I. TUJUAN

Menemukan karakteristik dasar pompa untuk putaran yang berubah-ubah Menemukan koefisien debit untuk celah U dan celah V

II. DASAR TEORIII.1Karakteristik Dasar PompaPengertianBanyaknya fluida yang melalui saluran terbuka sering diukur dengan menggunakan suatu bendung (weir). Dengan bendung, aliran akan mengalir lewat suatu celah. Bentuk celah biasanya berbentuk persegi empat, segitiga atau trapesium, dan dapat dipasang pada aliran yang dikehendaki. Untuk menganalisis suatu bendungan perlu dilakukan asumsi berikut ini Tekanan pada aliran leher atas dan bawah sama yaitu tekanan atmosfir Plat bendung pada posisi tegak lurus dengan aliran hulu yang rata dan aliran menuju plat normal Puncak bendung (celah) runcing dan aliran menuju puncak bendung dalam kondisi normal Tekanan yang hilang diabaikan pada waktu aliran melalui bendung (weir) Saluran seragam dengan sisi hulu dan hilir bendung Kecepatan aliran menuju bendung seragam dan tak ada gelombang permukaanJelas bahwa model matematis dengan asumsi di atas tidak menampilkan kondisi aliran yang nyata di dalam bendungan. Meskipun demikian, hal ini diperbolehkan untuk perhitungan aliran yang melintas bendungan (sebagai pendekatan). Hasil yang diperoleh, kemudian dapat diubah agar sesuai dengan hasil aliran yang diperoleh dari percobaan.Rumus Rumus lengkap analisis matematik celah bentuk persegi dituliskan :Q = Dengan; Q = laju aliran (m3/s)B = Lebar celahg = gravitasi (9.8 m/s2)H = kedalam air (m)Persamaan di atas tidaak memberikan hasil yang akurat bila diterapkan pada aliran aktual dibendung. Untuk menghitungnya (sesuai analisis) persamaan tesebut biasanya dikalikan dengan suatu koefisien yang ditentukan dari hasil percobaan (cd).Sehingga :Q = cd Untuk jumlah aliran yang kecil, bendung bentuk V banyak digunakan. Berdasarkan gambar skema pengujian dan jika sudut, setengah sudut celah, rumus aliran melalui celah V dapat dituliskan sebagai berikut :Q = cd 8/15 2g H5/2 tg

Konversi energi mekanis ke energi zat alir (fluida) dengan suatu mesin merupakan perhatian utama para ahli. Alat atau mesin ini disebut pompa. Jenis mesin pompa yang mampu untuk tujuan konversi ini amat berbeda-beda di dalam perencanaan dan prinsip kerjanya.Pemilihan pompa yang tepat untuk suatu penerapan yang khusus sangat diperlukan untuk efisiensi dan operasi yang nyaman. Pada percobaan ini akan dilihat karakteristik untuk: Pompa sentrifugal Pompa aliran aksial Pompa roda gigi Pompa turbin Pompa torakKonversi energi mekanis ke energi zat alir (fluida) dengan suatu mesin merupakan perhatian utama para ahli.Alat atau mesin ini disebut pompa.Jenis mesin pompa yang mampu untuk tujuan konversi ini amat berbeda-beda dalam perencanaan dan prinsip kerjanya.Pompa turbin dikenal juga sebagai pompa regeneratif atau pompa periperal dengan sudu-sudu impeler lurus terletak di dalam rumah pompa.Pompa ini tak mampu priming sendiri dan dioperasikan dengan bagian sisi isap yang tergenang air.Jika rotor berputar, cairan terbawa mengelilingi ruang pada kecepatan yang bergerak dari nol pada permukaan rumah pompa sampai kecepatan maksimum pada permukaan rotor. Jika cairan tak begitu kental tak akan ada keluaran .Oleh karena itu, pompa turbin dikelompokan sebagai pompa cairan kental (pompa viskositas).Parameter penting yang harus diamati di dalam pengujian pompa yaitu: Kapasitas pompa, Q (m3/s) yaitu laju aliran (debit) air yang dihasilkan pompa. Tinggi tekanan pompa, H(m) adalah selisih netto kerja masukan dan keluaran pompa

