Bismillah Laporan TA-121711020

7/26/2019 Bismillah Laporan TA-121711020

1/74

i

PEMBUATAN DAN PENGUJIAN POMPA TORAK DENGAN

PENGGERAK MULA TURBIN ANGIN SAVONIUS DUA TINGKAT

THE MANUFACTURING AND TESTING OF PISTON PUMP WITH

TWO STAGES SAVONI US WIND TURBINE AS MAIN ROTOR

Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan

DIPLOMA III PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI

Di Jurusan Teknik Konversi Energi

Oleh

Mila Minhatul Maula

121711020

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2015


2/74

i

LEMBAR PENGESAHAN

PEMBUATAN DAN PENGUJIAN POMPA TORAK DENGAN

PENGGERAK MULA TURBIN ANGIN SAVONIUS DUA TINGKAT

Penulis:

Nama Mahasiswa : Mila Minhatul Maula NIM : 121711020

Penguji:

1. Ketua : Bambang Puguh M, M.Eng.

2.

Anggota : Hartono Budi Santoso, MT.

Tugas akhir ini telah disidangkan pada tanggal 8 Juli 2015

dan disahkan sesuai ketentuan.

Pembimbing I,

Rusmana, M.Eng.

NIP 19580519 198503 1 002

Ketua Jurusan Teknik Konversi Energi,

Ahmad Deni Mulyadi, ST., MT.

NIP 19630623 199203 1 002


3/74

ii

DATA PRIBADI

Nama : Mila Minhatul Maula

Tempat, Tanggal Lahir : Kuningan, 15 Juli 1994

Jenis Kelamin : Perempuan

Agama : Islam

Kewarganegaraan : Indonesia

Tinggi Badan : 155 cm

Berat Badan : 48 kg

Alamat : Ds. Cilaja No. 01 RT/RW 01/01 Dusun Wage

Kecamatan Kramatmulya Kabupaten Kuningan

Jawa Barat 45553

Status : Belum Menikah

Handphone : 082216227159

E-mail : [email protected]
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]


4/74

iii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Laporan tugas akhir ini saya persembahkan kepada :

Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya,

Sehingga memberikan kemudahan kepada saya melalui perantara orang-orang

spesial,

Orang tua saya,Atas doanya yang tak pernah putus untuk saya, hingga tetesan air matanya yang

membuat Engkau mendengarkan doa ikhlas nan indah yang terucap darinya,

Pembimbing saya,

Atas kesediaannya membimbing saya, hingga tak pernah terlihat keluh kesah

untuk mengarahkan saya,

Keluarga saya,

Adik-adik saya, Kakak-kakak saya, merekalah yang selalu mengingatkan saya

akan tugas akhir ini, hingga saya tetap semangat dalam mengerjakannya,

Teman-teman saya,

Atas motivasi dan segala bentuk bantuan yang telah diberikan, yang mungkin

terkadang lelah ketika menemani saya namun mereka tetap melakukannya tanpa

ada beban,

dia,

Atas ketulusannya membantu saya, dalam menyediakan komponen alat,

mengantarkan saya, yang terkadang membimbing saya juga dalam pengerjaan

alat, hingga hasil karya gambarnya ada di laporan ini,

terima kasih untuk semuanya.


5/74

iv

ABSTRAKSI

Air merupakan kebutuhan pokok bagi makhluk hidup. Dalam memenuhi

kebutuhan ketersediaan air diperlukan peralatan mekanik berupa pompa. Pompa

adalah peralatan mekanik yang mengubah energi mekanik menjadi energi tekan

fluida. Pompa berfungsi untuk memindahkan air dari tempat yang rendah ke

tempat yang lebih tinggi dengan ketinggian tertentu. Pompa torak merupakan

jenis pompa dengan prinsip kerja bolak-balik. Penggerak mula pompa torak yaitu

dengan memanfaatkan putaran poros turbin angin savonius dua tingkat. Putaran

poros turbin angin akan ditransmisikan melalui roda gigi dengan rasio roda gigi

3:1. Roda gigi lainnya akan terhubung dengan flywheel dimana putaran flywheel

akan mendorong batang penggerak sehingga piston menekan dan menghisap air

melalui katup hisap yang ada dalam piston. Terdapat pegas yang terletak di ujung

atas batang penggerak, dimana pegas tersebut berfungsi untuk mendorong pistonsupaya air dapat tersalurkan melalui sisi penyaluran. Pengujian dilakukan ketika

kecepatan angin sebesar 1 m/s sampai 6 m/s dengan ketinggian sejauh 1 meter.

