DESIGN OF HYDRAULIC RAM PUMP TO HELP THE COMMUNITY AGRICULTURAL IRRIGATION SYSTEM IN SUMBERREJO KEMILING DISTRIC BANDAR LAMPUNG

  

(Jangan diubah) Nama terakhir pemakalah dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. XX-XX

DESIGN OF HYDRAULIC RAM PUMP TO HELP THE COMMUNITY

AGRICULTURAL IRRIGATION SYSTEM IN SUMBERREJO KEMILING DISTRIC

BANDAR LAMPUNG

  

Jorfri Boike Sinaga*, Harnowo Supriadi, Ahmad Suudi, Raja Aman Simarmata, dan

Sugiman

Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Lampung

• *Correspondingauthor: jorfri6@yahoo.com

  Abstract . Province of Lampung is one of the provinces in Indonesia whose agricultural land is quite

  extensive. One of the problems that occurs in the agricultural land of Lampung Province is the need for water that has not been fulfilled. Although in some areas there are irrigation systems, not all of them can be distributed properly, as can be seen in Sumberrejo Village. In this Village some of the farmland is higher than the surface of the water flow which causes water to not flow to the farm. One solution that can be used to overcome this problem is using a hydram pump (hydraulic ram pump). The hydram pump does not use fuel or electricity as a source of power but the hydram pump uses the potential energy of the water itself to raise some of the water to to a much greater height. In this paper the design and testing of a hydram pump for the model of irrigation system of farmland in Sumberrejo Village is presented.

  Abstrak . Provinsi Lampung adalah salah satu provinsi di Indonesia yang lahan pertaniannya cukup luas.

  Salah satu permasalahan yang terjadi di lahan pertanian Provinsi Lampung yaitu kubutuhan air yang belum tercukupi. Walaupun dibeberapa daerah telah terdapat sistem irigasi, namun tidak semua air tersebut dapat terdistribusi dengan baik seperti yang dapat dilihat pada Kelurahan Sumberrejo. Di Kelurahan ini sebagian tempat lahan pertaniannya lebih tinggi dari pada permukaan aliran air sehingga menyebabkan air tidak dapat mengalir ke lahan pertanian tersebut. Salah satu solusi yang dapat digunakan untuk mengatasi masalah tersebut yaitu menggunakan pompa hydram (hydraulic ram pump). Pompa hydram tidak menggunakan bahan bakar sebagai sumber suplai namun pompa hydram menggunakan energi potensial air itu sendiri untuk menaikkan sebagian air tersebut hingga ke ketinggian yang diinginkan. Pada makalah ini diberikan perancangan dan pengujian pompa hydram untuk model sistem irigasi persawahan Kelurahan Sumberrejo.

  Kata kunci : pompa hydram, pompa tanpa motor, perancangan, irigasi

  © 2017. BKSTM-Indonesia. All rights reserved

  

Pendahuluan memberatkan para petani karena tidak memiliki

  dana yang cukup untuk membangun irigasi, atau Propinsi Lampung merupakan salah satu untuk membeli pompa listrik atau diesel dan juga propinsi yang memiliki potensi lahan pertanian biaya energi listrik atau bahan bakar untuk yang cukup luas. Namun lahan pertanian yang pengoperasian pompa. Masyarakat petani akan dijadikan sawah di Propinsi Lampung umumnya mengeluarkan sekitar Rp 120.000 untuk biaya masih banyak belum memiliki sistem irigasi seperti penyewaan dan bahan bakar untuk pengoperasian areal persawahan yang terdapat di, Kelurahan pompa selama satu hari dan ini jelas memberatkan.

  Sumberrejo, Kecamatan Kemiling. Masyarakat Hal inilah yang mendorong tim peneliti untuk desa ini mengolah sekitar 5 hektar sawah, dan di melakukan penerapan teknologi bagi masyarakat dalam pengelolaan pengairan untuk daerah petani di Kelurahan Sumberrejo dengan pembuatan pertanian tersebut, masyarakat hanya bergantung sistem irigasi menggunakan pompa tanpa motor pada curah hujan yang turun.