Daya Hidrolik, Nh (Watt)

Daya Pompa, Np (Watt)

Efisiensi Pompa (%)

Untuk berbagai kondisi kerja, harga parameter tersebut akan bervariasi dan menunjukan kemampuan kerja pompa untuk suatu daerah kerja tertentu.Alat pengukuran yang digunakan adalah: Meter TekananMeter Tekanan menggunakan prinsip tabung Bourdon. Sebelum digunakan meter tekanan ini harus di priming lebih dahulu (udara yang terjebak harus dikeluarkan). Perbedaan meter tekanan isap dan keluaran memberikan tinggi tekan, masing-masing pompa memiliki meter tekanan isap dan keluaran sendiri. Meter TorsiPrinsip utama meter ini menggunakan hukum keseimbangan torsi, yaitu lengan torsi yang berskala dihubungkan ke motor dengan suatu penghubung kaku. Sebelum meter ini digunakan harus dikalibrasi yaitu dengan mengatur beban penyeimbang lengan torsi mendatar. Kecepatan motor/pompaKecepatan motor dapat dilihat pada panel pengukur. Kecepatan motor dideteksi dengan pengindera yang terpasang pada poros motor. Laju aliran/debitLaju aliran dapat diukur langsung dengan menggunakan tangki volumentrik.Besarnya laju aliran air dapat dibaca pada gelas ukur yang terpasang dalam satuan liter dibagi dengan waktu pengamatan.II.2Celah U dan Celah VBanyaknya fluida yang melalui saluran terbuka sering diukur dengan menggunakan suatu bendung atau celah. Dengan celah, aliran akan mengalir lewat suatu celah. Bentuk celah biasanya berbentuk persegi empat (U) atau segitiga (V), dan dapat dipasang pada aliran air sesuai yang dikehendaki . Untuk menganalisis suatu celah perlu dilakukan asumsi berikut: Tekanan pada aliran leher atas dan bawah sama yaitu tekanan atmosfer Plat celah pada posisi tegak lurus dengan aliran hulu yang rata dan aliran menuju plat normal Puncak celah runcing dan aliran menuju puncak celah dalam kondisi normal Tekanan yang hilang diabaikan pada waktu aliran melalui celah Saluran seragam degan sisi hulu dan hilir bendung Kecepatan aliran menuju celah seragam dan tidak ada gelombang permukaanJelas bahwa model matematis dengan asumsi di atas tidak menampilkan kondisi aliran yang nyata di dalam celah.Meskipun demikian, hal ini diperbolehkan untuk perhitungan aliran yang melintasi celah sebagai pendekatan.Hasil yang diperoleh, kemudian dapat diubah agar sesuai dengan hasil aliran yang diperoleh dari percobaan.Rumus lengkap analisis matematik celah bentuk persegi adalah

Dengan Q = laju aliran (m3/s)B = lebar celah (m)g = percepatan gravitasi = 9,81 (m/s2)H = kedalaman air (m)Untuk jumlah aliran yang kecil, celah bentuk V lebih sering digunakan. Dengan sudut adalah setengah dari sudut celah, rumus aliran melalui celah V dapat dituliskan sebagai berikut

Persamaan diatas tidak memberikan hasil yang akurat bila di terapkan pada pola aliran actual pada celah. Untuk menghitungnya (sesuai analisis) persamaan tersebut biasanya dikalikan dengan suatu koefisisen yang ditentukan dari hasil percobaan sehingga

Alat pengukuran yang digunakan: Tangki VolumetrikTangki ini sudah diskala dalam liter sehingga mudah menghitung laju alirannya

Meter Hook and PointAtur Hook sehingga ujung menyentuh permukaan set angka nol vernier digaris dengan angka nol skala dan kencangkan ulir B. Pengaturan dilakukan dengan mengatur ulir A sampai mendekati permukaan bebas dan gunakan pengaturan yang halus sampai ujung hook menyentuh permukaan air

