POMPA PIPA DENGAN VARIASI JARI – JARI LENGAN

  

POMPA PIPA

DENGAN VARIASI JARI – JARI LENGAN

Tugas Akhir

  

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Mesin

  

Diajukan oleh :

DONO PANGARSO

NIM : 045214042

PIPE PUMP WITH VARIOUS ARM RADIUS

  

Final Project

Presented as partitial fulfilment of the requirement

as to obtain the Sarjana Teknik degree

in Mechanical Engineering

by

  

DONO PANGARSO

Student Number : 045214042

  

INTISARI

Kebutuhan manusia akan air tidak dapat digantikan oleh bahan lain. Akan

tetapi sering kali tempat sumber mata air jauh dan lebih rendah dari tempat

pemakaiannya sehingga diperlukan pompa untuk mengalirkannya. Pompa pipa

merupakan salah satu alat yang digunakan untuk mencukupi kebutuhan sehari-

hari tersebut.

  Penelitian pompa pipa dilakukan dengan variasi jari-jari lengan, head dan putaran. Parameter yang dicari adalah daya pemompaan dan efisiensi sistem.

  Hasil penelitian terhadap pompa air dengan variasi jari-jari lengan

diperoleh nilai Efisiensi tertinggi yang dihasilkan adalah 23,59 % pada variasi

jari-jari lengan 0,245 m dengan head 0,6 m dan debit maksimum yang dihasilkan

dari penelitian adalah 0,1846 liter/s dengan waktu 10 detik pada jari-jari lengan

0,350 m dengan head 0,6 m.

  

DAFTAR ISI

Halaman judul..................................................................................................... i

Title page.............................................................................................................. ii

Pengesahan .......................................................................................................... iii

Pernyataan ........................................................................................................... v

Intisari .................................................................................................................. vi

Kata pengantar.................................................................................................... vii

Daftar isi............................................................................................................... ix

Daftar gambar ..................................................................................................... xii

Daftar tabel ......................................................................................................... xiv

  

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

  1.1 Latar belakang .............................................................................. 1

  1.2 Perumusan masalah ...................................................................... 2

  1.3 Batasan masalah ........................................................................... 2

  1.4 Tujuan penelitian.......................................................................... 2

  

BAB II DASAR TEORI ............................................................................. 3

  2.1 Gaya sentrifugal ........................................................................... 3

  2.2 Hukum kekekalan massa.............................................................. 3

  2.3 Hukum kekekalan momentum angular ........................................ 4

  2.4 Persamaan daya pada pompa sentrifugal ..................................... 5

  2.5 Persamaan yang digunakan .......................................................... 7

  

BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................. 9

  3.1 Metode pengumpulan data ........................................................... 9

  3.2 Sarana penelitian .......................................................................... 9

  3.3 Peralatan penelitian ...................................................................... 9

  3.7 Deskripsi alat................................................................................ 13

  3.7.1 Gambar dan keterangan ...................................................... 13

  3.7.2 Cara kerja alat ..................................................................... 15

  

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN.................................... 16

  4.1 Data penelitian ............................................................................. 16

  4.1.1 Data yang diperoleh pada saat percobaan dengan menggunakan variasi pertama........................................... 16

  4.1.2 Data yang diperoleh pada saat percobaan dengan menggunakan variasi kedua .............................................. 19

  4.1.3 Data yang diperoleh pada saat percobaan dengan menggunakan variasi ketiga .............................................. 22

  4.2 Pengolahan dan perhitungan ........................................................ 26

  4.2.1 Perhitungan dan data hasil perhitungan untuk variasi pertama posisi jari-jari jarak lengan 0,35 m dengan head 0,6 m .................................................................................. 26

  4.2.2 Data hasil perhitungan untuk variasi pertama posisi jari-jari jarak lengan 0,35 m dengan head 0,75 m ............. 31

  4.2.3 Data hasil perhitungan untuk variasi pertama posisi jari-jari jarak lengan 0,35 m dengan head 0,9 m ............... 31

  4.2.4 Perhitungan dan data hasil perhitungan untuk variasi kedua posisi jari-jari jarak lengan 0,325 m dengan head 0,6 m .................................................................................. 32

  4.2.5 Data hasil perhitungan untuk variasi kedua posisi jari-jari jarak lengan 0,325 m dengan head 0,75 m ........... 37

  4.2.6 Data hasil perhitungan untuk variasi kedua posisi jari-jari jarak lengan 0,325 m dengan head 0,9 m ............. 38

  4.2.7 Perhitungan dan data hasil perhitungan untuk variasi

  jari-jari jarak lengan 0,245 m dengan head 0,75 m ........... 44

  4.2.9 Data hasil perhitungan untuk variasi ketiga posisi jari-jari jarak lengan 0,245 m dengan head 0,9 m ............. 44

  4.3 Grafik hasil data perhitungan ....................................................... 45

  4.3.1 Grafik pada posisi head 0,6 m ........................................... 45

  4.3.2 Grafik pada posisi head 0,75 m ......................................... 46

  4.3.3 Grafik pada posisi head 0,9 m ........................................... 48

  4.3.4 Grafik variasi jari-jari jarak lengan ................................... 49

  4.4 Pembahasan.................................................................................. 52

  

BAB V PENUTUP ...................................................................................... 54

  5.1 Kesimpulan ................................................................................. 54

  5.2 Saran ............................................................................................ 55

  

Daftar pustaka..................................................................................................... 56