  (hydraulic ram pump) ini, sehingga akan membantu Di sekitar areal persawahan ini terdapat aliran meningkatkan produksi dan produktivitas padi

  Way Limus, namun aliran ini tidak dapat dialirkan sawah mereka. Petani juga tidak perlu langsung ke areal persawahan karena aliran Way mengeluarkan biaya listrik maupun bahan bakar, Limus ini terdapat dibagian bawah permukaan karena pompa hydram ini dapat bekerja secara sawah sehingga diperlukan pembuatan bendungan otomatis dan hanya membutuhkan sedikit untuk irigasi atau menggunakan pompa untuk perawatan, karena tidak ada bagian yang megalirkan air Way Limus tersebut ke areal bergesekan sehingga penggunaan minyak secara persawahan petani. Namun hal ini cukup rutin untuk perawatan tidak diperlukan. Pada

  

(Jangan diubah) Nama terakhir pemakalah dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. XX-XX

  hamber)

  ditentukan adalah [2]: Panja diameter pipa suplai (D) , penampang katup (A

  V

  ), da Parameter-paramater ini di

  head sumber (H), head

  kondisi pemasangan pompa lapangan.

  Diameter pipa suplai (D dengan metode Calvert, antara panjang pipa suplai da Dalam penelitian ini metode metode Calvert karena menyimpulkan bahwa menghasilkan nilai output y [1].

  Berat dari katup bua menggunakan Persamaan 2 be dimana: adalah berat adalah luas katup bua jenis air (N/m

  3

  ), adalah buang, dan M adalah

  Nama terakhir pemakalah dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. XX-XX

  uk ke hydraulic ram pump ng diabsorb oleh air akibat n percampuran di dalam

  . Dengan prinsip draulic ram pump dapat tanpa henti dengan tidak operasional dan hanya aya perawatan. Dan juga ram pump ini tentunya ndukung pengembangan

  Ada yang berhubungan dengan pe

  able energy ) yang bebas pa hydraulic ram pump. r dalam Perancangan

  Ada beberapa parameter n pengeporesain hydraulic r-parameter yang akan njang pipa suplai (L), dan ) , Berat katup (W), Luas dan Ukuran tangki udara. ditentukan berdasarkan

  ad pemompaan (h), dan

  pa hydraulic ram pump di (D

  drv

  ) dapat kita tentukan

  t , dimana perbandingan

  i dan diameternya ........................... (1) ode yang digunakan yaitu banyak peneliti yang a metode

  Calvert

  t yang paling memuaskan buang dapat ditentukan n 2 berikut ini [3].

  .............. (2) rat katup buang (N), dan buang (m

  2

  ram pump . Parameter-pa

  Parameter-parameter Hydraulic Ram Pump

  makalah ini diberikan perancang parameter pompa tanpa motor (hy untuk membantu sistem irigasi Kelurahan Sumberrejo, Kecamtan K memanfaatkan sumber energi aliran

  Nama terakhir pemakalah dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. XX-XX

  Gambar 1. Areal persawahan petani Sumberrejo.

  Gambar 2. Potensi aliran air Way L areal persawahan pe

  Sistem Pompa Hydram.

  menunjukkan diagram seluruh kom pompa hydraulic ram pump. Pompa

  pump

  adalah suatu peralatan yang peralatan ini menggunakan energi yang memiliki ketinggian jatuh renda energi suplai untuk memompa se tempat yang jauh lebih tinggi dari h (h). Aliran air yang kontinu pengeoperasian pompa ini juga k tidak menggunakan sumber energi la

  Pompa hydraulic ram pump ada yang sederhana secara struktur, dan bagian yang bergerak yaitu: katup

  valve

  ), dan katup pengeluaran (deliv ini juga terdiri atas tangki penyim

  chamber) dan katup udara (air

  Pengoperasian pompa hydraulic ram intermitent akibat siklus pembukaan katup buang dan pengeluaran. Penut akan mengakibatkan peningkatan tinggi di dalam pipa suplai (drive penyimpan udara dibutuhkan unt tekanan yang tinggi ini dan dig memompakan air yang mengalir sec menjadi suatu aliran yang kontinu.

  ngan parameter-

  Gambar 3. Instalasi pompa

  (hydram pump)

  i persawahan di Kemiling dengan an Way Limus. ani masyarakat di

  Limus di sekitar n petani.

