Laporan_pompa_hidram.docx

LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA POMPA HIDRAM

Disusun Oleh Nurlaila Rahmah 05021181419100

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2015

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 .Latar Belakang Air adalah sumber kehidupan bagi makhluk hidup. Dalam semua aspek kehidupan, air merupakan komponen yang mutlak harus tersedia baik sebagai komponen utama maupun sebagai komponen pendukung. Usaha pemenuhan kebutuhan air dalam kehidupan sehari – hari dapat dilakukan dengan memanfaatkan kondisi alam dan hukum dasar fisika ataupun dengan memanfaatkan peralatan mekanis hasil karya manusia. Bagi masyarakat yang berada jauh dari sumber air atau berada pada daerah yang lebih tinggi dari pada sumber air, dapat menggunakan peralatan mekanis untuk membantu dalam penyediaan air. Pompa adalah peralatan mekanis yang telah digunakan dari generasi ke generasi untuk membantu transport air dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi atau dari satu tempat ke tempat lain dengan jarak tertentu. Pompa adalah peralatan mekanis untuk mengubah energi mekanik dari mesin penggerak pompa menjadi energi tekan fluida yang dapat membantu memindahkan fluida ke tempat yang lebih tinggi elevasinya. Selain itu, pompa juga dapat digunakan untuk memindahkan fluida ke tempat dengan tekanan yang lebih tinggi atau memindahkan fluida ke tempat lain dengan jarak tertentu. Pompa tersebut dinamakan pompa Hidram, berasal dari kata Hydraulic Ram Pump, bisa diartikan pompa air dengan tenaga hantaman air. Di Indonesia pompa ini sebenarnya sudah ada sejak jaman penjajahan Belanda, namun kurangnya perawatan dan edukasi membuat pompa ini tidak lestari. Ditambah jaman dulu sumber air masih sangat banyak, sungai masih lancar mengalir dengan debit besar, tanahnya masih subur dengan humus, hutan masih lebat belum gundul, tanahnya belum erosi hingga mendangkalkan sungai. Tetapi keadaan sekarang adalah kebalikan semua itu, membuat pompa Hidram tampil lagi sebagai solusi. 1.2 Tujuan Tujuan dari disusunnya makalah ini adalah supaya pembaca mengerti apa itu pompa hidram, konsep fisika yang mendasarinya, prinsip kerjanya serta karakteristik dari pompa Hidram.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Penerapan konsep-konsep fisika sangat terlihat pada penggunaan Pompa Hidrolik Ram ini, diantaranya adalah sebagai berikut: sifat fluida, kapasitas aliran fluida, gerak fluida dan laju aliran, persamaan kontinuitas, energi, serta asaz Bernoulli. Cairan dan gas disebut fluida, sebab zat cair tersebut dapat mengalir. Untuk mengerti aliran fluida maka harus mengetahui beberapa sifat dasar fluida. Adapun sifat – sifat dasar fluida yaitu; kerapatan (density), berat jenis (specific gravity), tekanan (pressure), kekentalan (viscosity). Kerapatan adalah suatu sifat karakteristik setiap bahan murni. Benda tersusun atas bahan murni, misalnya emas murni, yang dapat memiliki berbagai ukuran ataupun massa, tetapi kerapatannya akan sama untuk semuanya. Berat jenis adalah perbandingan relatif antara massa jenis sebuah zat dengan massa jenis air murni. Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas, dengan gaya F dianggap bekerja secara tegak lurus terhadap luas permukaan A. Viskositas merupakan pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah, baik dengan tekanan maupun tegangan. Semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut. Pada fluida cair, viskositas disebabkan oleh gaya kohesif antara molekul-molekulnya. Viskositas didefinisikan

sebagai

koefisien

kekentalan.

Besarnya

kecepatan

akan

mempengaruhi besarnya fluida yang mengalir dalam suatu pipa. Jumlah dari aliran fluida mungkin dinyatakan sebagai volume, berat atau massa fluida dengan masing-masing laju aliran ditunjukkan sebagai laju aliran volume (m3/s), laju aliran berat (N/s) dan laju aliran massa (kg/s). (Widarto, 2007) Gerak fluida ada 2 kemungkinan yaitu : Aliran Garis Lurus dan Aliran Turbulen. Aliran garis lurus adalah aluran fluida yang mengikuti garis (lurus atau melengkung) yang jelas ujung pangkalnya. Aliran turbulen ditandai oleh adanya aliran berputar akibat partikel-partikel yang arah geraknya berbeda bahkan berlawanan dengan arah gerak keseluruhan. Persamaan kontinuitas adalah persamaan yang menghubungkan kecepatan fluida dalam dari satu tempat ke tempat lain. Apabila luas penampang lintang besar maka kecepatan kecil, dan apabila luas penampang kecil maka kecepatan besar. Sehingga untuk

