ALAT UJI KARAKTERISTIK POMPA UNTUK MEMBA
Jurnal P & PT Vol. VIII, No.1, Juni (2010) 659-665
ALAT UJI KARAKTERISTIK POMPA UNTUK MEMBANDINGKAN DAYA DAN
KAPASITAS ANTARA POMPA BARU DENGAN POMPA BEKAS
Rachmad Hidayat
Program Studi Teknik Mesin, Politeknik SAKTI Surabaya
Jl. Jemursari IV/3 Surabaya 60237
Telp.(031) 8493384
, email: rachmadjtm@gmail.com
ABSTRAK
Alat peraga merupakan salah satu media yang digunakan untuk mempermudah penyampaian materi dalam proses
pembelajaran dengan adanya alat peraga diharapkan ide yang tertuang secara abstrak dapat dijelaskan secara kongkrit
dan detail. Pada Mata kuliah program D3 jurusan teknik mesin yang sangat membutuhkan adanya suatu alat peraga
adalah mata kuliah pompa, untuk itu kami membantu menyempurnakan proses pembelajaran dengan alat peraga.
Dengan kata lain, kami akan merancang suatu alat peraga untuk mewujudkan dan memperlancar proses pembelajaran,
pembuatan alat peraga ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik pompa, hubungan seri dan pararel pada saluran
pompa serta dampak yang terjadi pada daya.
Dari hasil pengujian untuk mencapai head total 9 meter maka menggunakan pompa tunggal baru dengan saluran pipa
Ø ⅜", debit 16.1 liter/menit, dan daya 242 watt. Untuk mencapai head total 14 meter maka mengunakan saluran pipa
Ø ⅜", debit 12.5 liter/menit, dan daya 550 watt untuk hubungan seri, sedangkan untuk pararel sama dengan hubungan
seri hanya beda pada debitnya yaitu 23.25 liter/menit
Kata Kunci : Alat peraga, karakteristik pompa, hubungan seri, hubungan pararel
ABSTRACT
Teaching aids is one of the tools used to facilitate the delivery of content in the learning process with the expected
props ideas contained in the abstract and the concrete can be explained in detail. In the study at D3 majoring in
mechanical engineering are highly in need of a course props are pump, for that we help improve the learning process
with props. In other words, we will design the teaching aids and the smooth to realize the learning process,
flourescent aims to investigate the characteristics of the pump, series connection and parallel to the pump channels
and the impact on power.
Results of tests to reach a total of 9 meters of the head using a single pump with a new pipeline Ø ⅜ ", discharge
16.1 liters / min, and 242 watts of power. To achieve the total head of 14 meters using a pipeline Ø ⅜", discharge
12.5 liters / minutes, and 550 watts of power for a series circuit, whereas for the same parallel with the series circuit
depending only on the debit is 23:25 liters / minute
Keywords: Teaching aids, pump characteristics, series circuit, parallel relationship
• 659 •
Vol. VIII, No. 1, Juni 2010
PENDAHULUAN
Untuk mewujudkan kualitas lulusan yang berkompeten
diperlukan peningkatan dan penyempurnaan penyelenggaraan
pendidikan.
Salah satu
pendukung dalam upaya
penyempurnaan tersebut adalah adanya sarana yang menunjang
proses pembelajaran. Adapun sarana yang bisa digunakan
adalah tersedianya alat peraga.
Alat peraga adalah seperangkat alat yang dapat digunakan
untuk membantu menyampaikan suatu materi.
Dengan
demikian peranan alat peraga dalam proses pembelajaran
sangat penting karena dengan adanya alat peraga maka ide-ide
yang tertuang secara abstrak dapat digambarkan secara konkret.
Salah satu mata kuliah yang terdapat pada kurikulum program
D3 Teknik Mesin yang membutuhkan alat peraga adalah mata
kuliah pompa. Mata kuliah ini membutuhkan alat peraga karena
materi yang disajikan meliputi pemahaman tentang
karakteristik pompa termasuk system pemompaan yang harus
digambarkan secara konkret dan lebih detail. Pemahaman
terhadap pompa beserta sistem-sistem pemompaannya perlu
diuji dengan suatu alat yang dinamakan alat uji pompa. Namun,
sampai saat ini belum tersedia alat uji pompa yang dapat
digunakan ketika melakukan praktikum pompa di
POLITEKNIK SAKTI khususnya untuk program studi teknik
mesin.
Tujuan penelitian ini adalah Membuat alat penguji spesifikasi
pada pompa, yang bertujuan untuk mengetahui karakteritik dan
berbagai kerugian pada pompa. Dengan adanya alat penguji
spesifikasi pada pompa, diharapkan dapat membuktikan
kebenaran data spesifikasi pompa yang selama ini hanya tertera
pada body pompa tanpa ada pembuktian.
BAHAN DAN METODE
Karakteristik pompa
Garis lengkung dilihat pada gambar 1
Karakteristik Alat Uji
Manometer pada gambar 2 adalah manometer logam yang
tertutup yang biasanya mengukur tekanan melebihi atau
tekanan hampa udara. Jika meter ini dihubungkan dengan
udara luar, maka jarum akan menunjuk angka nol. Manometer
untuk mengukur hampa udara, biasanya dinamakan meter
vakum atau pengukur vakum. Jadi sebuah manometer dan
sebuah meter vakum selalu menunjukkan perbedaan tekanan
terhadap tekanan atmosfer.
