KARAKTERISTIK POMPA FLUIDYN ENERGI TERMAL DENGAN PIPA OSILASI 12”

  

KARAKTERISTIK POMPA FLUIDYN ENERGI TERMAL

DENGAN PIPA OSILASI 1/2”

TUGAS AKHIR

  Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  Program Studi Teknik Mesin

  

Diajukan Oleh:

YUSTINUS TRISMARYANTO

NIM : 065214052

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN

  

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  CHARACTERISTIC OF THERMAL ENERGY FLUIDYNE PUMP WITH 1/2” OSCILLATION PIPE FINAL PROJECT

  Presented as Partial Fulfillment of the Requirement To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  In Mechanical Engineering Study Program

  By : YUSTINUS TRISMARYANTO NIM : 065214052 MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Dengan ini kami menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya yang pernah dibuat dan belum pernah diajukan di perguruan tinggi manapun. Kami dapat mempertanggung jawabkan bahwa Tugas Akhir ini merupakan hasil karya yang otentik serta sepanjang pengetahuan kami juga tidak terdapat karya yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Yogyakarta, 23 Juni 2011 Yustinus Trismaryanto PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

  Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Yustinus Trismaryanto Nomor Mahasiswa : 065214052 Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah dengan judul :

  

KARAKTERISTIK POMPA FLUIDYN ENERGI TERMAL DENGAN

PIPA OSILASI 1/2”

  Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 23 Juni 2011 Yang menyatakan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

INTISARI

  Air merupakan kebutuhan sangat penting bagi kehidupan manusia, Air selama ini digunakan untuk mandi, memasak, pengairan sawah, serta masih banyak lainnya. tetapi tempat sumber mata air lebih rendah dari tempat pemakaiannya sehingga diperlukan pompa untuk mengalirkannya. Pada umumnya pompa air digerakkan oleh energi listrik tetapi masih banyak daerah tidak bisa menikmati jaringan listrik. Alternatif lain yang dapat digunakan sebagai penggerak pompa air adalah energi termal,tetapi unjuk kerja pompa air energi termal di indonesia belum banyak sehingga masih perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk memanfaatkannya secara optimal. Adapun tujuan yang ingin dicapai, yaitu dapat mengetahui daya dan efsiensi pompa air energi termal jenis fluidyn.

  Adapun alat penelitian terdiri dari: bak air, selang, tabung pendingin, karet, kran, evaporator, pipa osilasi, pipa fluidyn, pipa tembaga, rangka. Pada penelitian ini ada beberapa variasi antara lain; bukaan keran 0 , 22,5 dan 45 dengan pendingin air dan pendingin udara. Variabel yang diukur dalam penelitian ini: temperatur (T), panjang langkah (i), frekuensi (waktu dalam 10 kali osilasi), kenaikan temperatur sepirtus (

  ∆T) untuk pengukuran daya spirtus. Hasil dari penelitian ini : daya pompa (Wp) maksimum yang dihasilkan 0,10 W dan efisiensi ) maksimum yang dihasilkan 0,027 %. pompa (η pompa Kata kunci : pompa, fluidyn, daya, efisiensi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria atas segala berkah dan anugerah-Nya, sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma. Penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul Karakteristik Pompa

  

Fluidyn Energi Termal Dengan Pipa Osilasi 1/2” ini karena adanya bantuan dan

  kerjasama dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  2. Bapak Budi Sugiharto S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin.

  3. Bapak Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah mendampingi dan memberikan bimbingan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  4. Bapaselaku Dosen Pembimbing Akademik.

  5. Seluruh staf pengajar Jurusan Teknik Mesin yang telah memberikan materi selama kuliah di Universitas Sanata Dharma.

  6. Laboran yang telah membantu ijin di lab dalam penggunakan fasilitas

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  7. Orang tua yang selalu memberikan dukungan baik dalam bentuk moril maupun materil.

  8. Teman – teman yang turut membantu menyelesaikan tugas akhir ini.

  Penulis menyadari bahwa masih ada kekurangan dalam penyusunan laporan ini karena keterbatasan pengetahuan yang belum diperoleh, oleh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran dari berbagai pihak yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas ini. Semoga karya ini berguna bagi mahasiswa Teknik Mesin dan pembaca lainnya. Apabila ada kesalahan dalam penulisan naskah ini penulis mohon maaf. Terima kasih.

