LAPORAN AKHIR

PERANCANGAN POMPA HIDRAM

DI DESA BANYUSOCA, PLAYEN, GUNUNGKIDUL

Oleh:

PT. HIDRAM JAYA LESTARI

PROGRAM STUDI FISIKA TEKNIK

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2011

DAFTAR ANGGOTA KELOMPOK:

1. Mursid Lafaliana N. 34135

2. Rendra Wahyudityo 33949

3. Aditya Muhtadi 33979

4. Arief Ja’far 34272

5. Aulia Wintoro P. 33652

6. Ainur Rofiq F. 34098

7. Eli Kumolosari 34613

8. Arni Fadhilla P. 33989

9. Arief Setyajati 34043

10. Usludin Ghoni 34222

11. Veven Supraba W. 33930

12. Lasimun 33963

13. Anash Hardhika 33996

14. Muhammad Sobri 34544

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Air merupakan sumber daya alam yang sangat penting dan mutlak diperlukan

untuk kehidupan manusia mulai dari kebutuhan sehari-hari (mandi, mencuci, minum,

dsb), industri, irigasi, peternakan, pertanian, PLTA, pariwisata, dan lain-lain. Keberadaan

serta distribusi air di setiap wilayah tentu saja tidak sama karena dipengaruhi oleh

perbedaan kondisi geografis tiap wilayah. Kondisi lingkungan fisik yang berbeda

menyebabkan proses hidrologi yang berbeda yang selanjutnya menyebabkan perbedaan

sumber daya air yang tersedia di suatu daerah. Potensi ketersediaan air dapat dibedakan

menjadi dua yaitu ketersediaan air permukaan (ketersediaan air hujan dan air sungai) dan

ketersediaan air tanah (relatif lebih sulit diprediksi).

Air juga memiliki multi dimensi ketersediaan, baik terhadap waktu (musim

kemarau atau musim penghujan) maupun terhadap ruang, dalam kaitannya dengan

kuantitas dan kualitas mutu air. Oleh karena itu perlu adanya suatu manajemen air secara

terpadu. Dalam manajemen air tersebut perlu dilakukan kajian keseimbangan antara

potensi ketersediaan dan kebutuhan air.

Di Indonesia sendiri, air masih menjadi salah satu permasalahan di beberapa

daerah yang tentu saja harus sesegera mungkin diselesaikan, karena menyangkut kualitas

hidup banyak orang. Padahal Indonesia memiliki potensi air yang luar biasa besar.

Beberapa daerah yang secara geografis berada di dataran tinggi cenderung lebih banyak

memiliki masalah mengenai minimnya ketersediaan air tersebut. Untuk mendapatkan air

mereka menggunakan berbagai macam cara antara lain sistem tadah hujan, pengangkatan

air dengan pompa, pengangkatan air dengan hidram, dsb.

Pompa hidram adalah suatu alat yang digunakan untuk memompa dengan cara

menaikkan air dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi dengan hasil

guna tinggi dimana mampu mengalirkan air terus menerus. Prinsip kerjanya adalah

pemanfaatan tekanan air yang jatuh. Pompa ini bekerja tanpa membutuhkan bahan bakar

maupun listrik Oleh karena itu pompa ini cocok diaplikasikan di desa yang

membutuhkan air, di mana daya beli masyarakat akan bahan bakar rendah. Selain itu,

pembuatan dan perawatan pompa ini sederhana dan suku cadangnya juga mudah

diperoleh, sehingga cocok untuk daerah yang tingkat kemampuan teknis masyarakatnya

terbatas.

Di Kabupaten Gunungkidul, Daerah Istimewa Yogyakarta, beberapa daerah masih

mengalami kesulitan air. Salah satu dusun yang mengalami masalah tersebut, namun di

sisi lain memiliki potensi air yang cocok untuk dibangun pompa hidram adalah Dusun

Mangguro, Desa Banyusoca, Kecamatan Playen. Sumber air yang ada, yang terletak di

Dusun Klepu memiliki syarat yang memenuhi untuk dibangun hidram, mulai dari debit,

ketinggian, dsb. Berdasarkan hal tersebut dirancanglah suatu sistem pompa hidram di

daerah tersebut.

B. TUJUAN

Tujuan dari perancangan pompa hidram ini adalah

1. Mengetahui prinsip kerja pompa hidram dan manfaatnya.

2. Mengetahui syarat air yang bisa dimanfaatkan untuk pembangunan hidram.

3. Mengetahui cara merancang sistem hidram yang baik.

4. Bisa menjadi referensi untuk eksekusi pembuatan hidram di daerah bersangkutan.

C. MANFAAT

1. Mahasiswa mendapat pengetahuan secara riil mengenai pompa hidram, baik prinsip

kerja, syarat air, dsb.