Gambar 2. Sistem pemompaan
Keterangan:
P1 = Tekanan Isap
d2 = Diameter Tekan
P2 = Tekanan Tekan
H1 = Tinggi Isap
d1 = Diameter Isap
H2 = Tinggi Tekan
Head Total (H)
Head total (H) yang merupakan jumlah dari head tekanan, head
kecepatan dan head potensial adalah energi mekanik total
persatuan berat zat cair, dan dinyatakan dengan satuan tinggi
kolom zat cair dalam meter. Rumusannya dapat dinyatakan
sebagai berikut:
2
2
H P2 P1 V 2 V 1 Z 2 Z 1 ( 2 – 1 )
2g
P. g
Keterangan :
1. P 2 P1 = penambahan energi tekanan per unit dikali massa
P. g
2
2
V V 1 = Energi kinetis per unit massa ( 2 – 3 )
2. 2
2g
3. Z 2 Z 1 = Energi potensial per massa ( 2 – 4 )
Gambar 1. Cara mengkonstruksikan karakteristik pompa
Karakteristik saluran
Tekanan yang dibutuhkan untuk mengatasi hambatan yang
dialami zat cair ketika mengalir melalui saluran, termasuk
semua alat Bantu, keran tutup, katup pukul balik, bengkokan
dan sebagainya. Besarnya hambatan saluran tergantung dari
berbagai faktor sebagai berikut:
1). kecepatan zat cair mengalir melalui saluran
2). keadaan permukaan (kekasaran) sebelah dalam saluran
3). sifat-sifat zat cair yang dipompakan.
a. karena ø isap dan tekan sama, maka kecepatan isap dan
tekan sama sehingga
b. persamaan ( 2 - 3 ) di atas = 0
c. karena perbedaan jarak antara H isap dan H tekan kecil
sekali, maka diabaikan sehingga persamaan ( 2 - 4 ) di atas
=0
d. sehingga persamaan Head Total adalah:
(2–5)
P2 P1
H
.g
Debit (Q)
Debit jumlah (volume) aliran dibagi waktu, dan dinyatakan
dengan satuan m³/s. Rumusannya dapat dinyatakan sebagai
berikut:
Jurnal P&PT • 660
Rachmad Hidayat — Alat Uji Karakteristik Pompa Untuk Membandingkan Daya
v
t
Q A .V
Q
Dimana :
Q = Debit (m³/s)
v= v olume (m³)
t = waktu (sekon)
(2–6)
(2–7)
A = Luas Penampang (m²)
V = Kecepatan (m/s)
Daya ( P )
1) Daya Hidrolik Pompa
Energi yang secara efektif diterima air dari pompa persatuan
waktu. Daya hidrolik (daya air) dan dinyatakan dengan satuan
waktu. Rumusannya dapat dinyatakan sebagai berikut:
Daya Hidrolik Pompa (Pout) = Q.p.g.H
(2–8)
2) Daya Motor
Daya motor (poros) yang diperlukan untuk menggerakkan
searah pompa adalah sama dengan daya hidrolik ditambah
kerugian daya di dalam pompa. Rumusannya dapat dinyatakan
sebagai berikut:
Daya Motor (P) = 2.π.N.τ
(2–9)
Dimana:
P = daya motor
τ = torque
- Jenis zat cair yang akan digunakan.
- Hambatan / kerugian yang terjadi.
Alat yang mempunyai peranan penting dalam
pendistribusian adalah pompa. Pompa digunakan untuk
menghisap dari tempat penyimpanan atau pengambilan
dari sumber air untuk dialirkan sehingga dapat digunakan.
Akan tetapi penggunaan pompa harus disesuaikan
dengan spesifikasi yang tertera pada pompa yang
dingunakan, karena setiap jenis pompa mempunyai datadata tentang head ataupun discharge yang dihasilkan.
Contoh pompa yang mudah pengoperasiannya dengan
menggunakan system instalasi sederhana adalah pompa
sentrifugal.
Maka untuk mengenal bagaimana pompa sentrifugal dan
cara pengoperasiannya, kita perlu mengandakan
percobaan yang nantinya dari hasil percobaan tersebut
kita akan mengetahui lebih banyak tentang hal-hal yang
berkaitan dengan pompa ( khususnya pada pompa
sentrifugal ).
HASIL DAN PEMBHASAN
Skema System Pemompaan Keseluruhan
N = putaran
Alat Bantu ( Kran Katup Bola )
Gambar 5. Pompa tunggal
Gambar 3.Normal Open (NO) Gambar 4.Normal Closse (NC)
-
Katup model bola
Sebagian besar biasanya tipe ini untuk katup penghambat
Digunakan pada air dan udara
Dengan diputarnya tuas warna merah 90° maka bola yang
memiliki lubang ditengah secara otomatis menutup ( NC )
aliran yang masuk kepipa dan dengan adanya karet yang
berwarna kuning serta hitam berguna untuk menahan agar
tidak terjadi kebocoran pada saat NC atau NO.
- Keuntungan: digunakan pada katup penghambat serta
pengunaan yang mudah dengan memutar tuas 90° maka
katup dapat berfungsi tanpa diputar berkali – kali.
Gambar 6. Hubungan seri
Pendekatan Fungsional
Agar dapat mengetahui apakah alat ini dapat berfungsi
dengan baik dan benar maka desain dari alat penguji
harus memperhitungkan kekuatan tekanan serta daya
isap yang dihasilkan dari pompa tersebut dengan cara:
- Pemilihan pompa ( jenis pompa ).
- Diameter pipa serta panjang pipa.
- Penentuan kapasitas pompa yang akan diujicobakan.
661 • Jurnal P&PT
Gambar 7. Hubungan parallel
Vol. VIII, No. 1, Juni 2010
Hasil analisa data
Tabel 1. Pada pompa 1 tunggal
Hasil
N
Karakteristik
Analis
o
Pompa
Ø ¾"
Hasil
Analis
Ø ⅜"
Satuan
1
Debit ( Q )
24,5
16,1
liter/me
nit
2
Head Total
2,6
9,2
meter
3
Daya
220
242
watt
-0,26
-0,52
bar
0
0,4
bar
4
5
Tekanan Isap (
p1 )
Tekanan Tekan
( p2 )
Dari hasil analisa data tersebut maka dapat ditarik kesimpulan
bahwa dengan diameter saluran yang besar maka akan
menghasilkan debit yang besar pula dan tekanan serta daya
yang dihasilakan lebih kecil.