Lampiran

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Gaya yang bekerja pada momen pipa. ............................................. 3Gambar 2.2. Gaya yang bekerja pada benda yang diputar.................................... 4Gambar 2.3. Gaya yang bekerja pada tuas poros .................................................. 6Gambar 3.1. Pompa Pipa....................................................................................... 13Gambar 4.1. Grafik hubungan putaran dengan debit pada head 0,6 m ................. 45Gambar 4.2. Grafik hubungan debit dengan daya pemompaan pada head 0,6 m ............................................................................... 45Gambar 4.3. Grafik hubungan putaran dengan daya pemompaan pada head 0,6 m................................................................................ 46Gambar 4.4. Grafik hubungan putaran dengan debit pada head 0,75 m ............... 46Gambar 4.5. Grafik hubungan debit dengan daya pemompaan pada head 0,75 m ............................................................................. 47Gambar 4.6. Grafik hubungan putaran dengan daya pemompaan pada head 0,75 m ............................................................................. 47Gambar 4.7. Grafik hubungan putaran dengan debit pada head 0,9 m ................. 48Gambar 4.8. Grafik hubungan debit dengan daya pemompaan pada head 0,9 m ............................................................................... 48Gambar 4.9. Grafik hubungan putaran dengan daya pemompaan pada head 0,9 m ............................................................................... 49Gambar 4.11. Grafik hubungan jari-jari lengan dengan debit pada putaran kedua ................................................................................. 50Gambar 4.12. Grafik hubungan jari-jari lengan dengan debit pada putaran ketiga................................................................................. 50Gambar 4.13. Grafik hubungan jari-jari lengan dengan efisiensi pada putaran kesatu. ............................................................................................ 51Gambar 4.14. Grafik hubungan jari-jari lengan dengan efisiensi pada putaran kedua. ............................................................................................. 51Gambar 4.15. Grafik hubungan jari-jari lengan dengan efisiensi pada putaran ketiga. ............................................................................................. 52

  

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Data putaran 1 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,6 m. .............. 16Tabel 4.2. Data putaran 2 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,6 m. .............. 16Tabel 4.3. Data putaran 3 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,6 m. .............. 17Tabel 4.4. Data putaran 1 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,75 m ............. 17Tabel 4.5. Data putaran 2 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,75 m ............. 17Tabel 4.6. Data putaran 3 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,75 m ............. 18Tabel 4.7. Data putaran 1 jari –jari lengan 0,35 m dengan head 0,9 m. ............... 18Tabel 4.8. Data putaran 2 jari –jari lengan 0,35 m dengan head 0,9 m. ............... 18Tabel 4.9. Data putaran 3 jari –jari lengan 0,35 m dengan head 0,9 m. ............... 19Tabel 4.10. Data putaran 1 jari – jari lengan 0,325 m dengan head 0,6 m. .......... 19Tabel 4.11. Data putaran 2 jari – jari lengan 0,325 m dengan head 0,6 m. .......... 20Tabel 4.12 Data putaran 3 jari – jari lengan 0,325 m dengan head 0,6 m. ........... 20Tabel 4.13. Data putaran 1 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,75 m. ......... 20Tabel 4.14. Data putaran 2 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,75 m. ......... 21Tabel 4.15. Data putaran 3 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,75 m. ......... 21Tabel 4.16. Data putaran 1 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,9 m. ........... 21Tabel 4.17. Data putaran 2 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,9 m. ........... 22Tabel 4.18. Data putaran 3 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,9 m. ........... 22Tabel 4.19. Data putaran 1 jari – jari lengan 0,245 m dengan head 0,6 m. .......... 23Tabel 4.23. Data putaran 2 jari –jari lengan 0,245 m dengan head 0,75 m. ......... 24Tabel 4.24. Data putaran 3 jari –jari lengan 0,245 m dengan head 0,75 m. ......... 24Tabel 4.25. Data putaran 1 jari –jari lengan 0,245 m dengan head 0,9 m. ........... 25Tabel 4.26. Data putaran 2 jari –jari lengan 0,245 m dengan head 0,9 m. ........... 25Tabel 4.27. Data putaran 3 jari –jari lengan 0,245 m dengan head 0,9 m. ........... 25Tabel 4.28. Data hasil perhitungan jari-jari lengan 0,35 m dengan head 0,6 m ............................................................................. 31Tabel 4.29. Data hasil perhitungan jari-jari lengan 0,35 m dengan head 0,75 m ........................................................................... 31Tabel 4.30. Data hasil perhitungan jari-jari lengan 0,35 m dengan head 0,9 m ............................................................................. 32Tabel 4.31. Data hasil perhitungan jari-jari lengan 0,325 m dengan head 0,6 m ............................................................................. 37Tabel 4.32. Data hasil perhitungan jari-jari lengan 0,325 m dengan head 0,75 m ........................................................................... 37Tabel 4.33. Data hasil perhitungan jari-jari lengan 0,325 m dengan head 0,9 m ............................................................................. 38Tabel 4.34. Data hasil perhitungan jari-jari lengan 0,245 m dengan head 0,6 m ............................................................................. 43Tabel 4.35. Data hasil perhitungan jari-jari lengan 0,245 m dengan head 0,75 m ........................................................................... 44

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Kebutuhan masyarakat Indonesia akan air sangat besar, bahkan air

  merupakan kebutuhan yang sangat vital atau pokok bagi masyarakat kita. Air selama ini digunakan untuk mandi, memasak, pengairan sawah, serta masih banyak lainnya. Ketersediaan air di negara kita merupakan salah satu keunggulan komparatif dan keunggulan kompetitif yang dimiliki bangsa kita yang belum digali dan dioptimalkan. Tapi semua itu akan menjadi sia-sia jika apa yang kita punya tidak kita olah dengan sebaik-baiknya. Selama ini kita selalu mempunyai ketergantungan terhadap bangsa lain padahal potensi yang dimiliki bangsa ini sangatlah mampu untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Negara kita sebenarnya sangatlah kaya, karena tidak hanya air yang tersedia dengan melimpah, tapi sarana untuk mengolah atau mengelola pun sudah tersedia.