2. Mahasiswa mendapat pengalaman merancang sistem hidram untuk diaplikasikan di

daerah yang nyata.

3. Mahasiswa mendapat pengalaman pengukuran riil di lapangan.

4. Hasil rancangan bisa dijadikan bahan acuan untuk pembangunan hidram di daerah

bersangkutan jika dinyatakan layak.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. POMPA HIDRAM

Pompa hidram atau singkatan dari hidraulik ram berasal dari kata hidro = air

(cairan), ram = tekanan, hantaman atau pukulan. Jadi pompa hidram adalah sebuah

pompa yang energi atau tenaga penggeraknya berasal dari tekanan atau hantaman air

yang masuk ke dalam pompa melalui pipa dan harus berjalan secara kontinu atau terus-

menerus (Suyitno, 2008). Dalam operasinya, pompa ini tidak memerlukan bahan bakar,

biaya operasinya murah, tidak memerlukan pelumasan, dan perawatannya sederhana.

Prinsip kerja pompa ini adalah memanfaatkan water hammer (palu air) yang terjadi

akibat proses perubahan energi kinetik aliran air menjadi tekanan dinamik. Pompa ini

terdiri dari pipa pemasukan, pipa pengantar, katup limbah, katup pengantar, katup udara,

dan ruang udara.

Cara kerja pompa hidram adalah sebagai berikut:

Air mengalir dari sumber air (3) melalui saringan (4) dan drive pipe (2) kedalam rumah

pompa (5). Sebagian air terbuang keluar melalui waste valve (1) sampai air memenuhi

rumah pompa (5) . Ketika rumah pompa sudah penuh dengan air dan air mampu

mendorong waste valve hingga menutup, maka air masuk kedalam air chamber (7)

melalui delivery valve (6). Ketika ketinggian air didalam air chamber lebih tinggi dari

kedudukan check valve (9), maka udara yang berada didalam air chamber tertekan

sehingga menimbulkan “Water hammer efect” dan menekan air kebawah sehingga

delivery valve tertutup dan air terdorong keluar melalui check valve (9) dan delivery pipe

(8). Sementara itu didalam rumah pompa (5) waste valve (1) membuka kembali akibat

berat dari valve itu sendiri, sehingga sebagian air didalam rumah pompa (5) terbuang

keluar melalui waste valve (1) dan air mengalir kembali dari sumber air (3) kedalam

rumah pompa (5) sampai akhirnya mampu mendorong kembali waste valve (1) sehingga

tertutup lagi dan air masuk kedalam air chamber (7). Demikian siklus tersebut terjadi

berulang-ulang sehingga terjadi proses pemompaan dari sumber air ketempat yang lebih

tinggi dari sumber air tersebut.

Berikut ini adalah gambaran instalasi pompa hidram yang diambil dari jurnal ilmiah

Fennani Arpan, 2002:

Prinsip-prinsip yang digunakan dalam merancang pipa masukan hidram antara lain:

• Menghitung debit air pemasukan

Untuk menjaga kestabilan debit air input hidram digunakan bak penampung,

sehingga kecepatan air yang keluar dari bak penampung dapat menggunakan rumus

� = �2 � ℎ, di mana v = kecepatan air (m/s), g = percepatan gravitasi (10 m/�),

dan h = ketinggian air pada bak penampung (meter)

Perhitungan besar debit air masukan hidram adalah

Q=A.v, di mana A=luas penampang pipa () dan v=kecepatan air

• Menghitung debit air pengeluaran

Perhitungan debit air pengeluaran dapat menggunakan rumus

� �� = �� × ������ × �

��

Di mana

� �� = debit air keluaran yang dibutuhkan untuk mencukupi kebutuhan

warga

�� = tinggi jatuh vertikal

������ = debit sumber air yang masuk ke pompa

�� = tinggi angkat vertikal

� = efisiensi hidram

Parameter kelayakan pemanfaatan sistem hidram:

• Belum ada pelayanan air bersih

• Sumber air bersih yang ada sulit dijangkau karena kondisinya terletak pada

kecuraman

• Tidak ada alternatif air bersih lain

• Jumlah minimum air baku yang diperlukan mencukupi (kontinu) untuk memberikan

tenaga pada pompa

• Sumber air baku terletak pada ketinggian

• Letak pompa tidak pada daerah banjir

• Daya angkat hidram 15 kali tinggi jatuh vertikal air baku

• Kualitas debit air minimal 0,3 liter/detik

• Debit air baku harus kontinu pada musim kemarau

B. AIR DI GUNUNGKIDUL

Kabupaten Gunung Kidul adalah sebuah kabupaten di Provinsi Daerah Istimewa

Yogyakarta, Indonesia. Ibukotanya adalah Wonosari. Kabupaten ini berbatasan dengan

Provinsi Jawa Tengah di utara dan timur, Samudra Hindia di selatan, serta Kabupaten

Bantul dan Kabupaten Sleman di barat. Kabupaten Gunung Kidul terdiri atas 18

kecamatan, yang dibagi lagi atas sejumlah desa dan kelurahan. Pusat pemerintahan di

Kecamatan Wonosari. Sebagian besar wilayah kabupaten ini berupa perbukitan dan

pegunungan kapur, yakni bagian dari Pegunungan Sewu. Sebagian wilayah Gunung

Kidul merupakan daerah tandus, dimana pada musim kemarau sering terjadi bencana

kekeringan.