mendapatkan kalor yang maksimal maka luas penampang dibuat besar dan debit air yang kecil. Energi didefenisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Energi dinyatakan dalam satuan N.m (Joule). Setiap fluida yang sedang bergerak selalu mempunyai energi. Dalam menganalisa masalah aliran fluida yang harus dipertimbangkan adalah mengenai energi potensial, energi kinetiknya dan energi tekanan. Energi potensial adalah energi akibat dari ketinggian. Pada fluida, energi potensial adalah energi yang dimiliki fluida dengan tempat jatuhnya. Energi kinetik menunjukkan energi yang dimiliki oleh fluida karena pengaruh kecepatan yang dimilikinya. Energi aliran adalah jumlah kerja yang dibutuhkan untuk memaksa elemen fluida bergerak menyilang pada jarak tertentu dan berlawanan dengan tekanan fluida yang bersatuan joule (J). Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Ada 2 aliran yaitu : Aliran Tak-termampatkan dan Aliran Termampatkan. Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida tak-termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi, dll. Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. Persamaan Bernoulli untuk aliran termampatkan adalah sebagai berikut: energi potensial gravitasi per satuan massa jika gravitasi konstan maka sama dengan entalpi fluida per satuan massa dengan catatan di mana energi termodinamika per satuan massa, juga disebut sebagai energi internal spesifik. (Leonardo, 2005) Secara singkat, prinsip kerja pompa hidram ini adalah dengan memanfaatkan tenaga aliran air yang mengalir dari ketinggian kemudian diubah dengan mekanisme penutupan katup yang cepat sehingga timbul tenaga hentakan balik (water ham-mer). Hentakan air yang mendadak tersebut kemudian dimanfaatkan sebagai tenaga pendorong untuk bisa mengalirkan air ke tempat yang lebih tinggi. Untuk mendapatkan energi potensial dari hantaman air diperlukan syarat utama yaitu harus ada terjunan air yang dialirkan melalui pipa dengan beda tinggi elevasi dengan pompa hidram minimal 1 meter. Syarat utama

kedua adalah sumber air harus kontinyu dengan debit minimal 7 liter per menit. Pompa ini bekerja seperti transformator hidrolik dimana air yang masuk ke dalam pompa, yang mempunyai hydraulic head (tekanan) dan debit tertentu, menghasilkan air dengan hydraulic head yang lebih tinggi namun dengan debit yang lebih kecil. Pompa ini memanfaatkan Water hammer effect

untuk

menghasilkan tekanan yang memungkinkan sebagian dari air yang masuk memberi tenaga kepada pompa, diangkat ke titik lebih tinggi dibandingkan head awal dari air tersebut. Pompa Hydram ini sangat sesuai untuk digunakan di daerah terpencil, dimana terdapat sumber air yang mempunyai head rendah, serta diperlukan memompa air kelokasi pemukiman yang mempunyai elevasi lebih tinggi dari sumber air tersebut. Pada kondisi seperti inilah pompa hydram menjadi sangat bermanfaat sekali, karena pompa ini tidak membutuhkan sumber daya lain selain energi kinetik dari air yang mengalir itu sendiri. (Gunawan, 2012)

BAB 3 METODOLOGI 3.1 Waktu Dan Tempat Percobaan pompa hidram di lakukan pada hari senin pukul 14.30 WIB s/d selesai beberapa kali melakukan percobaan di waktu kosong atau di luar jadwal yang telah di tetapkan. Percobaan tersebut di laksanakan di halaman depan jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya, Indralaya.

3.2.Alat Dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada saat praktikum adalah sebagai berikut: pipa,drum, pipa sok,sambungan T, Sambungan L, Seltip,lem pipa,lempengan besi,bor,sdd,sdl, kopling selang,penyaring air,mata gerinda,dan sambungan pipa dari besar ke kecil.

3.3. Cara Kerja Cara kerja pada praktikum pompa hidram: 3.3.1. persiapkan alat dan bahan yang di perlukan 3.3.2. rangkai bagian-bagian alat satu persatu .di mulai dengan melubangi drum pada bagian bawah dan memasang potong karet sebelum di pasang sdd dan sdl. Hal ini di lakukan untuk menghindar terjadinya kebocoran. Lalu posisikan drum di atas menara dengan ketinggian 2,5 meter dari permukaan tanah . pasang pipa dari menara ke bawah dengan panjang pipa 2,3 meter. Gunakan sambungan l untuk membelokan pipa. 3.3.3. pada sambungan paling bawah ,pasangkan selang ulir yang di ikat erat mengunakan klep. 3.3.4.potong dal haluskan besi membentuk 4 lingkaran mengunakan gerindra. Kemudian lubangi 2 lingkaran dengan satu lubang dan 2 lingkaran lain dengan 6 lubang. 3.3.5. Rangkai semua alat membentuk badan hidram 3.3.6. setelah hidram selesai, sambungkan dengan selang dari drum. Sebelumnya isi penuh drum dengan air, kemudian lakukanlah percobaan