III. LANGKAH KERJAIII.1Karakteristik dasar pompaPeralatan UtamaPeralatan utama yang digunakan dalam pengujian adalah Instalasi pengujian multi pump test rig Stop watchPersiapan Percobaan Isi tangki dengan air bersih, pasang sabuk penghantar daya ke pompa yang dikehendaki Hubungkan instalasi pompa dengan suplai listrik utama 220/240V 50/60Hz dengan kabel yang tersedia, operasikan pompa dengan menekan saklar ON Priming terlebih dahulu meter tekanan yang akan digunakan Kalibrasi meter torsi Lakukan penutupan katup keluaran pompa dengan halus dan pembacaan alat ukur menunggu kondisi stabil terlebih dahulu.

Proses Percobaan Siapkan data pengamatan untuk pengujian pompa tertentu Ukur parameter debit (Q), tinggi tekanan (H), putaran (n) dan torsi (T) untuk putaran tertentu Ulangi percobaan di atas untuk putaran yang berbeda seperti yang dibutuhkan Hitung tinggi tekanan total, torsi, daya pompa, daya hidrolik dan efisiensi Gambarkan kurva tinggi tekanan, daya hidrolik, efisiensi terhadap debitIII.2Koefisien debit celah U dan VPeralatan Utama Instalasi pengujian pompa, pompa turbine Celah U dan celah V Meter Hook dan Point gage Stop watchPersiapan Percobaan Pasang pompa turbine Hidupkan pompa dan biarkan air mengisi saluran dan jika air mulai mengalir melewati celah, matikan pompa dan biarkan kelebihan air melewati celah. Ini merupakan level dasar celah Atur vernier Hook point gage pada posisi nolProses Percobaan Operasikan pompa turbin Atur laju aliran (debit) air Ukur debit actual dari tangki volumenterik dengan mengukur jumlah volume air pada tangki dan catat waktu yang diperlukan dengan stop watch Pada waktu yang bersamaan ukur ketinggian air H dan lebar B pada celah

V. PerhitunganVI.1Karakteristik Dasar PompaTabel 1 ( 1000 rpm )No. 1 Daya Hidrolik = .g.H.Q= (996 ) (9,81 )(4 m) (6 x )= 22,74 Watt

Daya Motor = . T= ( ) . 0,9(Nm)= 94,2 Watt Efisiensi =

= x 100%

=24,14 %No. 2 Daya Hidrolik = .g.H.Q= (996 ) (9,81 ) (4,75 m) (3,84 x )= 17,31 Watt

Daya Motor = . T= ( ) . 0,9(Nm)= 94,2Watt Efisiensi =

= x 100%

= 18.37 %No. 3 Daya Hidrolik = .g.H.Q= (996 ) (9,81 ) (4 m) (3,7 x )= 14.039 Watt

Daya Motor = . T= ( ) . 0,95(Nm)= 99,43 Watt Efisiensi = = x 100%

= 12.02%No. 4 Daya Hidrolik = .g.H.Q= (996 ) (9,81 ) (4,25m) (3.12 x )= 12.585 Watt