Hasil analisa data pada pompa 2 tunggal
Tabel 2. Pada pompa 2 tunggal
N
o
Karakteristi
k Pompa
Hasil Analis
Hasil Analis
Ø ¾"
Ø ⅜"
1,
4
1,
2
1
1,
4
1,
2
1
1
Debit (Q)
13
,8
13
,5
12
8
8
5,
4
2
Head Total
1,
4
1,
3
1,
2
3,
2
3
1,
8
Daya
30
8
26
4
22
0
30
8
4
Tekanan
Isap (p1)
0,
13
0,
12
5
Tekanan
Tekan (p2)
0,
14
0
0
0
3
Satu
an
amp
er
liter/
meni
t
mete
r
Hasil
Analis
Hasil
Analis
Ø ¾"
Ø ⅜"
Debit (Q)
22,5
12,5
liter/m
enit
2
Head Total
4,6
14
meter
3
Daya
528
550
watt
-0,26
-0,4
bar
0,2
0,1
bar
0
-0,14
bar
0
0
bar
N
o
Karakteristik Pompa
1
4
5
4
5
Tekanan
Isap (p1)
Tekanan
Tekan (p2)
Tekanan
Isap (p1)
Tekanan
Tekan (p2)
Hasil analisa data pada pompa hubungan pararel
Tabel 4. Pada pompa hubungan pararel
Hasil
Analis
Hasil
Analis
Ø ¾"
Ø ⅜"
Debit ( Q )
37
23,25
liter/m
enit
5
14
meter
528
550
watt
-0,26
-0,46
bar
0,1
0,5
bar
-0,14
-0,28
bar
0
0,2
bar
N
o
Karakteristik Pompa
1
22
0
watt
0,
32
0,
18
bar
2
Head Total
0
0
0
bar
3
Daya
Hasil analisa data pada pompa hubungan seri
Tabel 3. Pada pompa hubungan seri
Pom
pa 2
Dari hasil analisa data yang diperoleh pada hubungan seri,
maka dapat ditarik kesimpulan ternyata dengan daya yang
relatif cukup besar tidak menghasilkan debit yang besar pula.
dengan mengecilkan diameter salurannya maka akan
menghasilkan daya dan tekanan yang besar namun
menghasilkan debit yang sedikit. Akan tetapi hubungan seri
dapat memindahkan fluida dari tempat satu ke tempat lainnya
yang sejajar atau secara vertikal dengan jarak yang cukup jauh
tanpa mengurangi debit yang dihasilkan.
2
6
4
0,
3
Dari hasil analisa data tersebut, maka dapat ditarik kesimpulan
walaupun daya pada pompa 2 (repair) yang dihasilkan besar
tapi debit yang dihasilkan lebih sedikit dari pompa I (baru), bisa
jadi itu dikarenakan :
- Tidak adanya penghitungan pada waktu pelilitan kumparan
sehingga terjadi lossis pada daya.
- Bahan yang digunakan untuk memperbaiki kumparan
kualitasnya rendah/jelek.
Kemudian penulis menguji cobanya dengan daya yang berbedabeda dengan diameter pipa yang sama, ternyata menghasilkan
kesimpulan bila tekanan lebih tinggi maka daya yang dihasilkan
cukup besar dan debit yang dihasilkan relatif sedikit, dimana
perbandingan tekanan tidak jauh beda dan itu juga berlaku pada
debit yang dihasilkan.
Pom
pa 1
atuan
4
5
4
5
Tekanan
Isap ( p1 )
Tekanan
Tekan (p2)
Tekanan
Isap (p1)
Tekanan
Tekan (p2)
Pom
pa 1
Pom
pa 2
Satua
n
Dari hasil analisa data yang diperoleh pada hubungan pararel,
maka dapat ditarik kesimpulan bahwa dengan diameter saluran
dan daya yang sama seperti pada hubungan seri, hubungan
pararel dapat menghasilkan debit lebih banyak dan dengan nilai
tekanan yang hampir sama dengan hubungan seri, hubungan
pararel menghasilkan debit lebih banyak pula. Di sini hubungan
pararel sangat bermanfaat bila digunakan untuk memindahkan
fluida dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi atau
secara horisontal.
Jurnal P&PT • 662
Rachmad Hidayat — Alat Uji Karakteristik Pompa Untuk Membandingkan Daya
Diagram Karakteristik Pompa
Diagram hubungan antara H – Q Ø ¾"
0,
4
m
5
4,5
c
3,5
H
3
1,
6
2
m/ja
m
Dari gambar diagram tersebut maka dapat diperoleh
kesimpulan secara umum, yaitu diameter saluran ternyata
mempengaruhi besar kecilnya tekanan (H) dan itu akan
berpengaruh juga terhadap debit (Q) yang dihasilkan, yang
mana semakin besar tekanan yang terjadi maka debit yang
dihasilkan akan semakin kecil, baik itu pada pompa tunggal I
(a), pompa tunggal 2 (b), hubungan seri (c), maupun hubungan
pararel (d).
Diagram hubungan antara H – Q Ø ⅜"
a
2,5
2
1,5
1,
2
Q
Keterangan :
a = pompa I (baru) tunggal
b = pompa 2 (repair) tunggal
c = pompa hubungan seri
d = pompa hubungan pararel
d
4
0,
8
b
1
m
0,4
0,8
1,2
Q
1,6
2
m/jam
Diagram hubungan antara P – Q Ø ¾"
15
wat
t
P
560
c
10
H
520
d
480
5
d
440
400
c
0,4
P
360
320
280
b
1,2
Q
1,6
wat
t
560
520
a
P
160
0,8
Diagram hubungan antara P – Q Ø ⅜"
240
200
a
b
480
440
120
80
40
663 • Jurnal P&PT
400
360
320
c
d
2
m/jam
Vol. VIII, No. 1, Juni 2010
Untuk mengetahui berapa besar kecepatan pada masing –
masing pompa dan berapa jumlah lilitan yang ditambahkan
khususnya pada pompa repair, dapat menggunakan rumus.