BAB 4 HASIL DAN PEMBHASAN

4.1. Hasil

Pada percobaan yang telah kamilakukan ternyata tidak berhasil atau gagal. 4.2. Pembahasan Kami melakukan percobaan pembuatan pompa hidram yang di lakukan berbeda dengan pompa hidram yang biasanya. Jika biasanya pompa hidram letak pegasnya terletak di atas katup limbah, semestinya jika pegas tersebut di letakan diatas dapat diatur tekanan pegas tersebut. Tetapi karena daya elastisitasnya yang terlalu rendah maka percobaan kami gagal. Air yang di alirkan dari drum ke pipa dan menunju badan hidram tidak mampu di alirkan dengan sempurna oleh badan hidram, hal itu terjadi karena tidak berfungsinya per atau pegas tertekan ke atas tidak mampu kembali ke bentuk semula. Selain itu katup limbah yang tidak tertutup dengan sempurna di karenakan diameter pada lempengan besi tidak sama dengan diameter pipa, sehingga pada pipa masih terdapat lubang dan air masih bisa keluar dari katup limbah dan tidak ada air yang menuju katup hantar. Peristiwa palu air (water hammer) terjadi pada jaringan pipa dengan sistem pengaliran tertekan. Peristiwa tersebut berupa perubahan tekanan yang terjadi karena perubahan kecepatan aliran di dalam pipa secara mendadak, misalkan karena penutupan katup, perubahan beban pada hidraulik, dan sebagainya. Tekanan palu air tersebut merambat sepanjang jaringan pipa dengan kecepatan suara. Untuk menghindari rusaknya pipa atau peralatan hidraulik lainnya, maka sistem jaringan pengaliran tertekan harus dirancang untuk menerima tekanan oleh palu air tersebut. Dan pada percobaan kami tidak terjadi palu air, sehingga dapat disimpulkan bahwa percobaan yang telah kita lakukan gagal. Sebagai tambahan, dalam pembuatan pompa hidram pompa harus dipasang serata mungkin untuk meyakinkan bahwa katup limbah yang diberi beban dapat jatuh tegak lurus ke bawah dengan gesekan sekecil mungkin. Pemasangan pipa juga harus diperhatikan agar tidak ada belokan-belokan tajam atau sudut yang mengurangi kekuatan aliran air.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.1.1 Pompa hidrolik ram yang dirancang dengan baik dapat bekerja baik pada semua keadaan dengan pemeliharaan yang minimum. 5.1.2 Pembuatan pompa hidram perlu memperhatikan perbandingan tinggi terjunan dan tinggi pemompaan air. 5.1.3 Penyesuaian diameter pompa dengan debit air adalah hal penting yang perlu diperhatikan dalam pembuatan pompa hidram. 5.1.4 Untuk menghindari rusaknya pipa atau peralatan hidraulik lainnya, maka sistem jaringan pengaliran tertekan harus dirancang untuk menerima tekanan oleh palu air tersebut. 5.1.5 Fenomena water hammer merupakan salah satu parameter yang harus diperhitungkan dalam merancang sebuah sistem perpipaan. 5.2 Saran Adapun saran untuk praktikum ini adalah sebaiknya mahasiswa melakukan percobaan dengan tepat waktu agar percobaan dapat dengan cepat diselesaikan.

DAFTAR PUSTAKA

Crowley, C.A. (August 1937). Hydraulic Rams Furnish Water Supply To Country Homes. Popular Mechanics: 306-311. Hanum Uratmi dkk, tim penyusun. 2009. Fisika untuk SMA XI-A . Jawa Timur : Sagufindo Kinarya. I Gede Astra Gunawan. 2012. Peningkatan Akses Air Untuk Masyarakat di Daerah Terpencil Dengan Teknologi Pompa Hidrolik Ram (HidRam Pump). Jogyakarta : Fakultas Teknologi Industri Institut Sains & Teknologi Akprind Yogyakarta Leonardo, El. 2005. Design and Construction of a Hydraulic Ram Pump.Universitas of Nigeria. Nigeria. Widarto, L. & FX. Sudarto C. Ph. (2007). Teknologi Tepat Guna: Membuat Pompa Hidram. Kanisius. Yogyakarta.