  Yogyakarta, 23 Juni 2011 Penulis

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i

TITLE PAGE .........................................................................................................ii

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .......................................... v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ......................... vi

  

INTISARI .............................................................................................................vii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

DAFTAR ISI ........................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv

  

BAB I. PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

  1.l. Latar Belakang......................................................................................... 1

  1.2. Tujuan Dan Manfaat Penelitian ............................................................... 2

  1.3. Batasan Masalah ...................................................................................... 3

  

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 4

  2.1. Dasar Teori .............................................................................................. 4

  2.2. Penelitian Yang Pernah Dilakukan ........................................................ 11

  

BAB III. METODE PENELITIAN .................................................................... 14

  3.3. Variabel Yang Diukur ........................................................................... 16

  3.4. Metode Dan Langkah Pengambilan Data .............................................. 18

  

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 23

  4.1. Hasil Pengambilan Data ........................................................................ 23

  4.2. Hasil Perhitungan .................................................................................. 31

  4.3. Pembahasan ........................................................................................... 38

  

BAB V. PENUTUP ............................................................................................... 68

  5.1. Kesimpulan ............................................................................................ 68

  5.2. Saran ...................................................................................................... 68

  

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 69

LAMPIRAN .......................................................................................................... 70

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran dibuka penuh 0° ............ 24Tabel 4.2 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran ditutup 22,5° ................. 24Tabel 4.3 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran ditutup 45° .................... 25Tabel 4.4 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan air dan keran dibuka penuh 0° ................ 25Tabel 4.5 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan air dan keran ditutup 22,5° ...................... 26Tabel 4.6 Data pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan air dan keran ditutup 45° ......................... 26Tabel 4.7 Data pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendingin menggunakan udara dan keran dibuka penuh 0° ............... 27Tabel 4.8 Data pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendingin menggunakan udara dan keran ditutup 22,5° ..................... 27Tabel 4.9 Data pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendingin menggunakan udara dan keran ditutup 45° ........................ 28Tabel 4.10 Data pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendingin menggunakan air dan keran dibuka penuh 0° .................... 28

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel 4.11 Data pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendingin menggunakan air dan keran ditutup 22,5° ......................... 29Tabel 4.12 Data pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendingin menggunakan air dan keran ditutup 45° ............................ 29Tabel 4.14 Data Pengujian Daya pemanas ............................................................ 30Tabel 4.15 Perhitungan Daya pemanas ................................................................. 34Tabel 4.16 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran

  dibuka penuh 0° .................................................................................. 34

Tabel 4.17 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran

  ditutup 22,5° ........................................................................................ 34

Tabel 4.18 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran

  ditutup 45° ........................................................................................... 35

Tabel 4.19 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan air dan keran

  dibuka penuh 0° .................................................................................. 35

Tabel 4.20 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan air dan keran

  ditutup 22,5° ........................................................................................ 35

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel 4.21 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air ditengah evaporator, pendinginan menggunakan air dan keran

  ditutup 45° ........................................................................................... 36

Tabel 4.22 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran

  dibuka penuh 0° .................................................................................. 36

Tabel 4.23 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran

  ditutup 22,5° ........................................................................................ 36

Tabel 4.24 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendinginan menggunakan udara dan keran

  ditutup 45° ........................................................................................... 37

Tabel 4.25 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendinginan menggunakan air dan keran

  dibuka penuh 0° .................................................................................. 37

Tabel 4.26 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendinginan menggunakan air dan keran

  ditutup 22,5° ........................................................................................ 37

Tabel 4.27 Perhitungan pompa pada variasi ketinggian air diatas evaporator, pendinginan menggunakan air dan keran

  ditutup 45° ........................................................................................... 38