Untuk nilai kecepatan pada pompa dapat diketahui dengan
rumus:
280
240
200
V
a
160
(4–1)
Dimana :V = Kecepatan (mm/menit)
Q = Kapasitas
(lt/menit)
A = Luasa Penampang (mm2)
B
120
Q
A
80
Analisa Pada Pompa
- Perhitungan pada pompa baru
40
Diketahui : Q = 24,45 (lt
0,
4
0,
8
1,
2
Q
1,
6
2
m/ja
m
Keterangan :
a = pompa I (baru) tunggal
b = pompa 2 (repair) tunggal
c = pompa hubungan seri
d = pompa hubungan pararel
Bila di amati pada diagram hubungan antara daya dengan debit,
di situ terlihat jelas bahwa setelah diameter saluran diperkecil
maka daya (P) yang dihasilkan akan semakin tinggi dan itu
berpengaruh terhadap debit (Q) yang dihasilkan juga akan
semakin sedikit, baik itu pada pompa tunggal I (a), pompa
tunggal 2 (b), hubungan seri (c), maupun hubungan pararel (d).
Dari hasil penelitian yang kami lakukan pada dua pompa, baru
dan pompa repair dengan jenis yang sama kami menarik sebuah
kesimpulan bahwa banyaknya lilitan akan mengakibatkan
tegangan naik secara otomatis arus yang dibutuhkan akan
semakin bertambah. Pada pompa baru baik pada stator maupun
rotornya masih dalam kondisi bagus, akan tetapi pada pompa
repair stator dan rotornya mengalami keausan sehinggan untuk
memperbaikinya kembali maka diperbanyaklah lilitan pada
proses pengulungan
A=
4
menit
) 1,5 (m
3
)
jam
D 2 0,785 · 14,3 mm 0,01 m 2
Flux tiap kutup ( ) = 20
Kecepatan putaran ( N ) = 2500 rpm
EMF ( GGL ) terbangkit = 220 volt
Ditanya : 1) V
2) Total konduktor pada jangkar ( Z )
Jawab : 1) V
=
Q
A
3
1,5 m
jam
0,01m 2
= 150 m
jam
2) EMF ( GGL ) terbangkit =
220 =
2500 mm
menit
N Z
60
2500 Z
20 10 3
60
220
2500 Z
=
60
20 10 3
Lilitan Pompa Baru
Lilitan Pompa Repair
2500 Z
= 11000
60
2500 · Z = 11000 · 60
Z=
Stator Pompa Baru
Stator Pompa Repair
Gambar 8. Lilitan dan stator pada pompa
660000
264 konduktor
lili tan
2500
Perhitungan pada pompa repair
Jurnal P&PT • 664
Rachmad Hidayat — Alat Uji Karakteristik Pompa Untuk Membandingkan Daya
Diketahui : Q = 13,8 (lt
A=
4
menit
3
) 0,8 (m
)
jam
D 2 0,785 · 14,3 mm 0,01 m 2
Flux tiap kutup ( ) = 20 mwb
Kecepatan putaran ( N ) = 1333 rpm
.
Tabel 6. Specifikasi pada pompa baru dan repair
N
Specific
Pompa Baru
o
1 mark pompa
DAP
2 cover pompa
Standard
panjang
AS ( poros
200mm; dia
3
pengerak )
12mm
4 kipas pendinggin
10 sudu
EMF ( GGL ) terbangkit = 220 volt
Ditanya : 1) V
2) Total konduktor pada jangkar ( Z )
Jawab : 1) V
=
Q
A
0,8 m
3
jam
0,01m 2
= 80 m
jam
1333 mm
2) EMF ( GGL ) terbangkit =
5
menit
6
N Z
60
7
1333 Z
220 =
20 10 3
60
220
1333 Z
=
60
20 10 3
1333 Z
= 11000
60
660000
495 konduktor
lili tan
1333
Tabel 5. Tegangan, lilitan, kecepatan pada pompa baru dan
repair
Pomp Teganga Lilita Kecepata
Kecepatan
a
n
n
n
24,45
Baru
220 V
264 2500 rpm
lt
(
)
menit
Repai
r
220 V
495
1333 rpm
(lt
13,8
menit
)
Dengan menggunakan tegangan yang sama ternyata pada
pompa repair banyaknya jumlah lilitan tidak berpengaruh pada
665 • Jurnal P&PT
bearing ( kelaker )
stator ( rotor )
ukuran 32
dengan
kondisi bagus
panjang
35cm; dia
48mm kondisi
bagus
dia kawat
0,35mm
kondisi bagus
8
kawat tembaga
(karen)
water sile
9
empeler
36 sudu bolak
balik,kondisi
bagus
10
kapasitor
5 micro
Pompa
Repair
sama
sama
sama
sama
ukuran
sama
kondisi
kurang
bagus
sama
kondisi
aus dan
berkarat
sama
sama
36 sudu
bolak
balik,
kondisi
berkarat
sama
KESIMPULAN
1333 · Z = 11000 · 60
Z=
kecepatan dan kapasitas yang dihasilkan, seperti yang kita lihat
pada data diatas.
Kerugian – kerugian yang terjadi pada pompa repair terdapat
pada stator (rotor), kondisi empeler, serta kawat lilitan yang
terbuat dari bahan lokal yang mana hasil dari kawat lilitan
tersebut tidak dapat bekerja dengan maksimal, sehingga daya
yang dihasilkan dari pompa repair sangat besar dari pada pompa
baru.
1. Dengan alat uji ini kita dapat mengukur kebenaran
kapasitas yang ada pada pompa ( sesuai spesifikasi
pada name plate )
2. Alat uji ini dapat digunakan untuk membandingkan
antara pompa yang baru dengan pompa repair (
gulung ulang )
3. Alat uji ini dapat mengetahui naik turunnya daya
yang diperlukan apabila digunakan diameter saluran
yang berbeda.
DAFTAR PUSTAKA
[1.] Ir.Sularso, Msme, Prof. Dr. Haruo Tahara, Pompa dan
Kompresor.
[2.] Ir. L.W.P. Bianchi dan P. Bustraan, Pompa, Pradnya
Paramita – Jakarta, 1983.
[3.] Ing. . Nouwen, Pompa Jilid 1, Bhratara Karya Askara –
Jakarta, 1981.