  Adapun alat yang digunakan untuk mencukupi kebutuhan sehari-hari. Pompa pipa merupakan alat yang digunakan untuk mencukupi kebutuhan tersebut. Misalkan untuk keperluan pompa sumur yang dalam dan pompa lubang bor, pompa air untuk irigasi, pompa sumur air, pompa pembuangan air, pompa menara air, pompa air hujan.

  Dalam pembuatannya relatif mudah hanya dengan 2 buah pipa yang berbeda ukuran digabungkan. Biaya yang dikeluarkan cukup sedikit dibandingkan dengan

  1.2. Perumusan Masalah

  Bagaimana perbandingan debit (Q) dan Efisiensi ( ) yang dihasilkan oleh variasi dari pompa pipa?. Variasi pompa pipa yang diteliti adalah jari – jari jarak antar lengan.

  1.3. Batasan masalah

  Dalam tugas akhir ini dibatasi tentang pembuatan pompa pipa dengan variasi jari-jari jarak antar lengan yang menggunakan 2 keluaran untuk mengetahui Efisiensi dari pompa pipa. Variasi jari-jari jarak antar lengan yang digunakan dalam penelitian adalah 245 mm, 325 mm, 350 mm dengan diameter pipa impeler/ sudu sebagai output 7 mm dan diameter pipa bawah sebagai input 16 mm.

  1.4. Tujuan penelitian

  1. Mengetahui pengaruh variasi jari-jari jarak lengan dengan debit yang dihasilkan pompa pipa.

  2. Mengetahui pengaruh variasi jari-jari jarak lengan dengan daya pemompaan yang dihasilkan pompa pipa.

  3. Mengetahui pengaruh variasi jari-jari jarak lengan dengan efisiensi yang dihasilkan pompa pipa.

  4. Mengetahui pengaruh putaran dengan debit.

BAB II DASAR TEORI

  2.1 Gaya Sentrifugal

  Gaya sentrifugal adalah gaya yang arahnya keluar dari pusat putaran. Gaya inilah yang menyebabkan air dalam pompa dapat bergerak keluar. Gaya sentrifugal ini disebabkan oleh putaran pada lengan.

  2.2 Hukum Kekekalan Massa

  Hukum kekekalan massa menyatakan bahwa “Di alam ini jumlah total massa adalah kekal”. Maka didapatkan persamaan sebagai berikut : m = m + m

  in out cv

  m = massa fluida masuk (kg/s)

  in

  m = massa fluida keluar (kg/s)

  out

  m = akumulasi massa dalam sistem (kg/s)

  cv

  Untuk sistem yang tidak mengalami perubahan massa: m = m

  in out

  C B Jadi untuk sistem ini: m = m + m ................................................................................................ (1) _{A B}

  c

2.3 Hukum Kekekalan Momentum Angular

  Momentum angular L benda yang berputar ialah hasil kali momen kelembaman dan kecepatannya angularnya.

  V P r

  W

  o

Gambar 2.2. Gaya yang bekerja pada benda yang diputar

  Misal sebuah partikel P memiliki massa m melakukan gerak lingkar terhadap pusat o. Pada saat partikel mempunyai momentum mv, hasil kali momentum tersebut dengan jari-jari lingkaran r (yaitu jarak antara P dan o) disebut momentum angular diberi lambang L, maka:

  L = v.m.r.................................................................................................. (2) _ω Momentum L bergantung kepada momen kelembaman I dan kecepatan sudut , karena:

2 Sedangkan m . r adalah momen kelembaban I maka momentum angular

  _ω L = I . .................................................................................................. (4) Apabila tidak ada momen gaya yang bekerja pada suatu sistem susunan partikel, maka jumlah angular susunan tersebut selalu konstan. Akibat dari hukum kekelan momentum ialah bahwa semua benda yang berputar itu dipertahankan bidang rotasinya. Sebuah gasing tidak akan roboh apabila berputar cepat sekali karena tidak ada momen yang cukup untuk merubah menjadi kecepatan sudut.

2.4 Persamaan Daya Pada Pompa sentrifugal

  Pada pemanfaatan energi potensial, P adalah daya dari pompa sentrifugal

  out

  yang digunakan untuk menggerakkan ( memutar ) pompa pipa, dapat dihitung dengan persamaan : P = x g x H x Q .................................................................................... (5)

  out

  Dengan : P = daya yang digunakan untuk memutar pompa pipa ( watt )

  out

  3

  = massa jenis air (kg/m )

  2

  g = gaya grafitasi bumi (m/s ) H = head (m H 0)

  2

3 Q = debit aliran air (m /s)

  Tinggi kenaikan pompa (H) mempunyai pengaruh terhadap besarnya ukuran pompa. Daya pemompaan adalah daya dari pompa sentrifugal yang bisa

  Untuk mendapatkan daya yang diberikan oleh poros untuk menggerakkan pompa dapat dihitung dengan persamaan :

  r

  tuas Timbangan gaya poros

  F

Gambar 2.3. Gaya yang bekerja pada tuas poros Gaya yang bekerja (F) dapat diperoleh dari membaca timbangan gaya.

  Timbangan gaya bekerja saat poros berputar pada arah yang berlawanan yang dihubungkan dengan tuas, sehingga pada saat poros berputar timbangan gaya tertarik dan menunjukkan berapa besar gaya pada poros akibat puntiran.