Kecamatan-kecamatan yang ada di Kabupaten Gunungkidul:

• Gedangsari

• Girisubo

• Karangmojo

• Ngawen

• Nglipar

• Paliyan

• Panggang

• Patuk

• Playen

• Ponjong

• Purwosari

• Rongkop

• Saptosari

• Semanu

• Semin

• Tanjungsari

• Tepus

• Wonosari

Untuk masalah air, tanah Gunungkidul selatan yang gamping memaksa warga

memeras keringat demi air bersih. Di wilayah tersebut, air hujan tidak bisa menggenang.

Air hanya mengalir di perut bumi, tetapi bisa ditemukan dalam lorong-lorong gua.

Kawasan bagian selatan dikenal sebagai perbukitan karst, bagian dari Pegunungan

Karst Gunungsewu yang membujur di selatan Jawa. Dahulu Gunungkidul terutama

wilayah selatannya adalah dasar laut. Proses teknonik jutaan tahun membuat dasar laut

itu terangkat, tenggelam, dan kemudian kembali terangkat ke permukaan seperti

sekarang. Alhasil, permukaan kawasan itu disusun oleh karang yang terbatukan menjadi

gamping.

Di selatan saat musim penghujan, masyarakat berusaha memanen hujan dengan

bak-bak penampungan. Saat kemarau mendera, berbagai bentuk perburuan air pun

dimulai. Dengan berjalan kaki atau bersepeda motor, warga tanah kapur akan pergi

mencari gua-gua tempat mengalirnya sungai-sungai bawah tanah, sumur-sumur dalam

yang masih basah, atau kubangan-kubangan yang tetap menyisakan air.

Dari data yang ada, sedikitnya 11 kecamatan dari 18 kecamatan yang ada di

Gunung Kidul selalu mengalami krisis air bersih tahunan sepanjang musim kemarau.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. BAHAN PERANCANGAN

Dalam perancangan ini, data-data yang dibutuhkan adalah

1. Data ketinggian sumber air (dari permukaan laut).

2. Data ketinggian lokasi bak penampung yang direncanakan (dari permukaan laut).

3. Data ketinggian lokasi pompa hidram yang direncanakan (dari permukaan laut).

4. Data ketinggian lokasi tujuan (dari permukaan laut).

5. Data debit mata air.

6. Data jumlah kk di lokasi tujuan.

B. ALAT PENGUKURAN DAN PERANCANGAN

Alat-alat yang dibutuhkan dalam pengukuran dan perancangan adalah

1. Peralatan tulis (kertas, pensil, penghapus, penggaris)

2. PC / laptop

3. Software Corel Draw X4

4. Digital Camera

5. GPS

6. Benang, stereofoam, meteran

7. Stopwatch

C. PROSEDUR PERANCANGAN

1. Mencari referensi-referensi mengenai pompa hidram (definisi, fungsi, prinsip kerja,

syarat, material yang digunakan, dsb).

2. Menentukan lokasi perancangan hidram.

3. Survey lokasi sumber air, lokasi rencana pemasangan hidram, dan lokasi tujuan

hidram.

4. Mengambil data-data yang diperlukan dalam perancangan.

5. Melakukan survey referensi.

6. Melakukan perancangan.

BAB IV

DATA DAN PEMBAHASAN

A. DATA-DATA YANG DIPEROLEH DI LAPANGAN

Lokasi-lokasi

• Lokasi sumber air: Dusun Klepu, Desa Banyusoca, Playen, Gunungkidul

• Rencana lokasi pemasangan pompa hidram: Dusun Klepu, Desa Banyusoca, Playen,

Gunungkidul

• Lokasi tujuan / sasaran pengangkatan air: Dusun Mangguro, Desa Banyusoca, Playen,

Gunungkidul

Jumlah kk: 87 kk (786 jiwa)

Data ketinggian

Lokasi Tinggi (mdpl) Daerah aliran mata air 143 Lokasi bak penampung 140 Lokasi pemasangan pompa hidram 110 Lokasi tujuan 160