[4.] Utomo, Alat Pengangkat dan Pompa, Pradnya Paramita –
Jakarta, 1986.
ALAT UJI KARAKTERISTIK POMPA UNTUK MEMBANDINGKAN DAYA DAN
KAPASITAS ANTARA POMPA BARU DENGAN POMPA BEKAS
Rachmad Hidayat
Program Studi Teknik Mesin, Politeknik SAKTI Surabaya
Jl. Jemursari IV/3 Surabaya 60237
Telp.(031) 8493384
, email: rachmadjtm@gmail.com
ABSTRAK
Alat peraga merupakan salah satu media yang digunakan untuk mempermudah penyampaian materi dalam proses
pembelajaran dengan adanya alat peraga diharapkan ide yang tertuang secara abstrak dapat dijelaskan secara kongkrit
dan detail. Pada Mata kuliah program D3 jurusan teknik mesin yang sangat membutuhkan adanya suatu alat peraga
adalah mata kuliah pompa, untuk itu kami membantu menyempurnakan proses pembelajaran dengan alat peraga.
Dengan kata lain, kami akan merancang suatu alat peraga untuk mewujudkan dan memperlancar proses pembelajaran,
pembuatan alat peraga ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik pompa, hubungan seri dan pararel pada saluran
pompa serta dampak yang terjadi pada daya.
Dari hasil pengujian untuk mencapai head total 9 meter maka menggunakan pompa tunggal baru dengan saluran pipa
Ø ⅜", debit 16.1 liter/menit, dan daya 242 watt. Untuk mencapai head total 14 meter maka mengunakan saluran pipa
Ø ⅜", debit 12.5 liter/menit, dan daya 550 watt untuk hubungan seri, sedangkan untuk pararel sama dengan hubungan
seri hanya beda pada debitnya yaitu 23.25 liter/menit
Kata Kunci : Alat peraga, karakteristik pompa, hubungan seri, hubungan pararel
ABSTRACT
Teaching aids is one of the tools used to facilitate the delivery of content in the learning process with the expected
props ideas contained in the abstract and the concrete can be explained in detail. In the study at D3 majoring in
mechanical engineering are highly in need of a course props are pump, for that we help improve the learning process
with props. In other words, we will design the teaching aids and the smooth to realize the learning process,
flourescent aims to investigate the characteristics of the pump, series connection and parallel to the pump channels
and the impact on power.
Results of tests to reach a total of 9 meters of the head using a single pump with a new pipeline Ø ⅜ ", discharge
16.1 liters / min, and 242 watts of power. To achieve the total head of 14 meters using a pipeline Ø ⅜", discharge
12.5 liters / minutes, and 550 watts of power for a series circuit, whereas for the same parallel with the series circuit
depending only on the debit is 23:25 liters / minute
Keywords: Teaching aids, pump characteristics, series circuit, parallel relationship
• 659 •
Vol. VIII, No. 1, Juni 2010
PENDAHULUAN
Untuk mewujudkan kualitas lulusan yang berkompeten
diperlukan peningkatan dan penyempurnaan penyelenggaraan
pendidikan.
Salah satu
pendukung dalam upaya
penyempurnaan tersebut adalah adanya sarana yang menunjang
proses pembelajaran. Adapun sarana yang bisa digunakan
adalah tersedianya alat peraga.
Alat peraga adalah seperangkat alat yang dapat digunakan
untuk membantu menyampaikan suatu materi.
Dengan
demikian peranan alat peraga dalam proses pembelajaran
sangat penting karena dengan adanya alat peraga maka ide-ide
yang tertuang secara abstrak dapat digambarkan secara konkret.
Salah satu mata kuliah yang terdapat pada kurikulum program
D3 Teknik Mesin yang membutuhkan alat peraga adalah mata
kuliah pompa. Mata kuliah ini membutuhkan alat peraga karena
materi yang disajikan meliputi pemahaman tentang
karakteristik pompa termasuk system pemompaan yang harus
digambarkan secara konkret dan lebih detail. Pemahaman
terhadap pompa beserta sistem-sistem pemompaannya perlu
diuji dengan suatu alat yang dinamakan alat uji pompa. Namun,
sampai saat ini belum tersedia alat uji pompa yang dapat
digunakan ketika melakukan praktikum pompa di
POLITEKNIK SAKTI khususnya untuk program studi teknik
mesin.
Tujuan penelitian ini adalah Membuat alat penguji spesifikasi
pada pompa, yang bertujuan untuk mengetahui karakteritik dan
berbagai kerugian pada pompa. Dengan adanya alat penguji
spesifikasi pada pompa, diharapkan dapat membuktikan
kebenaran data spesifikasi pompa yang selama ini hanya tertera
pada body pompa tanpa ada pembuktian.
BAHAN DAN METODE
Karakteristik pompa
Garis lengkung dilihat pada gambar 1
Karakteristik Alat Uji
Manometer pada gambar 2 adalah manometer logam yang
tertutup yang biasanya mengukur tekanan melebihi atau
tekanan hampa udara. Jika meter ini dihubungkan dengan
udara luar, maka jarum akan menunjuk angka nol. Manometer
untuk mengukur hampa udara, biasanya dinamakan meter
vakum atau pengukur vakum. Jadi sebuah manometer dan
sebuah meter vakum selalu menunjukkan perbedaan tekanan
terhadap tekanan atmosfer.