Parameter-parameter yang diamati adalah kecepatan angin, putaran poros turbin,

dan debit air. Hasil pengujian yang diperoleh didapatkan effisiensi pompa torak

sebesar 14,32 % dan pompa torak yang dibuat mampu memindahkan air hingga

head maksimal sejauh 2 meter.

Kata kunci : pompa torak, turbin angin savonius, katup, ketinggian, bolak-

balik.


6/74

v

ABSTRACT

Water is the prime need for all creatures in this world. To fulfill the

availability of water, the mechanic device for example pump is necessary. Pump is

a mechanic device that convert mechanical energy to fluid pressure energy. The

function of pump is to flow the water located in certain height to the higher place.

Piston pump is a kind of pump that use reciprocating principle. The prime mover

of piston pump uses the shaft rotation of two stages Savonius wind turbine. The

shaft rotation of wind turbine will be transmitted through the gear with ratio of

3:1. The other gear will be connected with the flywheel where it will push the

mover rod so that piston will push and absorb the water through the inlet valve

which located in the piston. There is a spring which located on the upper edge of

the mover rod, where the function of the spring is to push the piston so that the

water will be flowed through the channel side. The test is done when the velocityof the wind is 1 m/s to 6 m/s and 1 meter of height. The parameters which is

observed are the velocity of wind, shaft rotation of the turbine, and debit of water.

The result of this test are the piston pump efficiency is 14,32 % and it could pump

the water until 2 meters as the maximum head.

Keywords : piston pump, savonius wind turbine, valve, head,

reciprocating.


7/74

vi

KATA PENGANTAR

Dengan menyebut nama Allah yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang.

Alhamdulilah, puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

laporan tugas akhir ini. Laporan tugas akhir ini berjudul Pembuatan dan

Pengujian Pompa Torak dengan Penggerak Mula Turbin Angin Savonius

Dua Tingkat,disusun sebagai syarat untuk menyelesaikan program Diploma III

Program Studi Teknik Konversi Energi Jurusan Teknik Konversi Energi

Politeknik Negeri Bandung.

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih banyak kekurangan

baik dalam materi maupun cara penyajian. Oleh karena itu, apabila terdapat saran

serta masukan yang bersifat membangun dapat langsung disampaikan kepada

penulis. Penulis berharap laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis

khususnya dan kepada pembaca umumnya.

Bandung, 20 April 2015

Penulis


8/74

vii

UCAPAN TERIMA KASIH

Alhamdulillah puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena berkat segala

rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dan

penyusunan laporan Tugas Akhir ini.Dalam pelaksanaan serta pembuatan tugas

akhir ini,tentunya penulis mendapatkan bantuan dari berbagai pihak yang telah

membimbing dan memberi dukungan kepada penulis. Oleh karena itu, penulis

ingin mengucapkan terimakasih kepada:

1.

Orang tua dan keluarga tercinta yang selalu memberikan doa, motivasi serta

cinta kasih yang selalu tercurahkan untuk penulis.

2.

Bapak Ahmad Deni Mulyadi, ST., MT. sebagai Ketua Departemen Teknik

Konversi Energi Politeknik Negeri Bandung.

3. Ibu YantiSuprianti, M. Si. sebagai Koordinator Tugas Akhir dari Program

Studi Teknik Konversi Energi.

4. Bapak Rusmana, M. Eng sebagai Dosen Pembimbing Tugas Akhir, terima

kasih atas bantuan bapak.

5.

Yth teknisi lab bawah, pak Zaenal, pak Darno, pak Dedi, pak Warsono,

terima kasih atas sarana dan pinjaman alatnya beserta kepada seluruh stafDepartemen Teknik Konversi Energi.

6.

Seluruh staf administrasi Departemen Teknik Konversi Energi.

7. Leza sebagai partner dan rekan bimbingan lainnya yaitu Lia, Heni, Aghnia

dan Hassan, terima kasih atas bantuan dan motivasinya serta kesetiaan

untukmenemani penulis dalam keadaan senang ataupun susah ketika

mengerjakan tugas akhir.

8. Nisaa, Risa, Adella yang selalu menemani dan bekerja bersama dilab bawah

teknik energi.

9. Teman-teman Jurusan Teknik Konversi Energi 2012 Politeknik Negeri

Bandung yang selalu hadir menyemangati satu sama lain. Terutama yang

telah membantu membuatkan desain gambar dan bersedia mengantar

membeli semua komponen kebutuhan tugas akhir, terima kasih kepadanya.