  .

  Gambar

  3 komponen sistem pa hydraulic ram ang unik dimana gi dari aliran air endah (H) sebagai sebagian air ke i head sumber air nu mengakibatkan kontinu dengan i lain [1]. adalah suatu alat dan terdiri atas dua tup buang (waste

  livery valve)

  . Unit impan udara (air

  air valve) masuk.

  ram pump adalah an dan penutupan nutup katup buang an tekanan yang

  ive pipe) . Tangki

  untuk mencegah digunakan untuk secara intermitent inu. Katup udara memberikan udara masuk k menggantikan udara yang di tekanan yang tinggi dan tabung udara (air cham tersebut mombuat hydraul bekerja selama 24 jam tanpa membutuhkan biaya ope membutuhkan sedikit biaya penggunaan hydraulic ram sangat baik untuk menduk energi terbarukan (renewabl polusi.

  ), adalah berat lah drag coefficient katup ah head loss coefficient.

  

(Jangan diubah) Nama terakhir pemakalah dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. XX-XX Nama terakhir pemakalah dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. XX-XX Nama terakhir pemakalah dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. XX-XX

  Diameter katup buang minimum y yang sebaiknya digunakan berdiameter 2 2 inci dan panjang pipa dipakai yaitu sebesar diameter pipa s a suplai [4]. suplai (drive pipe) 11,3 m. . Skema rancangan dapat Dimensi volume tabung udara be a berada diantara dilihat pada Gambar 5. kisaran 20 sampai 50 kali volum ume air yang di pompakan per tiap siklus. Volum olume air yang tersalurkan dalam satu siklus da dapat ditentukan dengan Persamaan 3

  ..........(3) Besarnya β, masing- masing adalah h

  ................................ ................................(4)

  fficient

  dimana, N adalah head loss coeffic untuk pipa penyaluran Metode yang digunakan untuk untuk menghitung

  pump

  effisiensi pompa hydraulic ram pum , yaitu metode Rankine (Taye, 1998).

  (4) (4) (2.16)

  Dimana: adalah effisien iensi pompa (%), Gambar 4. Tim peneliti liti melakukan survei. adalah debit air yang dipompaka pakan (liter/menit), adalah debit air yang terbuang buang (liter/menit), adalah head penyaluran di at atas pembukaan katup buang (m), dan adalah h h head sumber di atas pembukaan katup buang (m)

  Metode Penelitian

  Penelitian ini dilakukan di di Laboratorium Mekanika Fluida Jurusan Teknik Me Mesin Universitas Lampung. Prosedur dalam peranc ancangan pompa tanpa motor (hydram pump) ini adala alah:

  1. Pengambilan data Gambar 5. Skema pemasang angan pompa di lapangan

  Data-data mengenai potensi keting inggian jatuh air dan ketinggian pemompaan air ir diukur untuk

  Pipa suplai. Dimens nsi pipa suplai yang

  mengetehui potensi energi aliran s n sebagai sumber ditentukan yaitu panjang ng dari pipa suplai dan energi untuk menggerakkan hydram pum am pump . diameter dari pipa suplai. Pa . Panjang pipa suplai yaitu

  2. Penentuan parameter-parameter hy r hydram pump sebesar 11,3 m. Diamet eter pipa suplai yang Berdasarkan potensi energi aliran a n air Way Limus digunakan yaitu 2 inci. Pipa ipa suplai dengan diameter dan acuan pustaka maka ditentuk ntukan parameter- 2 inci digunakan karena de dengan diameter tersebut parameter hydram pump, seperti: rti: panjang pipa sumber air dapat digunakan an secara maksimal tanpa suplai (L), dan diameter pipa supla plai (D) , berat mengganggu untuk keterse rsediaan dari sumber air. katup buang (W), luas penampang pang katup buang

  Perbandingan panjang dan dan diameter pipa suplai (A ), dan ukuran tangki uda udara.yang akan

  V

  yang didapat 208,56. Nil Nilai ini Sesuai dengan digunakan. Persamaan 1 sehingga dim dimensi pipa suplai yang direncanakan dapat digunaka unakan.