Gambar 2. Sistem pemompaan
Keterangan:
P1 = Tekanan Isap
d2 = Diameter Tekan
P2 = Tekanan Tekan
H1 = Tinggi Isap
d1 = Diameter Isap
H2 = Tinggi Tekan
Head Total (H)
Head total (H) yang merupakan jumlah dari head tekanan, head
kecepatan dan head potensial adalah energi mekanik total
persatuan berat zat cair, dan dinyatakan dengan satuan tinggi
kolom zat cair dalam meter. Rumusannya dapat dinyatakan
sebagai berikut:
2
2
H P2 P1 V 2 V 1 Z 2 Z 1 ( 2 – 1 )
2g
P. g
Keterangan :
1. P 2 P1 = penambahan energi tekanan per unit dikali massa
P. g
2
2
V V 1 = Energi kinetis per unit massa ( 2 – 3 )
2. 2
2g
3. Z 2 Z 1 = Energi potensial per massa ( 2 – 4 )
Gambar 1. Cara mengkonstruksikan karakteristik pompa
Karakteristik saluran
Tekanan yang dibutuhkan untuk mengatasi hambatan yang
dialami zat cair ketika mengalir melalui saluran, termasuk
semua alat Bantu, keran tutup, katup pukul balik, bengkokan
dan sebagainya. Besarnya hambatan saluran tergantung dari
berbagai faktor sebagai berikut:
1). kecepatan zat cair mengalir melalui saluran
2). keadaan permukaan (kekasaran) sebelah dalam saluran
3). sifat-sifat zat cair yang dipompakan.
a. karena ø isap dan tekan sama, maka kecepatan isap dan
tekan sama sehingga
b. persamaan ( 2 - 3 ) di atas = 0
c. karena perbedaan jarak antara H isap dan H tekan kecil
sekali, maka diabaikan sehingga persamaan ( 2 - 4 ) di atas
=0
d. sehingga persamaan Head Total adalah:
(2–5)
P2 P1
H
.g
Debit (Q)
Debit jumlah (volume) aliran dibagi waktu, dan dinyatakan
dengan satuan m³/s. Rumusannya dapat dinyatakan sebagai
berikut:
Jurnal P&PT • 660
Rachmad Hidayat — Alat Uji Karakteristik Pompa Untuk Membandingkan Daya
v
t
Q A .V
Q
Dimana :
Q = Debit (m³/s)
v= v olume (m³)
t = waktu (sekon)
(2–6)
(2–7)
A = Luas Penampang (m²)
V = Kecepatan (m/s)
Daya ( P )
1) Daya Hidrolik Pompa
Energi yang secara efektif diterima air dari pompa persatuan
waktu. Daya hidrolik (daya air) dan dinyatakan dengan satuan
waktu. Rumusannya dapat dinyatakan sebagai berikut:
Daya Hidrolik Pompa (Pout) = Q.p.g.H
(2–8)
2) Daya Motor
Daya motor (poros) yang diperlukan untuk menggerakkan
searah pompa adalah sama dengan daya hidrolik ditambah
kerugian daya di dalam pompa. Rumusannya dapat dinyatakan
sebagai berikut:
Daya Motor (P) = 2.π.N.τ
(2–9)
Dimana:
P = daya motor
τ = torque
- Jenis zat cair yang akan digunakan.
- Hambatan / kerugian yang terjadi.
Alat yang mempunyai peranan penting dalam
pendistribusian adalah pompa. Pompa digunakan untuk
menghisap dari tempat penyimpanan atau pengambilan
dari sumber air untuk dialirkan sehingga dapat digunakan.
Akan tetapi penggunaan pompa harus disesuaikan
dengan spesifikasi yang tertera pada pompa yang
dingunakan, karena setiap jenis pompa mempunyai datadata tentang head ataupun discharge yang dihasilkan.
Contoh pompa yang mudah pengoperasiannya dengan
menggunakan system instalasi sederhana adalah pompa
sentrifugal.
Maka untuk mengenal bagaimana pompa sentrifugal dan
cara pengoperasiannya, kita perlu mengandakan
percobaan yang nantinya dari hasil percobaan tersebut
kita akan mengetahui lebih banyak tentang hal-hal yang
berkaitan dengan pompa ( khususnya pada pompa
sentrifugal ).
HASIL DAN PEMBHASAN
Skema System Pemompaan Keseluruhan
N = putaran
Alat Bantu ( Kran Katup Bola )
Gambar 5. Pompa tunggal
Gambar 3.Normal Open (NO) Gambar 4.Normal Closse (NC)
-
Katup model bola
Sebagian besar biasanya tipe ini untuk katup penghambat
Digunakan pada air dan udara
Dengan diputarnya tuas warna merah 90° maka bola yang
memiliki lubang ditengah secara otomatis menutup ( NC )
aliran yang masuk kepipa dan dengan adanya karet yang
berwarna kuning serta hitam berguna untuk menahan agar
tidak terjadi kebocoran pada saat NC atau NO.
- Keuntungan: digunakan pada katup penghambat serta
pengunaan yang mudah dengan memutar tuas 90° maka
katup dapat berfungsi tanpa diputar berkali – kali.
Gambar 6. Hubungan seri
Pendekatan Fungsional
Agar dapat mengetahui apakah alat ini dapat berfungsi
dengan baik dan benar maka desain dari alat penguji
harus memperhitungkan kekuatan tekanan serta daya
isap yang dihasilkan dari pompa tersebut dengan cara:
- Pemilihan pompa ( jenis pompa ).
- Diameter pipa serta panjang pipa.
- Penentuan kapasitas pompa yang akan diujicobakan.
661 • Jurnal P&PT
Gambar 7. Hubungan parallel
Vol. VIII, No. 1, Juni 2010
Hasil analisa data
Tabel 1. Pada pompa 1 tunggal
Hasil
N
Karakteristik
Analis
o
Pompa
Ø ¾"
Hasil
Analis
Ø ⅜"
Satuan
1
Debit ( Q )
24,5
16,1
liter/me
nit
2
Head Total
2,6
9,2
meter
3
Daya
220
242
watt
-0,26
-0,52
bar
0
0,4
bar
4
5
Tekanan Isap (
p1 )
Tekanan Tekan
( p2 )
Dari hasil analisa data tersebut maka dapat ditarik kesimpulan
bahwa dengan diameter saluran yang besar maka akan
menghasilkan debit yang besar pula dan tekanan serta daya
yang dihasilakan lebih kecil.