Sudut kemiringan lokasi pompa hidram: ±320

Debit aliran mata air: Qin=1324 l/s

Hari 1

Lokasi Debit terukur (l/s)

1 2 3 4 5 (DAS) 143 mdpl 1.301 1.321 1.314 1.312 1.311

Hari 2

Lokasi Debit terukur (l/s)

1 2 3 4 5 (DAS) 143 mdpl 1.345 1.355 1.323 1.321 1.333

Pengukuran debit mata air dilakukan dalam waktu dua hari pada minggu yang berbeda

dan 5 kali pengukuran di tiap titik di 4 Daerah Aliran Mata Air dengan variasi

ketinggian, dimulai dari hulu (sumber mata air) dengan ketinggian 179 mdpl, daerah

aliran di ketinggian 160 mdpl, 155 mdpl, 143 mdpl. Dari pengukuran di tiap lokasi kami

kemudian merata-ratakan nilai debit yang terukur.

B. PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN

1. Bak Penampung Input Hidram

Lokasi bak penampung terletak pada ketinggian 140 mdpl dengan Set Point level air

adalah 1,5 meter, sehingga perkiraan ukuran dari bak penampung adalah 2x2x2 �.

Bagian-bagian dari bak penampung antara lain:

• Pengontrol Debit (sekat pipa)

Debit sungai pada ketinggian 143 mdpl adalah sebesar 1.28 ��/s, atau sebesar

1280 L/s dengan rincian sebagai berikut

� Lebar sungai : ± 2 meter

� Tinggi muka air : ± 0,8 meter

� Kecepatan aliran : ± 0,82 m/s

Sehingga debit sungai terukur sebesar

Q= 2 m.0,8 m.0,82 m/s= 1,312 �/s = 1.312 L/s

Untuk menjaga level air pada bak penampung sesuai dengan set point yang telah

di tentukan (level air bak 1,5 m) maka diperlukan adanya sekat pipa pengatur

yang berfungsi untuk mengatur debit air saluran masuk bak dan level air pada

bak. Hal ini dikarenakan oleh adanya fluktuasi debit air sungai yang pasti terjadi

dalam kurun waktu satu tahun. Sekat pipa dikendalikan secara manual oleh

seorang operator/petugas jaga. Pada sekat pipa sebaiknya dipasang indikator

level air pada bak, sehingga aktifitas penkontrolan level air menjadi lebih

mudah

• Saluran Masukan Bak

Saluran masukan bak sangat berperan untuk menjaga level air sesuai dengan set

pointnya bentuknya dapat terbuat dari beton atau pipa. Pertimbangan dimensi

saluran masukan bak,menggunakan prinsip sebagai berikut

Q.input bak = Q output bak

dimana Q output bak = Q masukan hidram yaitu 44,3 L/s sehingga Q masukan

bak juga harus di usahakan sebesar 44,3 L/s.

Diketahui bahwa kecepatan aliran sungai adalah sebesar ± 0,82 m/s, sedangkan

debit yang ingin dicapai adalah sebesar 44,3 L/s=0,443 �/s, sehingga luas

permukaan aliran harus sebesar Q/v = �,��� ��/ �,!� "/

=0,5402 ��=54.02 #��

Dari hasil tersebut,maka kita dapat memilih pipa yang memilki luas penampang

mendekati 54.02 $. Untuk saluran masukan bak ini, kita gunakan pipa

dengan ukuran diameter 4,14 cm idealnya namun bias juga memakai pipa

dengan ukuran 2 inchi sehingga luas aliran menjadi sebesar 81,03 $.

Pemakaian pipa dengan ukuran 2 inchi akan berpengaruh pada kenaikan debit.

Akibatnya Q.input bak ≠Q output bak

Untuk menjaga atau menurunkan debit agar Q.input bak = Q output bak maka

digunakan sekat pipa sebagai pengontrol debit masukan bak. Selain memakai

sekat pipa sebagai pengontrol debit,pipa masukan bak harus memakai filter,

filter tersebut dapat dipasang pada sungai tepatnya di area sekitar inlet saluran

masukan bak. Sedangkan panjang dari saluran masukan sendiri adalah ± �

meter.

• Badan Bak

Dimensi badan bak yang dipakai dalah 2x2x2 ��,sehingga volume bak

penampung adalah sebesar 8 ��.Volume bak dengan ukuran ini dirasa cukup

aman untuk menampung 6 � air yang terjaga tetap,karena level air dijaga tetap

sebesar 1,5 meter sehingga volume air ditampung adalah 2x2x1,5 �= 6 �.