  Hasil dan Pembahasan Katup buang. Menuru urut Taye [1], diameter Potensi Sumber Air.

  Hasil sil survei yang katup buang dan saluran a n air keluar rumah katup dilakukan diperoleh ketinggian jat jatuh air 1,5 m, buang minimum yang se sebaiknya dipakai yaitu ketinggian air yang dipompakan 7 m 7 m. Data-data ini mendekati dari diameter p r pipa suplai. Sedangkan digunakan untuk perancangan an komponen- untuk body pompa dibuat de t dengan sambungan Tee komponen pompa hydraulic ram am pump. Untuk pipa besi dan sambunga bungan L pipa besi yang menggunakan debit air yang terse rsedia, pipa yang berukuran 2,5 inci. Diame meter saluran air keluar

  

(Jangan diubah) Nama terakhir pemakalah dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. XX-XX

  rumah katup buang dibuat sebesar 4,1 cm dan tabung udara. Ketinggian langkah katup buang diameter katup buang dibuat sebesar 5,4 cm. divariasikan mulai dari 7 mm, sampai 18 mm. Berat Setelah diameter dari katup buang diketahui, berat katup buang divariasikan untuk tanpa beban, dari katup buang dapat diketahui. Berat dari katup penambahan 1 beban, penambahan 2 beban, buang yang disarankan kurang lebih 0,320 kg penambahan, dan 3 beban dimana untuk setiap setelah dilakukan perhitungan. beban mempunyai berat 27 gram.

  Tabung udara. Media yang digunakan untuk Hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 7 dan menyalurkan air dari pompa hydraulic ram pump Gambar 8.

  menuju reservoir menggunakan selang berdiameter

  4.40

  5/8 inci dengan panjang 9 m dan tingkat kekasaran

  4.182

  (e/D) sebesar 0,00005 [5]. Data- data tersebut

  4.00 4.003 3.958 3.963 3.963 3.963

  digunakan untuk mencari volume air yang _{3.636 3.695} terpompakan dalam satu siklus. Dari hasil

  3.60

  3.57 3.5353.523 _3.434 )

  3.413

  perhitungan, volume air yang terpompakan tiap

  en 3.20 3.171 m

  siklus sebesar 0,2 liter. Menurut Than [3] volume

  t/ m = 0,3 kg li

  tabung udara berada diantara 20 - 50 kali volume (

  m = 0,32 kg Q

  2.80 m = 0,34 kg

  air yang terpompakan tiap siklus. Volume tabung udara yang dipilih yaitu sebesar 35 kali dari volume

  2.40

  air yang terpompakan, sehingga volume tabung udara yang dibutuhkan kurang lebih 4,2 liter.

  2.00

  6

  9

  12

  15

  18

  21

  24 Pembuatan Hydraulic Ram Pump.

  Sebelum

  Langkah katup buang (mm)

  melakukan perakitan pompa hydraulic ram pump, terlebih dahulu dilakukan pembuatan komponen- Gambar 7. Grafik hubungan antara laju aliran komponen pompa hydraulic ram pump. Berikut volume air yang dipompakanrkan terhadap adalah hasil dari pembuatan komponen- komponen panjang langkah. pompa hydraulic ram pump serta perakitan pompa Hydraulic ram pump .