10. Serta semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat di tuliskan satu per

satu, terima kasih atas segala bantuan yang telah diberikan kepada penulis.


9/74

viii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... i

DATA PRIBADI ..................................................................................................... ii

LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................................ iii

ABSTRAKSI ......................................................................................................... iv

ABSTRACT ............................................................................................................ v

KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi

UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................. vii

DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi

DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN ............................................................. xii

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

I.1 Latar Belakang ....................................................................................... I-1

I.2 Tujuan ..................................................................................................... I-2

I.3 Rumusan Masalah .................................................................................. I-2I.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah .................................................... I-2

I.5 Metodologi ............................................................................................. I-3

I.6 Sistematika Penulisan ............................................................................. I-3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ........................... II-1

II.1 Pompa ................................................................................................... II-1

II.2 Klasifikasi Pompa ................................................................................. II-1

II.3 Positive Displacement Pumpatau Pompa Perpindahan Positif ............ II-2II.3.1 PompaRotaryatau pompa Berputar ............................................. II-2

II.3.2 PompaReciprocating atau pompa torak ...................................... II-4

II.4 Pompa Dinamik .................................................................................... II-5

II.5 Roda Gigi ............................................................................................. II-6

II.6 Gaya Pegas ........................................................................................... II-7

II.7 Rumus-rumus Pompa Torak ................................................................. II-8

II.8 Turbin angin sumbu vertikal ................................................................ II-9


10/74

ix

BAB III METODE DAN PROSES PENYELESAIAN..................................... III-1

III.1 Skema Pembuatan dan Pengujian Alat ................................................ III-1

III.2 Rencana pembuatan Pompa Torak ...................................................... III-2

III.2.1 Gambar Susunan Alat .................................................................. III-3

III.2.2 Alat dan Bahan ............................................................................. III-3

III.2.3 Proses Pembuatan Alat ................................................................. III-6

III.2.4 Pengujian Alat ............................................................................ III-11

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... IV-1

IV.1 Analisa Desain Pompa Torak .............................................................. IV-1

IV.2 Data Pengujian .................................................................................... IV-6

IV.3 Analisa Grafik Hasil Pengujian ........................................................... IV-8

IV.4 Data dan Analisa Hasil Pengujian Sistem ......................................... IV-11

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. V-1

V.1 Simpulan ............................................................................................... V-1

V.2 Saran ..................................................................................................... V-2

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 3


11/74

x

DAFTAR TABEL

Tabel IV-1 Data hasil pengujian pegas .............................................................. IV-2

Tabel IV-2 Hasil perhitungan massa beban pada berbagai head....................... IV-2

Tabel IV-3 Hasil pengujian pompa torak secara manual ................................... IV-4

Tabel IV-4 Data Hasil Pengujian Pompa Torak dengan Penggerak Mula Turbin

Angin saat L = 4 cm ........................................................................................... IV-6


Angin saat L = 3 cm ........................................................................................... IV-7


12/74

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar II-1 Jenis-Jenis Pompa .................................................................................II-1

Gambar II-2Screw Pump atau Pompa Sekrup ...........................................................II-3

Gambar II-3 External Gear Pumps dan Internal Gear Pumps ...................................II-3Gambar II-4 Lobe Pumps atau Pompa Cuping ..........................................................II-4

Gambar II-5 Pompa Torak Kerja Tunggal.................................................................II-4

Gambar II-6 Pompa Torak Kerja Ganda ...................................................................II-5

Gambar II-7 Pompa Sentrifugal ................................................................................II-6

Gambar II-8 Roda Gigi berdasarkan Posisi Sumbu ...................................................II-7

Gambar II-9 Roda Gigi berdasarkan Bentuk Jalur Gigi ............................................II-7

Gambar II-10 Aplikasi Hukum Hooke pada Pegas ...................................................II-8

Gambar II-11Turbin Angin Sumbu Horizontal .......................................................II-10

Gambar III-1 Diagram Alir Proses Pembuatan dan Pengujian Alat ........................ III-1

Gambar III-2 Skema Alat ........................................................................................ III-3

Gambar III-3 Mesin Bubut ...................................................................................... III-3

Gambar III-4 Mesin Frais ........................................................................................ III-4

Gambar III-5 Rotary Table ...................................................................................... III-4

Gambar III-6 Kikir ................................................................................................... III-4

Gambar III-7 Peralatan Perkakas ............................................................................. III-5

Gambar III-8 Gergaji Mesin .................................................................................... III-5

Gambar III-9 Mesin Las .......................................................................................... III-5

Gambar III-10 Piston ............................................................................................... III-7