2. Pipa Masukan dan Keluaran Hidram

Pertimbangan yang digunakan dalam merancang pipa masukan hidram antara lain:

• Menghitung debit air pemasukan

Untuk menjaga kestabilan debit air input hidram digunakan bak

penampung,sehingga kecepatan air yang keluar dari bak penampung dapat

menggunakan rumus � = �2 � ℎ,dimana v = kecepatan air(m/s),g = percepatan

gravitasi (10 m/�),dan h = ketinggian air pada bak penampung(meter),dengan

asumsi level air pada bak dijaga tetap setinggi 1,5 m maka didapatkan

� = �2.10. 1,5 = 5,47 m/s

Perhitungan besar debit air masukan hidram adalah

Q=A.v

Dimana A=luas penampang pipa () dan v=kecepatan air,pipa masukan

hidram yang dipakai adalah pipa dengan diameter 4 inchi atau dengan jari-jari

sebesar 2 inchi

sehingga debit masukan hidram adalah sebesar:

Q=3,14x(2x0,0254)x5,47

Q=0,0443 �/s atau sama dengan 44,3 L/s .

• Menghitung debit air pengeluaran

Perhitungan debit air pengeluaran,dapat menggunakan rumus dibawah ini:

� �� = �� × ������ × �

��

Dimana

� �� = debit air keluaran yang dibutuhkan untuk mencukupi kebutuhan

warga

�� = tinggi jatuh vertikal

������ = debit sumber air yang masuk ke pompa

�� = tinggi angkat vertikal

� = efisiensi hidram

Jika kita menggunakan nilai efisiensi sebesar 0,5, maka Qout yang didapatkan

adalah sebesar

� �� = �� � × ��, � -/. × �, /

/� �

Q out = 13,29 L/s

Dengan menggunakan data jumlah warga di lokasi tujuan dan berdasarkan data

yang diberikan oleh Puslitbang Permukiman 2001 tentang petunjuk teknis

pemakaian hidram untuk pemukiman,maka untuk lokasi tujuan yang memiliki

populasi sebanyak ± 386 jiwa,target debit output dari hidram yang kami

rancang (liter/hari) adalah sebesar 90.000 Liter/hari = 1,042 L/s secara

kesluruhan atau sama dengan 114,504 Liter/hari untuk tiap orangnya atau sama

dengan 1,325 x 100� L/s untuk tiap orangnya.

Jika kita membandingkan antara permintaan pemenuhan air dengan Q out yang

dihasilkan berdasarkan perhitungan matematik maka kebutuhan sebesar 1,042

L/s jelas telah terpenuhi dengan asumsi efisiensi hiram yang dipakai adalah 0,5.

Berdasarkan hasil analisis tentang hubungan diameter pipa penghantar pada

hidram dengan efisiensi 0,5-0,6 terhadap debit air pengeluaran pompa yang

dilakukan Puslitbang Permukiman 2001, maka dengan memakai pipa

pengeluaran sebesar 2 inchi, kita diprediksi mampu mendapatkan kuantitas

debit pengeluaran sebear 90.000 L/s.

• Pertimbangan lokasi hidram

Pertimbangan lokasi hidram, didasari oleh beberapa hal antara lain:

� Debit sungai yang dipakai

� Kecuraman medan dan perbandingan dimensi pipa masukan hidram.

Kecuraman lokasi sangat berpengaruh terhadap kesuksesan instalasi sistem

pompa hidram. Aturan yang dipenuhi,untuk menghindari kegagalan

instalasi adalah

Berdasarkan aturan instalasi tersebut,maka kita harus mengukur kedua

parameter teknis yang ada.

a. Parameter kecuraman

Berdasarkan data survey,lereng dimana tempat hidram akan dipasang

memilki kemiringan ± 322 sehingga dengan asumsi kemiringan lereng 322

dan lereng dianggap cukup rata,kita dapat mengetahui panjang pipa

masukan hidram dengan rumus sinus, yaitu:

Sin ���= �- = �� �

-

0.551 = 30 m/L

L = 54,46 m

Dari hasil tersebut maka parameter L/H = 3-7 tidak terpenuhi atau dengan

kata lain lokasi terlalu curam dan instalasi hidram tidak layak.

-�

= /�,�3 �

�� � = 1.81

Untuk menyiasati hal tersebut, agar hidram dapat dipasang (parameter

teknis terpenuhi hal yang dapat kita lakukan adalah menggeser letak pompa

hidram pada ketinggian yang sama (110 mdpl) beberapa meter agar panjang

pipa masukan semakin bertambah,nilai L membesar. Berdasarkan

persamaan parameter teknis,untuk H = 30 m nilai L yang dibutuhkan agar

L/H minimal mencapai 3 adalah 90 m, namun dalam perancangan kali ini

kami mengambil nilai L pipa masukan hidram sebesar 95 m. Rekayasa

posisi yang dilakukan dapat digambarkan sebagai berikut (tampak atas):

54,46 m 95 m

54,46 m

4

X

Nilai x adalah jarak pergeseran pompa hidram yang dibutuhkan.Nilai x

dapat diketahui menggunakan aturan sinus dan cosinus,yaitu:

Arc sin 54,46/95 = 4

4 = ��, 56�

# . 4 = x/95 m

7 = 77,84 m

Jadi lokasi pompa harus digeser sebesar 77,84 m ke arah kanan pada

ketinggian yang sama untuk memenuhi parameter teknis kecuraman.