Daya Motor = . T= ( ) . 1 (Nm)= 104,67Watt Efisiensi = = x 100%=14,78 %

No. 5 Daya Hidrolik = .g.H.Q= (996 ) (9,81 ) (6 m) (2,8 x )= 16,24Watt

Daya Motor = . T= ( ) . 1,05 (Nm)= 109.9 Watt Efisiensi = = x 100%=14.78%

No. 6 Daya Hidrolik = .g.H.Q= (996 ) (9,81 ) (5.25m) (2,9 x )= 14.49 Watt

Daya Motor = . T= ( ) . 1,05 (Nm)= 109,9 Watt Efisiensi = = x 100%= 13,18 %

Penampang Celah V (1000) data 1 dan 21. Diketahui:Ht = 4.1 m Torsi = 0,95 NmQ = 4.1 x 10-4 m3/sDaya masukan (NP) = = = 99,43 WattDaya Hidrolik (NH) = gHQ = 998 x 9,81 x 4.1 x 4.1 x 10-4 = 15,97 WattEfisiensi Pompa ( p) = = = 16,05%2. Diketahui:Ht = 4 m Torsi = 0,85 NmQ = 3.9x 10-4 m3/sDaya masukan (NP) = = = 88,97 WattDaya Hidrolik (NH) = gHQ = 998 x 9,81 x 4 x 3,9x 10-4 = 14,96 WattEfisiensi Pompa ( p) = = = 16,81% Penampang Celah V (1100rpm) data 1 dan 21. Diketahui:Ht = 4,5 m Torsi = 1,05 NmQ = 5,08 x 10-4 m3/sDaya masukan (NP) = = = 120,89WattDaya Hidrolik (NH) = gHQ = 998 x 9,81 x 4,5 x 5,08 x 10-4 = 21,68 WattEfisiensi Pompa ( p) = = = 17,93%

2. Diketahui:Ht = 4,75 m Torsi = 1,08 NmQ = 4.41x 10-4 m3/sDaya masukan (NP) = = = 124,34 WattDaya Hidrolik (NH) = gHQ = 998 x 9,81 x 4,75 x 4,41x 10-4 = 19,85WattEfisiensi Pompa ( p) = = = 14,38%

Penampang Celah V (1200rpm) data 1 dan 21. Diketahui:Ht = 5,8m Torsi = 1,28 NmQ = 4,62 x 10-4 m3/sDaya masukan (NP) = = = 160,768WattDaya Hidrolik (NH) = gHQ = 998 x 9,81 x 5,8 x 4,62 x 10-4 = 25,34 WattEfisiensi Pompa ( p) = = = 15,76%3. Diketahui:Ht = 5,89 m Torsi = 1,28 NmQ = 4,48x 10-4 m3/sDaya masukan (NP) = = = 160,768 WattDaya Hidrolik (NH) = gHQ = 998 x 9,81 x 5,48x 4,48x 10-4 = 24,96 WattEfisiensi Pompa ( p) = = = 14,38%

Contoh Perhitungan Data 1 dan 2 Pada Putaran 1000 Rpm celah u1. actual = 0,0006 B = 5,1 x m ; = 2,4 x m teori= = = 5,49 x Cd = = = 1.093

2. actual = 0,00038 B = 5,1 x m ; = 23,5 x m teori= = = 5,3 x Cd = = = 0,723

Contoh Perhitungan Data 1 dan 3 Pada Putaran 1000 Rpm untuk celah V1. actual = 4,11x = 45 ;3,94 x m

= 7,3 x Cd = = 0,563. actual = 3,61x = 45 ;3,25 x m

= 4,67 x Cd = = 0,803 Contoh Perhitungan Data 1 dan 2 Pada Putaran 1100 Rpm untuk celah V1. actual = 5,08 x = 45 ;4 x m

= 7,6 x Cd = = 0,672. actual = 4,41 x = 45 ;3,95 x m

= 7,3 x Cd = = 0,638 Contoh Perhitungan Data 1 dan 2 Pada Putaran 1200 Rpm untuk celah V1. actual = 4,62 x = 45 ;4,2x m