Gambar III-11 Gerak Piston .................................................................................... III-7

Gambar III-12 Pemipaan ......................................................................................... III-8

Gambar III-13Flywheel.......................................................................................... III-9

Gambar III-14 Tempat Pegas ................................................................................ III-10

Gambar III-15 Sistem transmisi ............................................................................ III-10

Gambar III-16 Kerangka ....................................................................................... III-11

Gambar III-17 Pengujian pompa torak secara manual .......................................... III-11

Gambar III-18 Titik Pengukuran Pompa Torak..................................................... III-12

Gambar III-19 Tachometer .................................................................................... III-13

Gambar III-20 Timbangan ..................................................................................... III-13

Gambar III-21 Gelas ukur ...................................................................................... III-13Gambar III-22 Roll meter ...................................................................................... III-14

Gambar III-23 Stopwatch ...................................................................................... III-14

Gambar IV-1Keenergian Alat ................................................................................. IV-1

Gambar IV-2 Hubungan Head dan Panjang Langkah terhadap Massa ................... IV-3

Gambar IV-3 Perbandingan Volume Hasil Pengujian dengan Teori ...................... IV-5

Gambar IV-4 Hubungan Putaran Flywheel terhadap Debit Air .............................. IV-8

Gambar IV-5 Hubungan Daya Poros terhadap Debit Air ........................................ IV-9

Gambar IV-6 Hubungan Daya Hidrolik terhadap Debit Air ................................... IV-9

Gambar IV-7 Hubungan Effisiensi Pompa terhadap Debit Air ............................. IV-10

Gambar IV-8 Hubungan Kecepatan Angin terhadap Debit Air ............................ IV-12
http://d/TA%20Mila/laporan/Bismillah%20laporan%20TA.docx%23_Toc426285889http://d/TA%20Mila/laporan/Bismillah%20laporan%20TA.docx%23_Toc426285889http://d/TA%20Mila/laporan/Bismillah%20laporan%20TA.docx%23_Toc426285890http://d/TA%20Mila/laporan/Bismillah%20laporan%20TA.docx%23_Toc426285890http://d/TA%20Mila/laporan/Bismillah%20laporan%20TA.docx%23_Toc426285898http://d/TA%20Mila/laporan/Bismillah%20laporan%20TA.docx%23_Toc426285898http://d/TA%20Mila/laporan/Bismillah%20laporan%20TA.docx%23_Toc426285898http://d/TA%20Mila/laporan/Bismillah%20laporan%20TA.docx%23_Toc426285890http://d/TA%20Mila/laporan/Bismillah%20laporan%20TA.docx%23_Toc426285889


13/74

xii

DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN

dll : dan lain lain

TMA : Titik Mati Atas

TMB : Titik Mati Bawah

r : jari-jari

F : gaya

T : torsi

x : perubahan panjang pegas

L : panjang langkah

mb : beban pompa

mp : massa pegas

g : gravitasi bumi

: effisiensi pompa

: daya hidrolik

: daya poros

: massa jenis air

H : head

Q : debit air

v : kecepatan angin

V : volume air

n1 : putaran poros turbin

n2 : putaranflywheel

N : Newton

m : meter

Kg : kilogram

RPM :Rotation per minutes


14/74

I-1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1Latar Belakang

Air adalah fluida cair yang mempunyai sifat menekan ke segala arah. Air

akan memberi tekanan ke semua arah dengan besar yang sama. Selain itu air

memiliki berat, dimana semua benda yang memiliki berat akan tertarik oleh

gravitasi bumi sehingga air akan mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang

lebih rendah.

Air memiliki peranan sangat penting untuk memenuhi kebutuhan makhluk

hidup. Selain untuk mempertahankan hidup, air juga berfungsi untuk membantu

proses kegiatan manusia, misalnya untuk mencuci, mandi, pengairan sawah,

pengairan biopori, dll. Proses pengairan biopori terkadang menggunakan air yang

terdapat di sungai kecil yang keberadaan air terletak lebih rendah dari wilayah

biopori sehingga harus mengangkat air tersebut dengan manual. Maka dari itu

diperlukan peralatan mekanis yang dapat memindahkan air dari tempat yang

rendah ke tempat yang lebih tinggi. Peralatan mekanis tersebut adalah pompa.

Pompa adalah peralatan mekanis untuk mengubah energi mekanik dari

mesin penggerak pompa menjadi energi tekan fluida. Selain itu, pompa juga dapat

digunakan untuk memindahkan fluida ke tempat yang tinggi dengan tekanan yang

lebih tinggi atau memindahkan fluida ke tempat lain dengan jarak tertentu. Pompa

torak adalah sebuah pompa dimana energi mekanis penggerak mula pompa diubah

menjadi energi aliran fluida yang dipindahkan dengan menggunakan elemen yang

bergerak bolak balik di dalam sebuah silinder.