Sedangkan untuk perbandingan panjang dengan diameter L/D:

89 :;2,;< = ;2>? :

= 935,039

Berdasarkan hasil tersebut maka parameter teknis yang kedua telah

terpenuhi.

3. Bak Penampung Output Hidram

Dimensi bak penampung di lokasi tujuan hidram yang kami desain adalah :

Panjang : 3 m

Lebar : 3 m

Tinggi : 3 m

Sehingga voume dan daya tampung adalah sebesar 9 � yang selanjutnya akan di

distribusikan ke rumah-rumah warga.

GAMBAR HIDRAM

Bagian Hidram

1. Ruang Udara

Ruang udara merupakan tempat udara tersimpan dimana udara ini akan menghambat air

sehingga air dapat keluar melaui lubang keluaran untuk kemudian bergerak menuju pipa

keluaran yang akan menghantarkan air menuju tempat tujuan. Ruang udara harus dibuat

sebesar mungkin karena berfungsi untuk memampatkan udara dan menahan tekanan dari

siklus ram yang memungkinkan aliran air secara tetap melaui pipa pengantar dan

kehilangan tenaga karena gesekan diperkecil. Udara yang tersimpan dalam ruang udara

diisap perlahan-lahan oleh turbulensi air yang masuk melalui katup pengantar. Udara ini

harus diganti dengan udara yang baru melalui katup udara.

2. Reducer Pipa

Reducer pipa berfungsi untuk menggabungkan pipa-pipa dengan diameter yang berbeda,

bias dari pipa yang diameter besar ke pipa yang berdiameter kecil atau sebaliknya.

3. Double Niple

Dobel niple ini berfungsi untuk menyambungkan tiap bagian.

4. Sambungan T

Sambungan T berguna untuk menggabungkan tabung udara dengan check valve dan

daerah keluaran.

5. Katup Pengantar

Katup pengantar harus mempunyai lubang yang besar sehingga memungkinkan air yang

dipompa memasuki ruang udara tanpa hambatan pada aliran. Katup ini dapat dibuat

dengan bentuk yang sederhana yang dinamakan katup searah (non-return). Katup ini

dibuat dari karet kaku dan bekerja seperti pada katup kerdam.

6. Belokan (Elbow)

Belokan (elbow) berguna untuk menggabungkan antara percabangan pertama dengan

check valve.

7. Pemberat/tangkai katup/batang kendali

Pemberat/batang kendali merupakan batang yang sudah terdapat dalam check valve itu

sendiri dimana batang ini berfungsi untuk menjaga air untuk tetap masuk dan tidak

keluar dari bagian tabung udara sehingga air dapat dialirkan menuju bagian keluaran.

8. Saluran Katup Limbah

Saluran katup limbah berguna untuk menyalurkan air yang terbuang sebagai konsekuensi

tekanan pada hidram.

9. Penyanggah Katup

Penyanggah katup berfungsi untuk menjaga tangkai katup tidak goyang.

10. Plat Katup Limbah

Plat katup limbah berfungsi untuk menyanggah katup agar naik dan turun pada range

tertentu.

11. Katup Limbah

Katup ini berfungsi sebagai pompa air, sehingga harus dirancang sedemikian rupa agar

berat dan gerakannya dapat disesuaikan. Katup limbah dengan tegangan yang berat dan

jarak lubang katup yang cukup jauh memungkinkan kecepatan aliran air dalam pipa

pemasukan lebih besar, sehingga pada saat katup menutup terjadi energi tekan yang

besar dan menimbulkan efek palu palu air. Sedangkan katup limbah yang ringan dan

gerakannya pendek akan memberikan pukulan atau denyutan yang lebih cepat dan

menyebabkan hasil pompa yang lebih besar pada tinggi pemompaan yang rendah.

12. Sambungan T

Sambungan T untuk menggabungkan daerah masukkan dengan waste valve dan belokan

900.

13. Pipa Masukan

Pipa ini berfungsi untuk mengalirkan air dari sumber air atau tangki pemasukan ke

pompa hidram.

14. 15. 16. Water Mur

Water mur berguna untuk menyambungkan pipa dengan hidram.