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Pompa Air Energi Termal Jenis Pulse Jet ........................................... 5Gambar 2.2 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump .................................. 6Gambar 2.3 Sistem Kerja Fluidyn Pump ................................................................ 6Gambar 2.4 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump ....................................... 7Gambar 2.5 Sistem Kerja Nifte Pump .................................................................... 8Gambar 3.1 Sekema Alat Penelitian ..................................................................... 14Gambar 3.2 Posisi awal air terhadap pemanas ..................................................... 15Gambar 3.3 Variasi posisi kran ............................................................................ 16Gambar 3.4 Posisi pengukuran suhu .................................................................... 16Gambar 3.5 Panjang langkah pada pipa osilasi .................................................... 17Gambar 4.1 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 38

Gambar 4.2 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 39

Gambar 4.3 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 40

Gambar 4.4 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.5 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 42

Gambar 4.6 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 43

Gambar 4.7 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu dari pipa osilasi, variasi bukaan kran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 44

Gambar 4.8 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 45

Gambar 4.9 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran ditutup 45° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 45

Gambar 4.10 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran ditutup 45° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 46

Gambar 4.11 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran ditutup 45° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 47

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.12 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran ditutup 45° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 48

Gambar 4.13 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian

  awal air diatas evaporator ................................................................. 49

Gambar 4.14 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian

  awal air diatas evaporator ................................................................. 50

Gambar 4.15 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian

  awal air diatas evaporator ................................................................. 50

Gambar 4.16 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran dibuka penuh 0° dan posisi ketinggian

  awal air diatas evaporator ................................................................. 51

Gambar 4.17 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian

  awal air diatas evaporator ................................................................. 52

Gambar 4.18 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian

  awal air diatas evaporator ................................................................. 53

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.19 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian

  awal air diatas evaporator ................................................................. 54

Gambar 4.20 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran ditutup 22,5° dan posisi ketinggian

  awal air diatas evaporator ................................................................. 55

Gambar 4.21 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran ditutup 45° dan ketinggian

  awal air diatas evaporator ................................................................. 56

Gambar 4.22 Grafik hubungan daya dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran ditutup 45° dan posisi ketinggian

  awal air diatas evaporator ................................................................. 57

Gambar 4.23 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa osilasi, variasi bukaan kran ditutup 45° dan posisi ketinggian

  awal air diatas evaporator ................................................................. 58

Gambar 4.24 Grafik hubungan efisiensi dengan waktu pada pipa fluidyn, variasi bukaan kran ditutup 45° dan posisi ketinggian

  awal air ditengah evaporator ............................................................. 58

Gambar 4.25 Grafik hubungan daya pada pipa osilasi dengan waktu dalam variasi setiap bukaan keran, pendingin udara,

  ketinggian air awal ditengah evaporator ........................................... 59

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.26 Grafik hubungan efisiensi pada pipa osilasi dengan waktu dalam variasi setiap bukaan keran, pendingin udara,

  ketinggian air awal ditengah evaporator ........................................... 60

Gambar 4.27 Grafik hubungan daya pada pipa osilasi dengan waktu dalam variasi setiap bukaan keran, pendingin air,

  ketinggian air awal ditengah evaporator ........................................... 62

Gambar 4.28 Grafik hubungan efisiensi pada pipa osilasi dengan waktu dalam variasi setiap bukaan keran, pendingin air,

  ketinggian air awal ditengah evaporator ........................................... 64

Gambar 4.29 Grafik hubungan daya pada pipa osilasi dengan waktu alam variasi setiap bukaan keran, pendingin udara,

  ketinggian air awal diatas evaporator ............................................... 64

Gambar 4.30 Grafik hubungan efisiensi pada pipa osilasi dengan waktu dalam variasi setiap bukaan keran, pendingin udara,

  ketinggian air awal diatas evaporator ............................................... 65

Gambar 4.31 Grafik hubungan daya pada pipa osilasi dengan waktu dalam variasi setiap bukaan keran, pendingin air,

  ketinggian air awal diatas evaporator ............................................... 66

Gambar 4.32 Grafik hubungan efisiensi pada pipa osilasi dengan waktu dalam variasi setiap bukaan keran, pendingin air,

  ketinggian air awal diatas evaporator ............................................... 67