Hasil analisa data pada pompa 2 tunggal
Tabel 2. Pada pompa 2 tunggal
N
o
Karakteristi
k Pompa
Hasil Analis
Hasil Analis
Ø ¾"
Ø ⅜"
1,
4
1,
2
1
1,
4
1,
2
1
1
Debit (Q)
13
,8
13
,5
12
8
8
5,
4
2
Head Total
1,
4
1,
3
1,
2
3,
2
3
1,
8
Daya
30
8
26
4
22
0
30
8
4
Tekanan
Isap (p1)
0,
13
0,
12
5
Tekanan
Tekan (p2)
0,
14
0
0
0
3
Satu
an
amp
er
liter/
meni
t
mete
r
Hasil
Analis
Hasil
Analis
Ø ¾"
Ø ⅜"
Debit (Q)
22,5
12,5
liter/m
enit
2
Head Total
4,6
14
meter
3
Daya
528
550
watt
-0,26
-0,4
bar
0,2
0,1
bar
0
-0,14
bar
0
0
bar
N
o
Karakteristik Pompa
1
4
5
4
5
Tekanan
Isap (p1)
Tekanan
Tekan (p2)
Tekanan
Isap (p1)
Tekanan
Tekan (p2)
Hasil analisa data pada pompa hubungan pararel
Tabel 4. Pada pompa hubungan pararel
Hasil
Analis
Hasil
Analis
Ø ¾"
Ø ⅜"
Debit ( Q )
37
23,25
liter/m
enit
5
14
meter
528
550
watt
-0,26
-0,46
bar
0,1
0,5
bar
-0,14
-0,28
bar
0
0,2
bar
N
o
Karakteristik Pompa
1
22
0
watt
0,
32
0,
18
bar
2
Head Total
0
0
0
bar
3
Daya
Hasil analisa data pada pompa hubungan seri
Tabel 3. Pada pompa hubungan seri
Pom
pa 2
Dari hasil analisa data yang diperoleh pada hubungan seri,
maka dapat ditarik kesimpulan ternyata dengan daya yang
relatif cukup besar tidak menghasilkan debit yang besar pula.
dengan mengecilkan diameter salurannya maka akan
menghasilkan daya dan tekanan yang besar namun
menghasilkan debit yang sedikit. Akan tetapi hubungan seri
dapat memindahkan fluida dari tempat satu ke tempat lainnya
yang sejajar atau secara vertikal dengan jarak yang cukup jauh
tanpa mengurangi debit yang dihasilkan.
2
6
4
0,
3
Dari hasil analisa data tersebut, maka dapat ditarik kesimpulan
walaupun daya pada pompa 2 (repair) yang dihasilkan besar
tapi debit yang dihasilkan lebih sedikit dari pompa I (baru), bisa
jadi itu dikarenakan :
- Tidak adanya penghitungan pada waktu pelilitan kumparan
sehingga terjadi lossis pada daya.
- Bahan yang digunakan untuk memperbaiki kumparan
kualitasnya rendah/jelek.
Kemudian penulis menguji cobanya dengan daya yang berbedabeda dengan diameter pipa yang sama, ternyata menghasilkan
kesimpulan bila tekanan lebih tinggi maka daya yang dihasilkan
cukup besar dan debit yang dihasilkan relatif sedikit, dimana
perbandingan tekanan tidak jauh beda dan itu juga berlaku pada
debit yang dihasilkan.
Pom
pa 1
atuan
4
5
4
5
Tekanan
Isap ( p1 )
Tekanan
Tekan (p2)
Tekanan
Isap (p1)
Tekanan
Tekan (p2)
Pom
pa 1
Pom
pa 2
Satua
n
Dari hasil analisa data yang diperoleh pada hubungan pararel,
maka dapat ditarik kesimpulan bahwa dengan diameter saluran
dan daya yang sama seperti pada hubungan seri, hubungan
pararel dapat menghasilkan debit lebih banyak dan dengan nilai
tekanan yang hampir sama dengan hubungan seri, hubungan
pararel menghasilkan debit lebih banyak pula. Di sini hubungan
pararel sangat bermanfaat bila digunakan untuk memindahkan
fluida dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi atau
secara horisontal.
Jurnal P&PT • 662
Rachmad Hidayat — Alat Uji Karakteristik Pompa Untuk Membandingkan Daya
Diagram Karakteristik Pompa
Diagram hubungan antara H – Q Ø ¾"
0,
4
m
5
4,5
c
3,5
H
3
1,
6
2
m/ja
m
Dari gambar diagram tersebut maka dapat diperoleh
kesimpulan secara umum, yaitu diameter saluran ternyata
mempengaruhi besar kecilnya tekanan (H) dan itu akan
berpengaruh juga terhadap debit (Q) yang dihasilkan, yang
mana semakin besar tekanan yang terjadi maka debit yang
dihasilkan akan semakin kecil, baik itu pada pompa tunggal I
(a), pompa tunggal 2 (b), hubungan seri (c), maupun hubungan
pararel (d).
Diagram hubungan antara H – Q Ø ⅜"
a
2,5
2
1,5
1,
2
Q
Keterangan :
a = pompa I (baru) tunggal
b = pompa 2 (repair) tunggal
c = pompa hubungan seri
d = pompa hubungan pararel
d
4
0,
8
b
1
m
0,4
0,8
1,2
Q
1,6
2
m/jam
Diagram hubungan antara P – Q Ø ¾"
15
wat
t
P
560
c
10
H
520
d
480
5
d
440
400
c
0,4
P
360
320
280
b
1,2
Q
1,6
wat
t
560
520
a
P
160
0,8
Diagram hubungan antara P – Q Ø ⅜"
240
200
a
b
480
440
120
80
40
663 • Jurnal P&PT
400
360
320
c
d
2
m/jam
Vol. VIII, No. 1, Juni 2010
Untuk mengetahui berapa besar kecepatan pada masing –
masing pompa dan berapa jumlah lilitan yang ditambahkan
khususnya pada pompa repair, dapat menggunakan rumus.