C. MATERIAL YANG DIGUNAKAN

1. Pipa Masukan

Di sini kami memilih baja sebagai material pipa masukan hydram yang kami

rancang. Baja sendiri merupakan paduan besi dan karbon(Fe-C). Selain itu ada

beberapa unsur lain akan tetapi jumlahnya dibatasi, seperti sulfur(S), Fosfor(P),

Silikon(Si), dan lain-lain.

Menurut kandungan karbonnya, baja dapat diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu:

a. Baja karbon rendah (low carbon steel) � machine, machinery dan mild steel

Yakni baja yang memiliki komposisi massa karbon kurang dari 0,25% dari

massa baja. Mikrostrukturnya terdiri dari ferrite dan pearlite sehingga Baja

Karbon Rendah ini lunak. Akan tetapi memiliki ductility yang baik, tidak

mudah patah. Sehingga mudah ditempa. Pada kondisi lingkungan standard,

bahan ini tahan terhadap korosi.

b. Baja karbon menengah (medium carbon steel)

Merupakan baja yang memiliki komposisi massa karbon antara 0,25 % sampai

0,60 % dari massa baja. Dalam prosesnya dilakukan austenitizing, quenching,

lalu kemudian tempering. Hal ini untuk mendapatkan sifat mekanik yang

baik(ductility, toughness, strengthness, dan lain-lain). Dengan menambahakan

chromium, nickel, dan molybdenum dapat menaikkan strength-ductility.

Kekuatan dari baja karbon menengah ini lebih tinggi daripada baja karbon

rendah. Akan tetapi dutility lebih rendah sehingga lebih sulit untuk ditempa.

c. Baja karbon tinggi (high carbon steel) � tool steel

Kandungan massa karbonnnya antara 0,60 % sampai 1,40 % dari massa baja.

Golongan baja ini memiliki sifat sulit dibengkokkan, dilas dan dipotong.

Untuk material pipa masukan dari Hidram yang kami rancang kami memilih Baja

Karbon Medium atau Medium Carbon Steel, dengan pertimbangan berikut ini:

1) Tahan tekanan

Tekanan yang dimaksud adalah tekanan air yang melewati pipa masukan.

Seperti yang kita tahu bahwa air dalam pipa masukan mengalir dari tepat yang

tinggi ke tempat yang rendah.

2) Tahan korosi

Diperlukan bahan yang tidak mudah terkorosi karena pipa masukan ini kontak

langsung dengan air. Pada bagian luar pipa yang terhubung dengan lingkungan

luar kemungkinan korosi juga tinggi. Untuk itu diperlukan pelapisan.

Kemungkinan korosi tersebut bisa diakibatkan oleh uadara yang lembab

ataupun air hujan yang kita tahu sangat mudah mengakibatkan korosi.

3) Tidak mudah patah

Dengan sifat ductility dan toughness yang dimiliki oleh baja karbon sedang

maka menurut kami pipa masukan yang kami rancang nantinya tidak mudah

patah bila terkena beban atau goncangan. Goncangan yang mungkin terjadi

seperti gempa bumi.

2. Pipa Keluaran

Pipa keluaran dari hidram yang kami rancang terbuat dari PVC(Polivinil

Chlorida). Dengan pertimbangan PVC relatif murah, tahan lama, dan mudah

dirangkai. PVC bisa dibuat lebih elastis dan fleksibel dengan menambahkan

plasticizer, umumnya ftalat. Selain itu PVC sebagai polimer tidak akan mengalami

korosi walaupun kontak langsung dengan air.

Pada umumnya proses produksi pada PVC yang dipakai adalah polimerisasi

suspensi. Pada proses ini, monomer vinil klorida dan air diintroduksi ke reaktor

polimerisasi dan inisiator polimerisasi, bersama bahan kimia tambahan untuk

menginisiasi reaksi. Kandungan pada wadah reaksi terus-menerus dicampur untuk

mempertahankan suspensi dan memastikan keseragaman ukuran partikel resin PVC.

Reaksinya adalah eksotermik, dan membutuhkan mekanisme pendinginan untuk

mempertahankan reaktor pada temperatur yang dibutuhkan. Karena volume

berkontraksi selama reaksi (PVC lebih padat dari pada monomer vinil klorida), air

secara kontinu ditambah ke campuran untuk mempertahankan suspensi.

Ketika reaksi sudah selesai, hasilnya, cairan PVC, harus dipisahkan dari

kelebihan monomer vinil klorida yang akan dipakai lagi untuk reaksi berikutnya.

Lalu cairan PVC yang sudah jadi akan disentrifugasi untuk memisahkan kelebihan

air. Cairan lalu dikeringkan dengan udara panas dan dihasilkan butiran PVC. Pada

operasi normal, kelebihan monomer vinil klorida pada PVC hanya sebesar kurang

dari 1 PPM.