  T = F x r .................................................................................................... (6) Dengan : T = Torsi yang dihasilkan akibat putaran poros (N.m)

  F = Gaya pada poros akibat puntiran (N) r = Jarak lengan ke poros (m) Sehingga daya yang diberikan poros untuk menggerakkan pompa dapat dihitung dengan persamaan :

  P = x T ................................................................................................. (7)

  in

  Dengan : P = Daya yang diberikan poros untuk menggerakkan pompa (watt)

  in

  = kecepatan putaran poros (rpm)

2.5 Persamaan yang digunakan

  Persamaan – persamaan yang digunakan untuk pengolahan dan perhitungan data penelitian antara lain : a. Menghitung Debit aliran air ( Q )

  V Q = ...................................................................................... (8) t

  Dengan :

  3 Q = debit air ( m /s )

  3 V = volume air ( m )

  t = waktu yang diperlukan ( s )

  b. Menghitung Torsi ( T ) T = F x r .................................................................................. (9)

  Dengan : T = torsi ( N.m ) F = gaya yang bekerja ( N ) r = jarak lengan ke poros ( m ) c.

  ) Menghitung Daya yang diberikan poros ( P in

  P = x T ............................................................................... (10)

  in

  Dengan : P = daya yang diberikan poros ( watt )

  in

  = kecepatan putaran ( rpm ) d. Menghitung Daya pemompaan ( P )

  out

  P = x g x H x Q ................................................................. (11)

  out

  Dengan : P = daya pemompaan ( watt )

  out

  3

  = massa jenis air (kg/m )

  2

  g = gaya grafitasi bumi (m/s ) H = head (m H 0)

  2

3 Q = debit aliran air (m /s)

  e. Menghitung Efisiensi pompa ( )

  P _out

  = x 100 % ..................................................................... (12)

  P _in

  Dengan : = efisiensi pompa ( % )

  P = daya pemompaan ( watt )

  out

  P = daya yang diberikan poros ( watt )

  in

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

  3.1 Metode Pengumpulan Data

  Metode pengumpulan data yaitu cara-cara memperoleh data. Metode yang digunakan untuk mengumpulkan data yaitu menggunakan metode langsung.

  Penulis mengumpulkan data dengan menguji langsung alat yang telah dibuat.

  3.2 Sarana Penelitian

  Sarana yang digunakan untuk penelitian adalah pompa pipa dengan variasi jari – jari lengan menggunakan dua keluaran yang dibuat dengan dua pipa alumunium yaitu diameter pipa keluaran/ output 7 mm dan diameter pipa masukan/ input 16 mm.

  3.3 Peralatan Penelitian

  Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian tersebut adalah :

  a. Adaptor Alat ini berfungsi untuk mengubah aliran listrik AC menjadi DC. Alat ini diperlukan karena motor yang dipakai adalah motor DC. Adaptor yang digunakan memiliki tegangan 24 volt.

  b. Tachometer yang prinsip kerjanya dengan memancarkan sinar untuk membaca sensor yang berupa pemantul cahaya (contoh alumunium foil) yang dipasang pada poros.

  c. Stopwatch Alat ini digunakan untuk mengukur waktu pengoperasian pompa pipa ini setelah waktu tertentu air yang keluar dihitung.

  d. Gelas Ukur Gelas ukur dipakai untuk mengukur banyaknya air yang keluar dari pompa pipa setelah jangka waktu tertentu. Gelas ukur yang dipakai maksimal dapat mengukur 1 liter.

  e. Ember Ember digunakan untuk menampung air yang akan dipompa. Air didalam ember ini juga dijaga ketinggiannya agar sama dari waktu ke waktu dengan cara diisi secara terus menerus.

  f. Timbangan gaya Timbangan gaya dipakai untuk mengukur berapa besar gaya pada poros yang digunakan memutar pompa. Sehingga gaya tersebut digunakan untuk menghitung torsi.

  3.4 Variabel Pengujian

  Adapun variabel yang digunakan dalam pengujian yaitu:

  a. Jari-jari jarak antar lengan Variasi jari-jari jarak antar lengan yang diambil sebanyak tiga variasi, yaitu 0,245 m, 0,325 m, 0,350 m. Jari-jari jarak antar lengan ini diambil dari jarak ujung keluaran lengan sampai pipa utama.

  b. Head / tinggi ujung keluaran sampai permukaan air ( H ) Tinggi ujung keluaran sampai permukaan air yang diambil dalam pengujian ini sebanyak tiga variasi, yaitu 0,6 m , 0,75 m, dan 0,9 m.

  c. Debit aliran air ( Q ) Debit aliran air yang diambil dalam pengujian ini sebanyak lima variasi, posisi putaran rendah sampai putaran tertinggi pada adaptor dengan memiliki tegangan 24 volt. Namun dalam kenyataannya debit air (berubah terhadap waktu ). Debit diukur dari volume air per waktu.

  volume ( V )

  Debit (Q) =

  waktu ( t )

  3.5 Analisa Data

  Data yang diambil dan dihitung dalam pengujian yaitu : a. Putaran poros yang dihasilkan ( n ).

  b. Volume air ( V ) dan waktu ( t ) yang digunakan untuk menghitung digunakan untuk menghitung daya yang diberikan untuk memutar pompa (P

  in ).

  d. Head (H) dan hasil perhitungan debit (Q), digunakan untuk menghitung daya pemompaan ( P

  out ).

  e. Perhitungan daya yang diberikan poros (P

  in

  ) dan perhitungan daya pemompaan yang dihasilkan (P

  out

  ), digunakan untuk menghitung efisiensi pompa ( ).