  80.00

  70.00

  70

  70 _61.3

  63.6

  61.3

  60.00 _{54.5 54.5} 54.5 55.1 )

  50.00 ^49.1

  48.6 %

  46.3

  45.5 (

  42 si

  40.00 en si fi

  30.00 E m = 0,3 kg

  20.00 m = 0,32 kg m = 0,34 kg

  10.00

  0.00

  6

  9

  12

  15

  18

  21

  24 Langkah katup buang (mm)

  Gambar 8. Grafik hubungan antara efisiensi terhadap panjang langkah katup buang. Dari Gambar 7 dapat dilihat bahwa pemompaaan maksimum terdapat pada panjang langkah 15 mm pada beban 320 gram dengan debit pemompaan yaitu 4,182 lit/menit dan pempompaan

  Gambar6. Hasil pembuatan dan perakitan pompa paling kecil terdapat pada panjang langkah 7 mm

  hydraulic ram pump

  pada beban 300 gram dengan debit pemompaan yaitu 3,171 lit/menit. Hal tersebut dapat terjadi

  Hasil Pengujian Pompa Hydraulic ram

  karena dengan beban 320 gram pada panjang

  pump. Pada proses pengujian divariasikan tinggi

  langkah 15 mm yang paling tepat untuk menaikkan langkah katup buang, berat katub buang, volume tekanan air didalam body pompa sehingga dapat

  

(Jangan diubah) Nama terakhir pemakalah dkk. / Prosiding SNTTM XVII, Oktober 2018, hal. XX-XX

  menekan udara yang ada didalam tabung udara Sustainable Development: Issues and yang akhirnya mampu untuk memompakan air. Prospects for the GMS., Mandalay, Myanmar.

  Dari Gambar 8. dapat dilihat bahwa effisiensi [4] Thomas, T. H., 1994. Algebric Modelling of the maksimum terdapat pada panjang langkah 12 mm

  Behaviour of Hydraulic Ram Pumps, Working

  pada beban 320 gram dengan effisiensi 70 %

  Paper No. 41 Deparment of Engineering,

  sedangkan effisiensi paling kecil terdapat pada University of Warwick. panjang langkah 15 mm pada beban 320 gram

  [5] Fox, R. W., McDonald, A.T. dan Pritchard, dengan effisiensi 42 %. Untuk beban 320 gram _th P.J. 2003. Introduction to Fluid Mechanics 6 terjadi penurunan effisiensi dari panjang langkah

  Edition . Wiley & Sons, Inc., Hoboken, AS.

  dari 12 mm ke 18 mm dan mengalami kenaikan effisiensi pada panjang langkah dari 7 mm ke 12 mm. Hal tersebut dapat terjadi karena debit air yang terbuang pada kombinasi tersebut adalah debit air terbuang yang paling kecil.

  Kesimpulan

  Setelah melakukan perancangan, pembuatan dan pengujian pompa hydraulic ram pump maka dapat disimpulkan sebagai berikut:

  1. Pada makalah ini diberikan metode perancangan pompa hydraulic ram pump dimana potensi

  head

  sumber sebesar yang digunakan 1,5 m, dengan jarak antara sumber air dengan pompa sebesar 11,3 m, dan ketinggian pemompaan 7 m.

  2. Dari hasil perancangan digunakan pipa suplai sebesar 2 inch dan panjang 11,3 m dengan berat katup buang sebesar 0,32 kg dan volume tabung udara 4,2 liter.

  3. Setelah dilakukan pengujian debit pemompaan yang paling besar untuk tinggi pemompaan 7 m yaitu 4,182 lit/menit yang apabila dikonversikan, pompa dapat memopakan air sebesar 6022 liter/hari yang tentunya dapat digunakan untuk membantu mengairi persawahan masyarakat.

  4. Pembuatan dan perawatanpompa hydraulic ram

  pump relatif mudah dan biaya pembuatannya

  terjangkau karena bahan-bahan yang dibutuhkan dapat dengan mudah ditemukan di toko-toko material.

  Referensi

  [1] Taye, T. 1998. Hydraulic Ram Pump. Journal of the ASME, Vol II, No.1, Addis Ababa, Ethiopia. [2] Tessema, A. A., 2000. Hydraulic Ram Pump

  System Design And Application. ESME 5th Annual Conference on Manufacturing and Process Industry, held at Addis Ababa, Ethiopia , September 2000.

  [3] Than, P.M. 2008. Construction and

  Performance Testing of the Hydraulic Ram Pump

  . GMSARN International Conference on

  jorfri boike sinaga Pemakalah No. 1647916088