Proses produksi lainnya, seperti suspensi mikro dan polimerisasi emulsi,

menghasilkan PVC dengan butiran yang berukuran lebih kecil, dengan sedikit

perbedaan sifat dan juga perbedaan aplikasinya. Produk proses polimerisasi adalah

PVC murni. Sebelum PVC menjadi produk akhir, biasanya membutuhkan konversi

dengan menambahkan heat stabilizer, UV stabilizer, pelumas, plasticizer, bahan

penolong proses, pengatur termal, pengisi, bahan penahan api, biosida, bahan

pengembang, dan pigmen pilihan.

3. Katup

Katup pembuangan terdiri dari beberapa komponen:

1) Tangkai katup

Bagian ini terbuat dari besi.

2) Karet katup

Merupakan potongan karet ban. Ini berfungsi meredam benturan antara

pemberat dengan dasar katup.

3) Pemberat

Terbuat dari besi.

4) Dasar katup

5) Mur penjepit

Materialnya dari besi. Seperti yang ada di pasaran pada umunya.

Katup Pengantar:

Terdiri dari sambungan pipa yang ditutup plat baja lunak berbentuk lingkaran sesuai

bentuk pipa. Plat baja dilubangi beberapa bagian dan diatasnya diletakkan karet kaku

dengan bentuk lingkaran yang sama dengan plat baja lunak.

4. Badan RAM

Berdasarkan gambar di atas, badan RAM secara garis besar terdiri dari elbow dan T-

junction yang keduanya terbuat dari besi cor. Untuk menghubungkan keduanya

adalah dengan proses pengelasan.

5. Tabung Udara

Tabung udara di sini materialnya juga merupakan besi cor. Untuk menghubungkan

tabung udara dan badan RAM digunkan mur. Bukan pengelasan.

6. Dudukan Hidram

Ini terdiri dari besi(cor) siku yang dilas

7. Mur dan Baut pada Sambungan

Materialnya dari besi. Seperti yang ada di pasaran pada umunya.

Besi Cor (Cast Iron)

Merupakan paduan logam antara Besi(Fe) dan Karbon(C) dengan komposisi massa

karbon 2,14 %. Biasanya kandungan massa karbon dan campuran unsur lainnya antara

3,00 % sampai 4,50 %. Sedangkan titik lebur dari Besi Cor ini mencapai 11500 C –

13000C. Ini lebih rendah dari titik lebur baja. Sehingga lebih mudah di lelehkan untuk

kemudian dicetak.

Fe3C(cementite) � 3Fe(α) + C(graphite)

Di atas adalah persamaan equilibrium Besi Cor. Karena adanya grafit ini maka besi cor

mempunyai sifat kurang kuat dan rapuh.

Ada beberapa jenis besi cor yang umum dikenal. Yaitu gray cast iron,

nodular/ductile iron, white iron, dan malleable iron.

BAB V

KESIMPULAN

1. Prinsip kerja hidram: perubahan energi kinetis aliran air menjadi tekanan dinamik

akibatnya menimbulkan palu air sehingga terjadi tekanan tinggi dalam pipa.

2. Sember air yang terletak di Dusun Klepu, Desa Banyusoca, Playen, Gunungkidul layak

dibangun hidram dengan tujuan Dusun Mangguro, Desa Banyusoca, Playen,

Gunungkidul.

DAFTAR PUSTAKA

1. Wibowo, Bambang T. 2006. PENGARUH TEMPER DENGAN QUENCHING MEDIA PENDINGIN OLI MESRAN SAE 40 TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANISBAJA ST 60. Pendidikan Teknik Mesin S1 Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang, Semarang.

2. http://yogoz.wordpress.com/2011/05/15/pengaruh-campuran-unsur-kimia-pada-baja/ 3. William D. Callister, Jr. Materials Science and Engineering an Introduction 6th

edition. Department of Metallurgical Engineering, University of Utah. Penerbit: John Wiley & Sons, Inc. Copy tahun 2003

4. http://berita.kapanlagi.com/tekno/krisis-air-gunungkidul-mampu-diatasi-dengan-teknologi_print.html

5. http://harisistanto.wordpress.com/2010/07/08/hydraulic-ram-pump-pompa-hydram/ 6. http://isjd.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/212085766.pdf 7. faizal.web.id 8. http://www.rullysyumanda.org/environment/768-air-gunungkidul.html 9. http://regional.kompas.com/read/2011/05/31/10045361/Gunung.Kidul.Mulai.Krisis.A

ir.Bersih 10. Hanafie, Jahja. De Longh, Hans. 1979. Teknologi Pompa Hidraulik Ram. Pusat

Teknologi Pembangunan Institut Teknologi Bandung, Bandung.

LAMPIRAN