3.6 Jalanya Penelitian a. Alat dirangkai dengan menghubungkan adaptor dengan motor DC.

  Pompa pipa dipasang pada poros yang menghubungkan ke motor. i. Percobaan tersebut diulangi dengan mengubah headnya dan jari-jari jarak antar lengan.

  b.

  Ember diletakkan sehingga pompa pipa berada didalam ember kemudian isi ember.

  d.

  Proses pemancingan pompa dilakukan, dengan cara mengisi air kedalam pipa sampai penuh.

  e.

  Adaptor dinyalakan pada tegangan 24 volt, sehingga motor berputar.

  f. Putaran pada motor diukur dengan tiga variasi putaran menggunakan tachometer digital.

  g. Tiga variasi putaran pada tombol adaptor yang dipakai adalah putaran 1, putaran 2 dan putaran 3 yaitu BOOST.

  h. Air pada penampungan diukur pada setiap 10 detik dengan

  c.

3.7 Deskripsi Alat

  3.7.1 Gambar dan Keterangan

  4

  2

  1

  5

  3

  6

  7

  8 Keterangan dari bagian – bagian pompa pipa:

  1. Kerangka Kerangka digunakan untuk meletakkan dudukan poros dan penampung air.

  2. Dudukan Poros Dudukan poros digunakan untuk meletakkan poros, agar pada saat berputar poros tidak goyang dan selalu pada posisinya.

  3. Penampung air Penampung air digunakan untuk menampung cipratan air yang keluar dari sudu pompa pipa pada saat berputar.

  4. Poros Poros digunakan untuk meletakkan pompa pipa dan meneruskan daya ke pompa pipa.

  5. Lengan Lengan berfungsi untuk menghasilkan gaya sentrifugal pada saat diputar.

  6. Bosh Bosh digunakan untuk menyambung pipa bawah, pipa lengan / sudu dan poros sehingga membentuk satu kesatuan pompa pipa.

  7. Pipa bawah Pipa bawah digunakan untuk menyedot air yang berada diujung

  8. Klep Klep dipasang pada pompa pipa berfungsi sebagai pembatas agar air yang sudah ada didalam pompa pipa tidak keluar melalui lubang pada pipa bawah atau tidak turun kebawah pada saat pompa pipa tidak bekerja atau berputar.

3.7.2 Cara kerja alat.

  Cara kerja dari Pompa Pipa adalah sebagai berikut :

  1. Pompa pipa dipancing dengan diisi air didalamnya sampai terisi penuh.

2. Pompa pipa diputar, sehingga air terlempar keluar melalui lengan.

  Air dapat terlempar keluar karena pengaruh dari gaya sentrifugal yang diakibatkan putaran pada lengan.

  3. Air dapat mengalir naik keatas (tersedot) karena terjadi perbedaan tekanan didalam pompa pipa. Tekanan didalam lebih kecil dari pada tekanan yang berada diluar.

  4. Air didalam pompa pipa setelah sampai pada lengan, akan terlempar keluar karena pengaruh gaya sentrifugal tadi.

  5. Untuk langkah selanjutnya, berulang – ulang terus dari langkah kedua sampai langkah empat. Pompa pipa berhenti bekerja pada saat pompa pipa mencapai kecepatan putar tertentu yang rendah atau

BAB IV PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Penelitian

4.1.1 Data yang diperoleh pada saat percobaan dengan menggunakan variasi pertama adalah sebagai berikut :

  No Head

  ( rpm ) 1 0,6 1,55 10 2,9 0,1 180

  (m) Putaran

  (N) Jarak

  (s) Gaya

  (liter) Waktu

  (m) Vol.

  Keterangan :

  a. Diameter pipa bawah : 16 mm / 0,016 m

  (m) Putaran

  (N) Jarak

  (s) Gaya

  (liter) Waktu

  (m) Vol.

  No Head

  Putaran 1 : 153 rpm Putaran 2 : 180 rpm Putaran 3 : 230 rpm Tabel 4.1. Data putaran 1 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,6 m.

  c. Diameter pipa lengan : 7 mm / 0,007 m a. Data pada posisi jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,6 m.

  b. Jari-jari lengan : 350 mm / 0,35 m

  ( rpm ) 1 0,6 1,22 10 2,6 0,1 153 2 0,6 1,20 10 2,6 0,1 153 3 0,6 1,23 10 2,6 0,1 153 4 0,6 1,23 10 2,6 0,1 153 5 0,6 1,20 10 2,6 0,1 153 Tabel 4.2. Data putaran 2 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,6 m.

Tabel 4.3. Data putaran 3 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,6 m.

  (liter) waktu (s) gaya (N) jarak

  Putaran (rpm) 1 0,75 1,49

  (N) jarak (m)

  (liter) waktu (s) gaya

  No head (m) vol.

Tabel 4.5. Data putaran 2 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,75 m

  (rpm) 1 0,75 1,22 10 3,1 0,1 158 2 0,75 1,18 10 3,1 0,1 158 3 0,75 1,16 10 3,1 0,1 158 4 0,75 1,18 10 3,1 0,1 158 5 0,75 1,19 10 3,1 0,1 158

  (m) Putaran

  No head (m) vol.

  No Head

Tabel 4.4. Data putaran 1 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,75 m

  Putaran 1 : 158 rpm Putaran 2 : 181 rpm Putaran 3 : 207 rpm

  ( rpm ) 1 0,6 1,84 10 3,7 0,1 230 2 0,6 1,80 10 3,7 0,1 230 3 0,6 1,86 10 3,7 0,1 230 4 0,6 1,87 10 3,7 0,1 230 5 0,6 1,86 10 3,7 0,1 230 b. Data pada posisi jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,75 m.

  (m) Putaran

  (N) Jarak

  (s) Gaya

  (liter) Waktu

  (m) Vol.