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Air merupakan kebutuhan penting atau pokok bagi kehidupan manusia. Air selama ini digunakan untuk mandi, memasak, pengairan sawah, serta masih

  banyak lainnya. Selain untuk kebutuhan sehari-hari (minum, mandi, mencuci, dll), air juga dapat dikonversi menjadi energi listrik yang sangat berguna untuk kehidupan masyarakat dengan menggunakan kincir air atau mikro hidro. Ketersediaan air di Indonesia merupakan salah satu keunggulan yang dimiliki bangsa kita yang belum dioptimalkan, semua akan menjadi sia-sia jika kita tidak mengolah dengan sebaik-baiknya.

  Untuk memanfaatkan air, manusia memerlukan alat bantu yang digunakan untuk mengumpulkan air. Alat bantu yang digunakan beragam, mulai dari timba air yang menggunakan sistem katrol hingga pompa air yang menggunakan listrik untuk menjalankannya. Namun pada jaman globalisasi ini, untuk memudahkan pekerjaan menusia pompa air yang digerakkan dengan energi listrik (motor listrik) lebih banyak digunakan.

  Pompa air yang menggunakan energi listrik digunakkan dengan tujuan mempermudah perkerjaan manusia, tetapi belum semua daerah di Indonesia dapat menikmati jaringan listrik. Selain itu penggunaan energi listrik menyebabkan biaya penyediaan air menjadi mahal, sehingga mengurangi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Alternatif yang dapat dipakai untuk menggantikan pompa listrik adalah dengan menggunakan pompa air energi termal. Jenis-jenis pompa air energi termal yaitu pompa air energi termal dengan jenis pulsejet (Water Pulse Jet), pompa air energi termal dengan jenis Fluidyne Pump dan pompa air energi termal dengan jenis Nifte Pump.

1.2. Tujuan Dan Manfaat Penelitian

  Tujuan penelitian : 1.

  Membuat model pompa air energi termal jenis fluidyn.

  2. Meneliti daya pemompaan pompa air energi termal (Wp) dengan jenis fluidyn.

  3. Meneliti efisiensi yang dihasilkan oleh pompa air energi termal jenis fluidyn.

  Manfaat penelitian : 1.

  Menambah kepustakaan atau pengetahuan tentang pompa air energi termal.

2. Dapat dikembangkan melalui penelitian lanjutan agar dapat diterapkan di masyarakat.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

1.3. Batasan Masalah

  Dalam penelitian ini digunakan beberapa batasan masalah sebagai berikut :

  1. Pengambilan semua data dimulai pada saat mulai dipanaskannya pipa pemanas dengan pemanas selama 60 menit.

  2. Rugi-rugi aliran dalam pipa diabaikan.

  3. Massa jenis air diasumsikan 1000 kg/m 4.

  Panas jenis air diasumsikan 4200 J/kg °C

  3 5.

  Rugi-rugi perpindahan panas dari pemanas ke air diabaikan.

  6. Daya pemompaan adalah kapasitas pemompaan pompa fluidyn yang ditunjukan oleh frekuensi dan panjang langkah yang dihasilkan oleh pipa osilasi.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

  Pompa air energi termal pada umumnya menggunakan jenis pulsa jet air (water pulse jet) seperti pada Gambar 2.1, pompa air energi termal dengan jenis fluidyn pump seperti Gambar 2.2 dan sistem kerja fluidyn pump pada gambar 2.3, serta pompa air energi termal dengan jenis nifte

  pump pada Gambar 2.4 dan sistem kerja nifte pump pada Gambar 2.5.

  Pada penelitian ini dibuat pompa energi termal jenis fluidyn pump dengan menggunakan pipa osilasi 1/2” untuk mengetahui efisiensi, daya pompa dan efisiensi pompa maksimum yang dapat dihasilkan.

  Prinsip kerja jenis pulsa jet ialah Evaporator dan sistem yang berisi air mula-mula dipanaskan dengan pemanas bahan bakar spritus.

