alat lebih efektif..

2. Perlu adanya penambahan Pipa inlet dengan sistem double inlet agar jumlah air yang terpompakan lebih banyak.

DAFTAR PUSTAKA

Darun, 2002., Ekonomi Teknik. Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian USU, Medan.

Gunadarma, 2008. Aliran Fluida [24 Agustus 2009]

Gurumuda., 2008 Tekanan dalam Fluida.

http://id.wikiperia.org/tekanan-fluida-gudang-ilmu-fisika gratis.htm. [25 Agustus 2009].

Hermans, John., 2004. spiral pump at workshop.

Miller, R. and R. Miller., 2004. Pumps and Hydrailics. All New 6th

Paijo, 2007. Kincir Air.

Edition. Willey Publising, Inc. Canada.

Munson, B.R, D.F. Young, T.H. Okiishi., 2002. Mekanika Fluida. Edisi keempat. Penerjemah Dr. Ir. Harinaldi dan Ir. Budiarso, M.Eng. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Patty, O. F., 1995. Tenaga Air. Penerbit Erlangga, Jakarta

Prihasa, N. 2009.

Riansyah, Septi., 2007. Kupulan Tugas.http://www.ccitonline.com/mekanikal/tiki [24 Agustus 2009].

Ruzardi, 2009. Ketahanan Air Nasional. [24 Agustus 2009].

Stolk, J. dan C. Kros, 1981. Elemen Mesin, Elemen Konstruksi Bangunan Mesin. Terjemahan H. Hendarsin dan A. Rahman. Erlangga, Jakarta.

Streeter, V., E.B. Wyle. 992. Mekanika Fluida. Edisi delapan. Penerjemah :Arko Prijono,

Sularso dan K. Suga, 1997. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. PT. Pradnya Paramita, Jakarta.

Syariffudin, Z.A.M., 2008. Pompa air Gravitasi.

White, Frank. M., 1997. Mekanika Fluida. Edisi kedua. Penerbit Erlangga. Jakarta.

Wikipedia, 2009. Tenaga air. [25 Agustus 2009].

Lampiran 1. Flowchart pembuatan alat

Tidak

Ya

Mulai

Penentuan komponen

Perancangan alat

Perakitan awal

Perakitan akhir Pengukuran dan pemotongan bahan Persiapan bahan dan alat

Pengujian Alat

Layak

Pengambilan Data

Selesai

Lampiran 2. Data hasil Penelitian.

Debit Air Sungai.

Lebar Sungai (Ltotal) = 27.8 m L1 = 1,3 m

L2 = 25,2 m Kedalaman Sungai

H1 = 20 cm = 0.2 m H2 = 60 cm = 0.6 m Kecepatan aliran air (m/s)

Kecepatan aliran air dicari dengan menggunakan metode bola apung dengan beberapa pengulangan. Pada pengukuran kecepatan aliran tersebut dilkukan 3 (tiga) kali pengulangan.

Ulangan panjang lintasan (m) Waktu tempuh (s) debit air (m3/s)

I 2 4,4 0,45

II 2 4,7 0,43

III 2 4,3 0,47

rata-rata 0,45

Luas penampang sungai (A) = 2(L1.H1) + L1(H2 – H1) + (H2.L2) = {2(1,3 x 0.6) + 1,3(0.6-0.3) + (0.6 x 25.2)} = 17.07 m2

Debit air sungai (Q) = A. V (m3/s)

= 17,07 x 0,45 (m3/s) = 768,15 (m3/s)

Putaran kincir air (rpm)

Perhitungan putaran kincir dilakukan 3 kali pengulangan dalam jangka waktu 10 menit. Hasil pengamatan dapat dilihat pada tabel berikut dibawah ini. Tabel periode putaran kincir air (rpm)

Ulangan Waktu pengamatan (menit) Waktu tempuh (s) Rpm

I 10 142 14,2

II 10 142 14,2

III 10 142 14,2

rata-rata 14,2

Tabel ketinggian air dan debit rata-rata berdasarkan 3 parameter panjang selang lilitan

Ulangan panjang lilitan selang (m)

tinggi air terpompakan (m)

debit air (m3/s)