  10 3,5 0,1 181 2 0,75 1,52 10 3,5 0,1 181 3 0,75 1,56 10 3,5 0,1 181 4 0,75 1,51 10 3,5 0,1 181 5 0,75 1,62 10 3,5 0,1 181

Tabel 4.6. Data putaran 3 jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,75 m

  head vol. waktu gaya jarak Putaran No (m) (liter) (s) (N) (m) (rpm) 1 0,75 1,82

  10 4 0,1 207 2 0,75 1,80 10 4 0,1 207 3 0,75 1,75 10 4 0,1 207 4 0,75 1,75 10 4 0,1 207 5 0,75 1,75 10 4 0,1 207 c. Data pada posisi jari – jari lengan 0,35 m dengan head 0,90 m.

  Putaran 1 : 155 rpm Putaran 2 : 185 rpm Putaran 3 : 194 rpm Tabel 4.7. Data putaran 1 jari –jari lengan 0,35 m dengan head 0,9 m. head vol. waktu gaya jarak Putaran

  No (m) (liter) (s) (N) (m) (rpm) 1 0,9 0,95 10 3 0,1 155 2 0,9 0,90 10 3 0,1 155 3 0,9 0,90 10 3 0,1 155 4 0,9 0,90 10 3 0,1 155 5 0,9 0,92 10 3 0,1 155 Tabel 4.8. Data putaran 2 jari –jari lengan 0,35 m dengan head 0,9 m. head vol. waktu gaya jarak Putaran

  No (m) (liter) (s) (N) (m) (rpm) 1 0,9 1,31 10 3,2 0,1 185 2 0,9 1,32 10 3,2 0,1 185 3 0,9 1,32 10 3,2 0,1 185 4 0,9 1,28 10 3,2 0,1 185 5 0,9 1,29 10 3,2 0,1 185

Tabel 4.9. Data putaran 3 jari –jari lengan 0,35 m dengan head 0,9 m.

  c. Diameter pipa lengan : 7 mm / 0,007 m

a. Data pada posisi jari – jari lengan 0,325 m dengan head 0,6 m.

  (m) Putaran

  (N) Jarak

  (s) Gaya

  (liter) Waktu

  (m) Vol.

  No Head

  Putaran 1 : 160 rpm Putaran 2 : 190 rpm Putaran 3 : 210 rpm Tabel 4.10. Data putaran 1 jari – jari lengan 0,325 m dengan head 0,6 m.

  b. Jari-jari lengan : 325 mm / 0,325 m

  No head (m) vol.

  a. Diameter pipa bawah : 16 mm / 0,016 m

  Keterangan :

  

4.1.2 Data yang diperoleh pada saat percobaan dengan menggunakan

variasi kedua adalah sebagai berikut :

  10 3,5 0,1 194 2 0,9 1,61 10 3,5 0,1 194 3 0,9 1,56 10 3,5 0,1 194 4 0,9 1,55 10 3,5 0,1 194 5 0,9 1,52 10 3,5 0,1 194

  Putaran (rpm) 1 0,9 1,60

  (N) jarak (m)

  (liter) waktu (s) gaya

  ( rpm ) 1 0,6 1,17 10 2,2 0,1 160 2 0,6 1,13 10 2,2 0,1 160 3 0,6 1,17 10 2,2 0,1 160 4 0,6 1,18 10 2,2 0,1 160 5 0,6 1,15 10 2,2 0,1 160

Tabel 4.11. Data putaran 2 jari – jari lengan 0,325 m dengan head 0,6 m.

  (s) Gaya

  Putaran (rpm) 1 0,75 0,98

  (N) jarak (m)

  (liter) waktu (s) gaya

  No head (m) vol.

  Putaran 1 : 163 rpm Putaran 2 : 186 rpm Putaran 3 : 206 rpm Tabel 4.13. Data putaran 1 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,75 m.

  ( rpm ) 1 0,6 1,85 10 3,9 0,1 210 2 0,6 1,80 10 3,9 0,1 210 3 0,6 1,86 10 3,9 0,1 210 4 0,6 1,87 10 3,9 0,1 210 5 0,6 1,86 10 3,9 0,1 210

b. Data pada posisi jari – jari lengan 0,325 m dengan head 0,75 m.

  (m) Putaran

  (N) Jarak

  (liter) Waktu

  No Head

  (m) Vol.

  No Head

  ( rpm ) 1 0,6 1,46 10 3 0,1 190 2 0,6 1,46 10 3 0,1 190 3 0,6 1,50 10 3 0,1 190 4 0,6 1,48 10 3 0,1 190 5 0,6 1,55 10 3 0,1 190 Tabel 4.12 Data putaran 3 jari – jari lengan 0,325 m dengan head 0,6 m.

  (m) Putaran

  (N) Jarak

  (s) Gaya

  (liter) Waktu

  (m) Vol.

  10 2,2 0,1 163 2 0,75 0,94 10 2,2 0,1 163 3 0,75 0,93 10 2,2 0,1 163 4 0,75 0,91 10 2,2 0,1 163 5 0,75 0,90 10 2,2 0,1 163

Tabel 4.14. Data putaran 2 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,75 m.

  Putaran (rpm) 1 0,75 1,50

  Putaran (rpm) 1 0,9 0,92

  (N) jarak (m)

  (liter) waktu (s) gaya

  No head (m) vol.

  Putaran 1 : 159 rpm Putaran 2 : 186 rpm Putaran 3 : 206 rpm Tabel 4.16. Data putaran 1 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,9 m.

