4.3 Tekanan Pada Pompa Hidram Akibat Palu Air
Pengukuran di lakukan dengan menggunakan alat ukur manometer dengan mengukur tekanan pada pipa discharge P
2
. Pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali untuk mendapatkan data yang akurat.
P
2
= 1,13 bar dari rata-rata tiga kali hasil pengujian untuk variasi head supply 2,3 meter dan panjang langkah katup limbah 15 mm
Dengan cara yang sama diperoleh tekanan pada pipa discharge untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah dalam tabel berikut:
Tabel 4.15 Tekanan pipa discharge untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Tekanan pipa discharge P
2
bar 15
1,13 Head 1 tinggi 2,3 m
20 1,18
25 1,22
15 1,22
Head 2 tinggi 2,8 m 20
1,27 25
1,28 15
1,23 Head 3 tinggi 3,3 m
20 1,32
25 1,35
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5 Grafik tekanan pipa discharge P
2
vs head supply
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa tekanan pada pipa discharge mengalami peningkatan. Semakin tinggi head supply maka tekanan yang
diakibatkan oleh palu air semakin besar. Tekanan maksimum pada head 3 yaitu panjang langkah katup limbah 25 mm sebesar 1,35 bar.
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:
= Dimana: E = energi hidram J
m = massa fluida yang mengalir kg = massa fluida yang mengalir melalui pipa pemasukan
v
3
= kecepatan massa fluida mengalir ms
m = L.A.ρ Dimana: = panjang pipa pemasukan 15 m
1,10 1,15
1,20 1,25
1,30 1,35
1,40
0,5 1
1,5 2
2,5 3
3,5
Tekan an
P
2
Head supply m
Langkah 1 Langkah 2
Langkah 3
Universitas Sumatera Utara
= luas penampang pipa pemasukan 0,002409 m
2
= massa jenis air 1000 kgm
³
Maka: m = 15 m x 0,002409 m
2
x 1000 kgm
3
= 36,135 kg
=
Dimana: Q
3
= debit air yang keluar melalui katup limbah 0,000650 m
3
s v
3
= kecepatan air di titik 3 yang melalui katup limbah ms A
3
= luas penampang katup limbah 0,001256 m
2
=
, ⁄
,
=
0,5175 ms
Dengan cara yang sama akan diperoleh kecepatan aliran untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah dalam tabel berikut:
Tabel 4.16 Kecepatan aliran katup limbah untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Kecepatan v
3
ms 15
0,5175 Head 1 tinggi 2,3 m
20 0,7959
25 1,1128
15 0,5722
Head 2 tinggi 2,8 m 20
0,8856 25
1,3511 15
0,5998 Head 3 tinggi 3,3 m
20 0,9912
25 1,5778
Universitas Sumatera Utara
= E =
x 36,135 kg x 0,5175 ms
2
= 4,8389 J
Dengan cara yang sama akan diperoleh besar energi untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah dalam tabel berikut:
Tabel 4.17 Besar energi untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Energi J
15 4,8389
Head 1 tinggi 2,3m 20
11,4454 25
22,3731 15
5,9153 Head 2 tinggi 2,8 m
20 14,1706
25 32,9824
15 6,4997
Head 3 tinggi 3,3 m 20
17,7524 25
44,9759
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 Grafik energi vs panjang langkah katup limbah
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa energi tiap pompa hidram mengalami peningkatan. Semakin panjang langkah katup limbah, maka kecepatan
aliran pada katup limbah semakin tinggi sehingga energi yang dibangkitkan oleh pompa hidram semakin besar. Energi maksimum pada panjang langkah katup
limbah 25 mm yaitu head 3 sebesar 44,9757 J. 4.5 Menghitung Peningkatan Tekanan Akibat Penutupan Katup Gradual
Untuk peningkatan tekanan akibat penutupan katup secara gradual, dapat dihitung menggunakan rumus:
∆ℎ =
Dimana: v = kecepatan aliran pipa pemasukan 0,2951 ms L = panjang pipa pemasukan 15 m
g = percepatan gravitasi 9,8 ms
2
t = waktu selama 1 ketukan s
t = n = jumlah ketukan dalam 1 menit dari hasil pengujian 30 kali
0,0000 5,0000
10,0000 15,0000
20,0000 25,0000
30,0000 35,0000
40,0000 45,0000
50,0000
5 10
15 20
25 30
Energi j
Panjang langkah katup limbah mm
Head 1 Head 2
Head 3
Universitas Sumatera Utara
t = t = 2 s
∆ℎ =
, , ⁄
= 0,2259 m
Dengan cara yang sama akan diperoleh Δh untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah dalam tabel berikut :
Tabel 4.18 Besar peningkatan tekanan gradual untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Δh m
15 0,2259
Head 1 tinggi 2,3 m 20
0,2485 25
0,2495 15
0,2820 Head 2 tinggi 2,8 m
20 0,3509
25 0,3953
15 0,3308
Head 3 tinggi 3,3 m 20
0,4480 25
0,6076
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7 Grafik kenaikan head tekanan gradual vs panjang langkah katup limbah
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa head supply berpengaruh terhadap peningkatan head tekanan secara gradual. Semakin tinggi head supply maka
peningkatan tekanan akibat peristiwa palu air semakin besar. Head tekanan gradual minimum pada head 1 dan panjang langkah katup limbah 15 mm sebesar
0,2559 m dan maksimum pada head 3 dan panjang langkah katup limbah 25 mm sebesar 0,6076 m.
4.6 Menghitung Daya Pompa