  Evaporator berfungsi untuk menguapkan pluida kerja air sehingga terjadi osilasi. Pada saat menerima uap bertekanan yang cukup air dalam sistem terdorong keluar melalui saluran buang, kemudian uap mengalami pengembunan. Pengembunan uap ini menyebabkan tekanan dalam pompa turun (dibawah tekanan atmosfir atau vakum) sehingga air dari sumber masuk / terhisap mengisi sistem, dan proses langkah tekan pompa akan terjadi kembali, karena uap yang baru dari evaporator masuk ke dalam pompa. Setiap satu langkah tekan pompa (karena uap bertekanan masuk PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI pendinginan) disebut satu siklus namun siklus ini berlangsung cepat.

  Pompa dilengkapi dengan dua katup satu arah masing-masing pada sisi hisap dan sisi tekan. Fungsi katup adalah agar pada langkah tekan air mengalir ke tujuan dan tidak kembali ke sumber.

Gambar 2.1 Pompa Air Energi Termal Jenis pulsa jet

  ( Sumber : Asymmetric Heat Transfer In Vapour Cycle Liquid-Piston Engines of Thomas Smith )

  Keterangan :

  1. Fluida air

  5. Pipa osilasi

  2. Sisi uap

  6. Katup hisap

  3. Sisi panas

  7. Katup buang

  4. Sisi dingin

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 2.2 Pompa Air Energi Termal Jenis Fluidyn Pump

  

( Sumber : Asymmetric Heat Transfer In Vapour Cycle Liquid

Piston Engines of Thomas Smith )

  Keterangan :

  1. Displacer

  6. Katup hisap

  2. Penukar panas

  7. Katup buang

  3. Pemicu regenerasi

  8. Sisi volume udara

  4. Penukar panas

  9. Pengapung 5. pipa osilasi

Gambar 2.3 Sistem Kerja Fluidyn Pump

  

( Sumber : Liquid Piston Stirling Engines of Van Nostrnad

Reinhold Publishing )

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Prinsip kerja jenis fluidyn pump ialah pada bagian yang dipanasi menghasilkan uap, sehingga fluida di bagian sisi panas turun dan memberikan tekanan pada bagian sisi dingin yang menyebabkan air terdorong keluar. Selanjutnya pada proses penghisapan terjadi karena uap di bagian sisi panas mengalami pengembunan disertai dengan bantuan penukar panas, kemudian fluida pada sisi dingin menggantikan atau mengisi kembali fluida sistem di bagian sisi panas.

Gambar 2.4 Pompa Air Energi Termal Jenis Nifte Pump

  ( Sumber : Asymmetric Heat Transfer In Vapour Cycle Liquid-Piston Engines of Thomas Smith )

  Keterangan :

  1. Piston air

  4. Evaporator

  7. Saturator

  2. Beban

  5. Kondenser

  8. Pipa osilasi

  3. Silinder displacer

  6. Katup

  9. Perpindahan panas

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 2.5 Sistem Kerja Nifte Pump

   ( Sumber : WWW.Wikipedia.co.id )

  Nifte pump memiliki dua silinder vertikal (1 dan 2) yang terhubung pada bagian atas (3), Sambungan lain terdapat di bagian bawah menggunakan katup penghambat atau penutup (4). Pada saat tekanan uap yang dihasilkan oleh evaporator meningkat (5), fluida (2) akan menekan beban (8) atau fluida sistem (7) mengalir keluar (6). Selanjutnya pada proses penghisapan terjadi (9) ketika uap air mengembun dengan bantuan kondenser, hal ini terus terulang secara terus menerus.

  Selanjutnya dilakukan penelitian serta perhitungan untuk mendapatkan frekuensi, kecepatan, debit, tekanan, daya pompa, efisiensi dan daya pemanas. Untuk mengetahui hasil perhitungan digunakan rumus- rumus sebagai berikut :

  Frekwensi adalah banyaknya osilasi tiap satuan waktu. Dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  dengan : f : frekuensi (Hz) n : jumlah langkah t : waktu yang diperlukan (detik) Kecepatan adalah panjang langkah yang ditempuh tiap satuan waktu. Dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :

  V = f l (m/s) (2.2)

  ×

  dengan : V : kecepatan (m/s) f : frekuensi (Hz) l : panjang langkah (m) Debit adalah besaran yang menunjukkan volume fluida atau cairan

  3 (m ) yang mengalir melalui suatu penampang per satuan waktu (sekon).