  10 3,6 0,1 206 2 0,75 1,53 10 3,6 0,1 206 3 0,75 1,53 10 3,6 0,1 206 4 0,75 1,50 10 3,6 0,1 206 5 0,75 1,53 10 3,6 0,1 206 c. Data pada posisi jari – jari lengan 0,325 m dengan head 0,9 m.

  (N) jarak (m)

  No head (m) vol.

  (liter) waktu (s) gaya

  No head (m) vol.

  10 3 0,1 186 2 0,75 1,28 10 3 0,1 186 3 0,75 1,28 10 3 0,1 186 4 0,75 1,27 10 3 0,1 186 5 0,75 1,29 10 3 0,1 186 Tabel 4.15. Data putaran 3 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,75 m.

  Putaran (rpm) 1 0,75 1,30

  (N) jarak (m)

  (liter) waktu (s) gaya

  10 2,1 0,1 159 2 0,9 0,86 10 2,1 0,1 159 3 0,9 0,92 10 2,1 0,1 159 4 0,9 0,90 10 2,1 0,1 159 5 0,9 0,93 10 2,1 0,1 159

Tabel 4.17. Data putaran 2 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,9 m.

  Putaran (rpm) 1 0,9 1,43

  c. Diameter pipa lengan : 7 mm / 0,007 m

a. Data pada posisi jari – jari lengan 0,245 m dengan head 0,6 m.

  b. Jari-jari lengan : 245 mm / 0,245 m

  a. Diameter pipa bawah : 16 mm / 0,016 m

  Keterangan :

  

4.1.3 Data yang diperoleh pada saat percobaan dengan menggunakan

variasi ketiga adalah sebagai berikut :

  10 2,9 0,1 206 2 0,9 1,38 10 2,9 0,1 206 3 0,9 1,40 10 2,9 0,1 206 4 0,9 1,39 10 2,9 0,1 206 5 0,9 1,42 10 2,9 0,1 206

  (N) jarak (m)

  No head (m) vol.

  (liter) waktu (s) gaya

  No head (m) vol.

  10 2,3 0,1 186 2 0,9 1,17 10 2,3 0,1 186 3 0,9 1,15 10 2,3 0,1 186 4 0,9 1,17 10 2,3 0,1 186 5 0,9 1,20 10 2,3 0,1 186 Tabel 4.18. Data putaran 3 jari –jari lengan 0,325 m dengan head 0,9 m.

  Putaran (rpm) 1 0,9 1,15

  (N) jarak (m)

  (liter) waktu (s) gaya

  Putaran 1 : 154 rpm Putaran 2 : 186 rpm

Tabel 4.19. Data putaran 1 jari – jari lengan 0,245 m dengan head 0,6 m.

  (N) Jarak

  (m) Putaran

  (N) Jarak

  (s) Gaya

  (liter) Waktu

  (m) Vol.

  No Head

  ( rpm ) 1 0,6 1,22 10 1,8 0,1 186 2 0,6 1,17 10 1,8 0,1 186 3 0,6 1,15 10 1,8 0,1 186 4 0,6 1,18 10 1,8 0,1 186 5 0,6 1,18 10 1,8 0,1 186 Tabel 4.21. Data putaran 3 jari – jari lengan 0,245 m dengan head 0,6 m.

  (m) Putaran

  (s) Gaya

  No Head

  (liter) Waktu

  (m) Vol.

  No Head

  ( rpm ) 1 0,6 0,84 10 1,3 0,1 154 2 0,6 0,85 10 1,3 0,1 154 3 0,6 0,83 10 1,3 0,1 154 4 0,6 0,87 10 1,3 0,1 154 5 0,6 0,81 10 1,3 0,1 154 Tabel 4.20. Data putaran 2 jari – jari lengan 0,245 m dengan head 0,6 m.

  (m) Putaran

  (N) Jarak

  (s) Gaya

  (liter) Waktu

  (m) Vol.

  ( rpm ) 1 0,6 1,38 10 2,1 0,1 207 2 0,6 1,45 10 2,1 0,1 207 3 0,6 1,46 10 2,1 0,1 207 4 0,6 1,44 10 2,1 0,1 207 5 0,6 1,42 10 2,1 0,1 207

b. Data pada posisi jari – jari lengan 0,245 m dengan head 0,75 m.

  Putaran (rpm) 1 0,75 0,82

  10 2 0,1 216 2 0,75 1,07 10 2 0,1 216 3 0,75 1,09 10 2 0,1 216 4 0,75 1,07 10 2 0,1 216 5 0,75 1,07 10 2 0,1 216

  Putaran (rpm) 1 0,75 1,07

  (N) jarak (m)

  (liter) waktu (s) gaya

  No head (m) vol.

  10 1,9 0,1 183 2 0,75 0,81 10 1,9 0,1 183 3 0,75 0,80 10 1,9 0,1 183 4 0,75 0,80 10 1,9 0,1 183 5 0,75 0,80 10 1,9 0,1 183 Tabel 4.24. Data putaran 3 jari –jari lengan 0,245 m dengan head 0,75 m.

  Putaran 1 : 166 rpm Putaran 2 : 183 rpm Putaran 3 : 216 rpm Tabel 4.22. Data putaran 1 jari –jari lengan 0,245 m dengan head 0,75 m.

  No head (m) vol.

  (liter) waktu (s) gaya

  No head (m) vol.

  10 1,3 0,1 166 2 0,75 0,40 10 1,3 0,1 166 3 0,75 0,41 10 1,3 0,1 166 4 0,75 0,42 10 1,3 0,1 166 5 0,75 0,41 10 1,3 0,1 166 Tabel 4.23. Data putaran 2 jari –jari lengan 0,245 m dengan head 0,75 m.