I 3.70 x 10-5

II 15 5.6 3.90 x 10

III

-5 3.75 x 10-5 Rata-rata 3.78 x 10-5

I 3.62 x 10-5

II 20 6.4 3.47 x 10

III

-5 3.25 x 10-5 Rata-rata 3.45 x 10-5

I 3.10 x 10-5

II 25 7.2 3.47 x 10

III

-5 3.22 x 10-5 Rata-rata 3.26 x 10-5 Tabel Jarak maximum dan debit air kapasitas alat untuk panjang lilitan selang maximum (25 m) untuk posisi mendatar.

ulangan panjang lilitan selang (m) jarak air terpompakan (m) debit air (m3/s)

I 8.23 x 10-5

II 25 72 8.00 x 10

III

-5 8.72 x 10-5 rata-rata 8.33 x 10-5 Kapasitas Alat (C) = 8.33 x 10-5 m3

10 x 8.33 1 5 -/s = s/m3

= 12004,80 s/m3 = 3,33 jam/ m3

Lampiran 7. Analisa biaya pompa air. I. Unsur Produksi

1. Biaya Pembuatan Alat

a. Pipa Besi = Rp 30.000,00 b. Pipa PVC = Rp 10.000,00

c. Plat Besi = Rp. 150.000,00 d. Baut + mur = Rp. 20.000,00 e. Selang 1 inch (20 m) = Rp. 180.000,00

f. Selang 3/4 inch (10 m) = Rp. 50.000,00

g. Bearing = Rp. 50.000,00

h. Rumah Bearing = Rp. 70.000,00

i. Biaya Perakitan = Rp. 500.000,00 j. Total P = Rp. 1.060.000,00

k. Umur ekonomi (n) = 5 tahun l. Nilai akhir alat (S) = 10 % dari P m. Jam kerja = 10 jam/hari

n. Produksi/hari = 1358,48 kg o. Biaya operator = Rp. 1.000,00/jam

p. Biaya perawatan = Rp. 278,61 q. Bunga modal dan Asuransi = Rp. 278.610,00

r. Biaya sewa gedung = Rp. 23.217,50 s. Pajak = Rp. 46.435,00

t. Jam kerja alat/tahun = 3650 jam

II. Perhitungan Biaya Produksi 1. Biaya Tetap (BT)

1. Biaya Penyusutan

D =

n S P i( − )

= 5 ) 000 . 106 000 . 060 . 1 ( − i

= Rp 190.800,00

2. Bunga Modal dan Asuransi

Bunga modal pada bulan Januari 15%-18% Asuransi 2 %

Bunga modal dan Asuransi I =

n n P i 2 ) 1 )( ( + = = 2 5 ) 1 5 )( 000 . 060 . 1 %( 18 x + = Rp. 114.480,00/tahun Sewa gedung = 1 % . P

= 1% x 1.625.000,00 = Rp. 16.250,00/tahun

4. Pajak

Pajak = 2 % . P

= Rp. 2% x 1.060.000,00 = Rp. 21.200,00/tahun Total Biaya Tetap (BT) = Rp. 766.177,50

2. Biaya Tidak Tetap (BTT)

1. Biaya perbaikan alat (reparasi)

Biaya reparasi =

jam S P 3650 ) %( 2 , 1 − = jam 3650 ) 500 . 162 000 . 625 . 1 %( 2 , 1 −

= Rp. 4,8/jam

2. Biaya perawatan

Biaya perawatan = 12 % x

jam 3650 ) 500 . 162 000 . 615 . 1 ( −

= Rp. 48,01/jam

3. Biaya listrik = 0 4. Biaya operator

Biaya operator = Rp. 1000,00/jam Total Biaya Tidak Tetap (BTT) = Rp. 1.053,6/jam

Biaya Pokok = BTT C x BT       ₊

= .1.053,60/ 3,33 / 3 3650 480 . 114 . m jam jam Rp jam Rp     ₊

Spesifikasi Alat.

1. Selang Inlet.

- Panjang : 0,70 m - Diameter : 2,5 inch

2. Selang Lilitan

- Panjang : 25 m - Diameter : 1 inch 3. Kincir Air.

- Diameter : 60 cm

- Panjang dayung kincir : 0,75 m - Lebar Daun Kincir : 0,25 m - Sudut kemiringan dayung kincir : 200 - Diameter as kincir air : 1 inch 4. Bearing 1 inch

5. Socket 1-3/4 inch

Gambar Teknik.

Lampiran Gambar

Gambar 5. Percobaan Alat

Gambar 7. Bearing

Gambar Teknik.

Lampiran Gambar

Gambar 5. Percobaan Alat

Gambar 7. Bearing