  Debit dinyatakan sebagai hasil kali antara laju aliran fluida dengan luas penampang dan dirumuskan dengan persamaan :

  3 Q = A V (m /s) (2.3) ×

  dengan : Q : debit (m³/s) A : luas penampang selang (m²) V : laju aliran fluida atau cairan (m/s)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Tekanan yang dihasilkan pompa dapat dihitung dengan mengguanakan persamaan : P =

  ρ

  × g × H (N/m²) (2.4)

  dengan : P : tekanan (N/m²) ρ : massa jenis air (kg/m3) g : percepatan grafitasi (m/s2) H : tinggi langkah osilasi (m)

  Daya pemompaan yang dihasilkan pompa air dapat dihitung dengan persamaan : Wp = P

  ×

  Q (watt) (2.5) dengan: Wp : daya pompa (watt)

  P : tekanan yang dihasilkan (N/m

  2 Q : debit pemompaan (m

  )

  3 Efisiensi pompa didefinisikan sebagai perbandingan antara daya

  pemompaan yang dihasilkan selama waktu tertentu dengan besarnya daya fluida yang dihasilkan. Efisiensi pompa dapat dihitung dengan persamaan

  (Sumber : Mekanika Fluida dan Hidraulika oleh Ranald V. Giles) :

  /s)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  η pompa

  Penelitian pada pompa air energi surya memperlihatkan bahwa waktu pengembunan uap dipengaruhi oleh temperatur dan debit air pendingin masuk kondensor ( Sumathy et. al., 1995 ). Penelitian pompa

  ∆t : waktu (detik)

  ∆T : kenaikan temperatur sepirtus (°C)

  Cp : panas jenis fluida kerja (J/(kg.°C)) : massa air (kg)

  air

  : daya Pemanas (watt)

  dengan :

  × ∆T/∆t (watt)

  Cp

  ×

  Daya Pemanas (W) dapat dihitung dengan persamaan : W = m air dengan :

  W : daya pemanas (watt) Dalam penelitian ini daya pemanasan dihasilkan oleh pembakaran spirtus. Untuk mengetahui besar daya pemanas dilakukan eksperimen sederhana yakni dengan memanaskan sejumlah massa air tertentu. Kenaikan temperatur air dalam selang waktu tertentu digunakan untuk memperkirakan daya pemanasan.

  : efisiensi pompa (%)

  Wp : daya pemompaan (watt)

  (2.7) W m

2.2 Penelitian Yang Pernah Dilakukan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  air energi panas oleh Smith menunjukkan bahwa ukuran kondenser yang sesuai dapat meningkatkan daya output sampai 56% ( Smith, 2005 ).

  Penelitian secara teoritis pompa air energi panas surya dengan dua macam fluida kerja, yaitu n-pentane dan ethyl ether memperlihatkan bahwa efisiensi pompa dengan ethyl ether 17% lebih tinggi dibanding n-pentane untuk tinggi head 6 m ( Wong, 2000 ). Analisa termodinamika untuk memprediksi unjuk kerja pompa air energi panas surya pada beberapa ketingian head memperlihatkan bahwa jumlah siklus atau hari tergantung pada waktu pemanasan fluida kerja dan waktu yang diperlukan untuk pengembunan uap. Waktu pemanasan tergantung pada jumlah fluida awal dalam sistem Waktu pengembunan tergantung pada luasan optimum koil pendingin ( Wong, 2001 ).

  Penelitian lain yang pernah dilakukan seperti dalam Tugas Akhir “Karakteristik Kolektor Surya CPC Untuk Pompa Air Energi Termal Menggunakan Pompa Rendam” mampu menghasilkan Efisiensi sensibel kolektor maksimum adalah 12,68 %, daya pemompaan maksimum adalah 0.0893 Watt, Efisiensi sistem maksimum sebesar 0,132 %, faktor efisiensi maksimum adalah 57,218 % (Yoanita, 2009 ).

  Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 39 CC dan Pemanas 266 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0,139 watt, e ) maksimum 0,060

  pompa

  fisiensi pompa (η % pada variasi bukaan kran 30 ºC, dan debit (Q) maksimum 0,697

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  liter/menit pada variasi ketinggian head 1,75 m dan bukaan kran penuh atau 0 ºC dengan pendingin udara (Suhanto, 2009).

  Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 44 CC dan Pemanas 78 Watt” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0,167 watt, e pompa ) maksimum 0,213 fisiensi pompa (η

  %, dan debit (Q) maksimum 0,584 liter/menit pada variasi ketinggian head 1,75 m dan bukaan kran 0 ºC dengan pendingin udara (Nugroho, 2009).

  Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 4 Pipa Pararel” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0,136 watt, e pompa ) maksimum 0,026 %, dan debit (Q) fisiensi pompa (η maksimum 0,461 liter/menit pada variasi ketinggian head 1.8 m (Sukoto, 2010).

  Pada penelitian “Pompa Air Energi Termal dengan Evaporator 2 Pipa Pararel” mampu menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum adalah 0,144 watt, efis pompa ) maksimum 0,029 %, dan debit (Q) iensi pompa (η maksimum 0.588 liter/menit pada variasi ketinggian head 1,5 m (Putra, 2010).

  Selanjutnya pada penelitian “Pompa Air Energi Termal jenis fluidyn” menggunakan daya pemanas 150 W, diameter pipa osilasi 5/8 inci, berpendingin air, tanpa regenerator, ketinggian air awal ditengah pemanas dan bukaan keran 45 , menghasilkan daya pompa (Wp) maksimum 0,0933 mW, efisiensi pompa ( pompa ) maksimum 0,0000622 %,

  η

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Sekema Alat Penelitian

Gambar 3.1 Skema alat penelitian

  Keterangan :

  1. Bak Air

  6. Karet

  11. Rangka

  2. Selang

  7. Pipa Fluidyn

  3. Tabung Pendingin 8. Keran

  4. Regenerator

  9. Pipa Tembaga

  5. Evaporator

  10. Pipa Osilasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Dalam alat utama untuk penelitian digunakan juga peralatan pendukung sebagai berikut :

  1. Stopwatch Alat ini digunakan untuk mengukur waktu air mulai mengalir sampai air berhenti mengalir.

  2. Termokopel Dipakai untuk mengetahui suhu pada tempat yang diinginkan.

3.2 Variabel Yang Divariasikan

  Variabel yang divariasikan dalam penelitian yaitu: a. Variasi fluida pendingin ( berpendingin udara dan berpendingin air ) b.

  Variasi posisi awal air terhadap pemanas : Ditengah dan Diatas pemanas (Gambar 3.2 ) evaporator evaporator

  (b) (a

Gambar 3.2 Posisi awal air terhadap pemanas : a) posisi awal air PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI c.

  Variasi posisi keran : buka penuh 0°, tutup 22,5° dan tutup 45° (Gambar 3.3)

  Kran Kran Kran c)

  a) b

Gambar 3.3 Variasi posisi keran : a) keran dibuka penuh 0°, b) keran ditutup 22,5° dan c) keran ditutup 45°

  Untuk variasi pendingin air dengan menghubungkan tabung pendingin dengan bak air menggunakan selang.

3.3 Variabel yang Diukur

  Variabel-variabel yang diukur antara lain : a.

  Suhu (T) : pada evaporator (T1), pada regenerator (T2), pada pipa tembaga (T3), pada pendingin (T4).

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  b.

  Panjang langkah (l) Panjang langkah adalah pebedaan jarak antara titik atas dengan titik bawah pada saat terjadi pada saat osilasi.

Gambar 3.5 Panjang langkah pada pipa Osilasi : a) air keadaan awal dan b) air batas atas

  Untuk panjang langkah pada pipa fluidyn diukur dengan cara yang sama.

  c.

  Suhu air (T), (untuk mengetahui besar daya pemanas) d.