  Putaran (rpm) 1 0,75 0,42

  (N) jarak (m)

  (liter) waktu (s) gaya

  (N) jarak (m)

c. Data pada posisi jari – jari lengan 0,245 m dengan head 0,9 m.

  Putaran (rpm) 1 0,9 0,76

  10 2,2 0,1 217 2 0,9 1,01 10 2,2 0,1 217 3 0,9 1,02 10 2,2 0,1 217 4 0,9 1,03 10 2,2 0,1 217 5 0,9 1,08 10 2,2 0,1 217

  Putaran (rpm) 1 0,9 1,08

  (N) jarak (m)

  (liter) waktu (s) gaya

  No head (m) vol.

  10 1,5 0,1 194 2 0,9 0,70 10 1,5 0,1 194 3 0,9 0,75 10 1,5 0,1 194 4 0,9 0,75 10 1,5 0,1 194 5 0,9 0,75 10 1,5 0,1 194 Tabel 4.27. Data putaran 3 jari –jari lengan 0,245 m dengan head 0,9 m.

  Putaran 1 : 161 rpm Putaran 2 : 194 rpm Putaran 3 : 217 rpm Tabel 4.25. Data putaran 1 jari –jari lengan 0,245 m dengan head 0,9 m.

  No head (m) vol.

  (liter) waktu (s) gaya

  No head (m) vol.

  10 1 0,1 161 2 0,9 0,34 10 1 0,1 161 3 0,9 0,31 10 1 0,1 161 4 0,9 0,34 10 1 0,1 161 5 0,9 0,31 10 1 0,1 161 Tabel 4.26. Data putaran 2 jari –jari lengan 0,245 m dengan head 0,9 m.

  Putaran (rpm) 1 0,9 0,32

  (N) jarak (m)

  (liter) waktu (s) gaya

  (N) jarak (m)

4.2 Pengolahan dan perhitungan

4.2.1 Perhitungan dan data hasil perhitungan untuk variasi pertama posisi jari-jari jarak lengan 0,35 m dengan head 0,6 m.

a. Pada posisi putaran pertama dengan variabel jari-jari jarak lengan.

  Data yang diperoleh dari tabel percobaan 4.1, 5 percobaan tersebut diambil rata-rata untuk mempermudah dalam perhitungan adalah sebagai berikut :

  2 H = 60 cm = 0,6 m ; g = 9,81 m/s

  3

  3 Vol. air = 1,216 liter = 0,001216 m ; = 1000 kg/m

  t = 10 detik F = 2,6 N r = 0,1 m n = 153 rpm 1.

   Debit aliran ( Q )

  V Q = t _{− 3}

  1 , 216 x

  10 =

  10

• 4

  3

  = 1,216 x 10 m /s 2.

   Torsi pada poros ( T )

  T = F x r = 2,6 x 0,1

  2

  out

  Data yang diperoleh dari tabel percobaan 4.2, 5 percobaan tersebut diambil rata-rata untuk mempermudah dalam perhitungan adalah sebagai berikut :

  = 17,19 % b. Pada posisi putaran kedua dengan variabel jari-jari jarak lengan.

  x

  4 716 ,

  = % 100 1636 ,

  Pin Pout

  = % 100 x

  5. Efisiensi pompa ( )

  ) x 0,6 = 0,716 watt

  = x g x Q x H = 1000 x 9,81 x (1,216 x 10

  ) P

  3. Daya yang dihasilkan poros ( P in

   Daya pemompaan ( P out

  = 4,1636 watt 4.

  x x x

  2

  3

  60 153 14 ,

  60 2 π = 26 ,

  n x x

  = x T = T x

  in

  ) P

• 4

F = 2,9 N r = 0,1 m n = 180 rpm

  1. Debit aliran ( Q )

  V Q = t _{− 3}

  1 , 598 x

  10 =

  10

• 4

  3

  = 1,598 x 10 m /s

  2. Torsi pada poros ( T )

  T = F x r = 2,9 x 0,1 = 0,29 N.m

  3. Daya yang dihasilkan poros ( P )

in

  P in = x T 2 π x x n = x T

  60 2 x 3 , 14 x 180

  = x ,

  29

  60 = 5,464 watt

  4. Daya pemompaan ( P ) out

  P = x g x Q x H

  out

• 4

5. Efisiensi pompa ( )

  t = 10 detik F = 3,7 N r = 0,1 m n = 230 rpm 1.

  3

  x

  1 ^{3 −}

  10 , 10 846

  =

  V

  t

  Q =

   Debit aliran ( Q )

  3

  = % 100 x

  ; = 1000 kg/m

  3

  2 Vol. air = 1,846 liter = 0,001846 m

  H = 60 cm = 0,6 m ; g = 9,81 m/s

  Data yang diperoleh dari tabel percobaan 4.3, 5 percobaan tersebut diambil rata-rata untuk mempermudah dalam perhitungan adalah sebagai berikut :

  = 17,21 % c. Pada posisi putaran ketiga dengan jari-jari jarak lengan.

  x

  = % 100 464 , 5 941 ,

  Pin Pout

• 4

  = 12,20 %

  4. Daya pemompaan ( P out

  x

  1

  = % 100 907 , 8 086 ,

  Pin Pout

  = % 100 x

   Efisiensi pompa ( )

  ) x 0,6 = 1,086 watt 5.

  = x g x Q x H = 1000 x 9,81 x (1,846 x10

  out

  ) P

  = 8,907 watt

  2. Torsi pada poros ( T )

  x x x

  2

  3

  60 230 14 ,

  60 2 π = 37 ,

  n x x

  = x T = T x

  in

  ) P

  3. Daya yang dihasilkan poros ( P

in

  T = F x r = 3,7 x 0,1 = 0,37 N.m