= 8,5x Cd = = 0,542. actual = 4,48x = 45 ;4,14 x m

= 8,2 x Cd = = 0,543

VI. KURVA KARAKTERISTIK POMPAA. Grafik Head Terhadap Debit

celah V Celah U

B. Grafik Daya Motor Terhadap Debit

Celah V

Celah U

C. Grafik Daya Hidrolik Terhadap Debit Celah V

Celas U

D. Grafik Effisiensi Terhadap Debit Celah V

Celah U

VII. Pembahasan

Pada praktikum UNIT POMPA ini kami melakukan beberapa kali pengambilan data mulai dari putaran 1000 rpm, 1100 rpm, dan 1200 rpm pada penampang celah V dan untuk celah U hanya putaran 1000rpm. Dari masing-masing putaran dan penampang dilakukan pengambilan data di masing-masing putaran dan penampang dilakukan dengan cara mengatur bukaan katup yang berbeda-beda mulai dari bukaan katup kran terbuka penuh sampai tertutup penuh. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan karakteristik pompa dan koefisien celah U dan Celah V sebelum melakukan praktikum terlebih dahulu mengecek jumlah air di penampungan jika kurang maka air tidak akan mengalir oleh karena itu harus di tambah airnya, lalu mengatur atau mengkalibrasi torka meter dengan cara membuka v-belt nya terlebih dahulu.Pompa yang digunakan pada praktikum yang kami lakukan hanya pompa turbin saja karena pompa yang lain mengalami kerusakan pada alat ukurnya (gauge).Selain itu juga kondisi katup kran pompa yang semakin ditutup, pada praktikum ini menyebabkan head-nya semakin besar. Pada saat head semakin besar, daya motor yang dihasilkan semakin besar pula, sedangkan daya hidrolik dan laju alirannya semakin menurun. Hal ini disebabkan karena semakin kran ditutup maka air yang mengalir ke tangki semakin sedikit.Berdasarkan grafik Head terhadap Debit. Menunjukan bahwa semakin tinggi head maka debit air actual semakin rendah. Hal ini terjadi karena untuk mendapatkan head yang tinggi,. Dimana ketika valve dibuka maka head pun semakin tinggi yang berarti delta tekanan di antara masuk dan keluar valve semakin tinggi karena tekanan sebanding dengan head.Berdasarkan grafik daya hidrolik terhadap debit. Menunjukan bahwa semakin tinggi debit air maka daya hidrolik yang dihasilkan semakin besar. Sesuai dengan persamaan Nh=PQ ,Dimana daya hidrolik ini dipengaruhi head dan debit air. Berdasarkan grafik daya pompa terhadap debit. Menunjukan bahwa semakin tinggi debit maka Daya pompa semakin rendah. Hal ini disebabkan karena nilai torka yang semakin tinggi ketika debit semakin rendah.Berdasarkan effisiensi terhadap Debit, menujukan bahwa semakin tinggi debit airnya maka semaking tinggi effisiensi pompanya. Hal ini disebabkan karena selain adanya rugi-rugi yang sebanding dengan debit air (seperti putaran turbin, bentuk sudu-sudunya) tetapi ada juga rugi-rugi head yang memiliki nilai konstan. Sehingga menyebabkan effisiensi tidak konstan untuk tiap-tiap debit yang berbeda. Hal ini menyebabkan effisiensi pompa lebih tinggi ketika debit air semakin tinggi Selain itu,Q actual jauh lebih kecil dari Q teori. Hal ini disebabkan oleh kebocoran air yang terjadi pada katup kran pompa. Kebocoran ini pula berdampak pada hasil effisiensi pompa. Sehingga effisiensi maksimal pompa pada praktikum ini kecil.

VIII. KesimpulanDapat disimpulkan bahwa debit air berbanding terbalik Head dan Daya Pompa, dan sebanding dengan daya hidrolik dan effisiensi.Berdasarkan hasil praktikum UNIT POMPA dan dari grafik dapat disimpulkan bahwa : Effisiensi dari pompa kecil Semakin nilai torsi dinaikan maka laju alirannya akan semakin berkurang. Semakin katup kran pompa ditutup maka air yang mengalir ke tangki semakin sedikit. Semakin sedikitnya air yang mengalir ke tangki menyebabkan head akan semakin besar. Jika head semakin besar, maka daya motor yang dihasilkan akan semakin besar, sedangkan daya hidrolik dan laju alirannya akan semakin menurun.

XI. DAFTAR PUSTAKAMaridjo ,Drs. Petunjuk Praktikum Mesin Konveri. Bandung: Pusat Pengembangan Politeknik, 1995