  Frekuensi (waktu untuk melakukan 10 kali osilasi) Untuk selanjutnya dari variabel-variabel tersebut digunakan dalam perhitungan untuk mendapatkan debit (Q), tekanan pompa (P), daya pompa

  (Wp),daya sepirtus (W) dan efisiensi pompa (η pompa).

  a b

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.4 Metode dan Langkah Pengambilan Data

  2. Keran ditutup 22,5°.

  2. Keran ditutup 45°

  Alat diisi air sampai posisi air ditengah evaporator.

  Pengambilan data variasi ketiga : 1.

  4. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasikan oleh pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat.

  3. Pemanas mulai dinyalakan.

  Metode pengumpulan data adalah cara-cara memperoleh data melalui percobaan alat. Metode yang dipakai untuk mengumpulkan data yaitu menggunakan metode langsung. Penulis mengumpulkan data dengan menguji langsung alat yang telah dibuat.

  Berikut ini adalah langkah-langkah pengambilan data : Pengambilan data variasi pertama : 1.

  Pengambilan data variasi kedua : 1.

  5. Suhu,panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat.

  4. Pemanas mulai dinyalakan.

  3. Dipasang pemanas pada pipa pemanas (pemanas memakai sepirtus).

  2. Keran dibuka penuh 0°.

  Alat diisi air sampai posisi air ditengah evaporator.

  Alat diisi air sampai posisi air ditengah evaporator.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  4. Pemanas mulai dinyalakan.

  5. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10

  4. Pemanas mulai dinyalakan.

  3. Selang penghubung bak air dengan tabung pendingin mulai dipasang.

  2. Keran ditutup 45°.

  Alat diisi air sampai posisi air ditengah evaporator.

  Pengambilan data variasi keenam : 1.

  5. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat.

  4. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat Pengambilan data variasi keempat : 1.

  Alat diisi air sampai posisi air ditengah evaporator.

  2. Keran ditutup 22,5°.

  Alat diisi air sampai posisi air ditengah evaporator.

  Pengambilan data variasi kelima : 1.

  5. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat.

  4. Pemanas mulai dinyalakan.

  3. Selang penghubung bak air dengan tabung pendingin mulai dipasang.

  2. Keran dibuka penuh 0°.

  3. Selang penghubung bak air dengan tabung pendingin mulai dipasang.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  4. Pemanas mulai dinyalakan.

  5. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat.

  Pemanas mulai dinyalakan.

  3. Keran ditutup 45° 4.

  2. Selang penghubung bak air dengan tabung pendingin mulai dipasang.

  Alat diisi air sampai posisi air diatas evaporator.

  Pengambilan data variasi kesembilan : 1.

  5. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat.

  Pengambilan data variasi ketujuh : 1.

  Alat diisi air sampai posisi air diatas evaporator.

  2. Selang penghubung bak air dengan tabung pendingin mulai dipasang.

  Alat diisi air sampai posisi air diatas evaporator.

  Pengambilan data variasi kedelapan : 1.

  5. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat.

  4. Pemanas mulai dinyalakan.

  3. keran dibuka penuh 0°.

  2. Selang penghubung bak air dengan tabung pendingin mulai dipasang.

  3. Keran ditutup 22,5°.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Alat diisi air sampai posisi air diatas evaporator.

  3. Pemanas menggunakan bahan bakar spirtus mulai dinyalakan.

  2. Termometer dimasukan kedalam panci (mengukur suhu air).

  Panci diisi air.

  Pengambilan data untuk mengetahui besar daya sepirtus : 1.

  4. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat.

  3. Pemanas mulai dinyalakan.

  2. Kran ditutup 45°.

  Pengambilan data variasi kesepuluh : 1.

  Alat diisi air sampai posisi air diatas evaporator.

  4. Suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit dicatat.

  3. Pemanas mulai dinyalakan.

  2. Kran ditutup 22,5°.

  Alat diisi air sampai posisi air diatas evaporator.

  Pengambilan data variasi kesebelas : 1.

  4. Mencatat suhu, panjang langkah serta frekuensi yang dihasilkan pompa setiap 10 menit selama 60 menit.

  3. Pemanas mulai dinyalakan.

  2. Kran dibuka penuh 0°.

  Pengambilan data variasi keduabelas : 1.