Untuk nilai kecepatan pada pompa dapat diketahui dengan
rumus:
280
240
200
V
a
160
(4–1)
Dimana :V = Kecepatan (mm/menit)
Q = Kapasitas
(lt/menit)
A = Luasa Penampang (mm2)
B
120
Q
A
80
Analisa Pada Pompa
- Perhitungan pada pompa baru
40
Diketahui : Q = 24,45 (lt
0,
4
0,
8
1,
2
Q
1,
6
2
m/ja
m
Keterangan :
a = pompa I (baru) tunggal
b = pompa 2 (repair) tunggal
c = pompa hubungan seri
d = pompa hubungan pararel
Bila di amati pada diagram hubungan antara daya dengan debit,
di situ terlihat jelas bahwa setelah diameter saluran diperkecil
maka daya (P) yang dihasilkan akan semakin tinggi dan itu
berpengaruh terhadap debit (Q) yang dihasilkan juga akan
semakin sedikit, baik itu pada pompa tunggal I (a), pompa
tunggal 2 (b), hubungan seri (c), maupun hubungan pararel (d).
Dari hasil penelitian yang kami lakukan pada dua pompa, baru
dan pompa repair dengan jenis yang sama kami menarik sebuah
kesimpulan bahwa banyaknya lilitan akan mengakibatkan
tegangan naik secara otomatis arus yang dibutuhkan akan
semakin bertambah. Pada pompa baru baik pada stator maupun
rotornya masih dalam kondisi bagus, akan tetapi pada pompa
repair stator dan rotornya mengalami keausan sehinggan untuk
memperbaikinya kembali maka diperbanyaklah lilitan pada
proses pengulungan
A=
4
menit
) 1,5 (m
3
)
jam
D 2 0,785 · 14,3 mm 0,01 m 2
Flux tiap kutup ( ) = 20
Kecepatan putaran ( N ) = 2500 rpm
EMF ( GGL ) terbangkit = 220 volt
Ditanya : 1) V
2) Total konduktor pada jangkar ( Z )
Jawab : 1) V
=
Q
A
3
1,5 m
jam
0,01m 2
= 150 m
jam
2) EMF ( GGL ) terbangkit =
220 =
2500 mm
menit
N Z
60
2500 Z
20 10 3
60
220
2500 Z
=
60
20 10 3
Lilitan Pompa Baru
Lilitan Pompa Repair
2500 Z
= 11000
60
2500 · Z = 11000 · 60
Z=
Stator Pompa Baru
Stator Pompa Repair
Gambar 8. Lilitan dan stator pada pompa
660000
264 konduktor
lili tan
2500
Perhitungan pada pompa repair
Jurnal P&PT • 664
Rachmad Hidayat — Alat Uji Karakteristik Pompa Untuk Membandingkan Daya
Diketahui : Q = 13,8 (lt
A=
4
menit
3
) 0,8 (m
)
jam
D 2 0,785 · 14,3 mm 0,01 m 2
Flux tiap kutup ( ) = 20 mwb
Kecepatan putaran ( N ) = 1333 rpm
.
Tabel 6. Specifikasi pada pompa baru dan repair
N
Specific
Pompa Baru
o
1 mark pompa
DAP
2 cover pompa
Standard
panjang
AS ( poros
200mm; dia
3
pengerak )
12mm
4 kipas pendinggin
10 sudu
EMF ( GGL ) terbangkit = 220 volt
Ditanya : 1) V
2) Total konduktor pada jangkar ( Z )
Jawab : 1) V
=
Q
A
0,8 m
3
jam
0,01m 2
= 80 m
jam
1333 mm
2) EMF ( GGL ) terbangkit =
5
menit
6
N Z
60
7
1333 Z
220 =
20 10 3
60
220
1333 Z
=
60
20 10 3
1333 Z
= 11000
60
660000
495 konduktor
lili tan
1333
Tabel 5. Tegangan, lilitan, kecepatan pada pompa baru dan
repair
Pomp Teganga Lilita Kecepata
Kecepatan
a
n
n
n
24,45
Baru
220 V
264 2500 rpm
lt
(
)
menit
Repai
r
220 V
495
1333 rpm
(lt
13,8
menit
)
Dengan menggunakan tegangan yang sama ternyata pada
pompa repair banyaknya jumlah lilitan tidak berpengaruh pada
665 • Jurnal P&PT
bearing ( kelaker )
stator ( rotor )
ukuran 32
dengan
kondisi bagus
panjang
35cm; dia
48mm kondisi
bagus
dia kawat
0,35mm
kondisi bagus
8
kawat tembaga
(karen)
water sile
9
empeler
36 sudu bolak
balik,kondisi
bagus
10
kapasitor
5 micro
Pompa
Repair
sama
sama
sama
sama
ukuran
sama
kondisi
kurang
bagus
sama
kondisi
aus dan
berkarat
sama
sama
36 sudu
bolak
balik,
kondisi
berkarat
sama
KESIMPULAN
1333 · Z = 11000 · 60
Z=
kecepatan dan kapasitas yang dihasilkan, seperti yang kita lihat
pada data diatas.
Kerugian – kerugian yang terjadi pada pompa repair terdapat
pada stator (rotor), kondisi empeler, serta kawat lilitan yang
terbuat dari bahan lokal yang mana hasil dari kawat lilitan
tersebut tidak dapat bekerja dengan maksimal, sehingga daya
yang dihasilkan dari pompa repair sangat besar dari pada pompa
baru.
1. Dengan alat uji ini kita dapat mengukur kebenaran
kapasitas yang ada pada pompa ( sesuai spesifikasi
pada name plate )
2. Alat uji ini dapat digunakan untuk membandingkan
antara pompa yang baru dengan pompa repair (
gulung ulang )
3. Alat uji ini dapat mengetahui naik turunnya daya
yang diperlukan apabila digunakan diameter saluran
yang berbeda.
DAFTAR PUSTAKA
[1.] Ir.Sularso, Msme, Prof. Dr. Haruo Tahara, Pompa dan
Kompresor.
[2.] Ir. L.W.P. Bianchi dan P. Bustraan, Pompa, Pradnya
Paramita – Jakarta, 1983.
[3.] Ing. . Nouwen, Pompa Jilid 1, Bhratara Karya Askara –
Jakarta, 1981.
[4.] Utomo, Alat Pengangkat dan Pompa, Pradnya Paramita –
Jakarta, 1986.