Penggerak mula pompa yang digunakan adalah turbin angin savonius dua

tingkat. Turbin angin tersebut akan bergerak dengan memanfaatkan energi angin.

Putaran yang dihasilkan oleh turbin angin savonius dua tingkat akan

ditransmisikan untuk menggerakkan batang piston. Torsi yang dihasilkan turbin

angin savonius dua tingkat harus mampu menggerakkan pompa torak sehingga

pompa torak akan berfungsi memindahkan air dari tempat yang rendah ke tempat

yang lebih tinggi.


15/74

I-2

I.2Tujuan

Adapun tujuan dari pelaksanaan tugas akhir ini adalah :

a.

Membuat pompa torak dengan penggerak mula turbin angin savonius dua

tingkat.

b. Melakukan pengujian untuk mengetahui kinerja dan kapasitas dari pompa

torak dengan penggerak mula turbin angin savoniusdua tingkat.

c. Mencari nilai efisiensi dari pompa torak dengan penggerak mula turbin angin

savonius dua tingkat.

d.

Mengetahui kemampuan headdari pompa torak yang dibuat.

I.3Rumusan Masalah

Dalam penulisan laporan tugas akhir ini rumusan masalah yang penulis

bahas adalah :

a.

Bagaimana membuat pompa torak dengan penggerak mula turbin angin

savonius dua tingkat.

b. Bagaimana membuat instalasi pemipaan yang sesuai dengan kinerja pompa

torak.

c. Bagaimana pengaruh putaran turbin angin savonius dua tingkat terhadap debit

yang dihasilkan pompa torak.

d. Bagaimana melakukan pengujian untuk mengetahui kinerja dan kapasitas dari

pompa torak dengan penggerak mula turbin angin savonius dua tingkat pada

kecepatan berbeda.

I.4Ruang Lingkup dan Batasan Masalah

Ruang lingkup dalam penulisan laporan tugas akhir ini meliputi

pembuatan dan pengujian mengenai efisiensi pompa torak dengan pengerak mula

turbin angin savoniusdua tingkat.

Adapun batasan masalah dalam pelaksaaan tugas akhir ini adalah:

a. Penggerak mula pompa torak menggunakan turbin angin savonius dua tingkat.

b.

Mampu memindahkan air dengan ketinggian head1 meter.

c. Pembuatan pompa torak disesuaikan dengan putaran dan torsi yang dihasilkan

dari turbin angin savonius dua tingkat.

d.

Pompa torak yang dibuat menggunakan prinsip kerja tunggal.


16/74

I-3

I.5Metodologi

Metodologi yang akan dilakukan penulis untuk pembuatan tugas akhir ini,

yaitu:

1.

Studi Literatur

Untuk mendapatkan referensi mengenai pompa torak dan perhitungan-

perhitungan efisiensi pompa torak tersebut.

2. Diskusi

Melakukan tanya jawab dan diskusi dengan pembimbing dan staf

pengajar yang berkaitan dengan penyusunan obyek studi tugas akhir.

3. Pengambilan dan Pengolahan Data

Pompa torak yang akan dibuat selanjutnya akan diuji dan akan dilakukan

pengambilan data debit air berdasarkan putaran yang dihasilkan turbin

angin savonius dua tingkat. Data yang akan diambil adalah :

a. Putaran turbin angin savonius dua tingkat (RPM).

b.

Torsi turbin angin savonius dua tingkat (Nm).

c. Massa penekanan pegas (Kg).

d. Volume air hasil pemompaan pompa torak (m3).

e.

Ketinggian air dari sisi hisap sampai sisi keluaran air (meter).

f. Waktu pengujian (sekon).

4. Pengujian dan Analisa Alat

Alat yang telah dibuat kemudian diuji untuk diambil beberapa data. Data

yang diperoleh kemudian diolah dan dianalisa.

I.6Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang digunakan adalah dengan

melakukanpembahasan setiap bab, hal ini dimaksudkan agar pembahasan

lebih jelas dan mudah dimengerti, baik dari awal pembuatan maupun pengujian

alat tersebut.

Dalam membahas masalah Pembuatan dan Pengujian Pompa Torak

dengan Penggerak Mula Turbin Angin Savonius Dua Tingkat, maka akan dibagi

dalam lima bab. Untuk memberikan gambaran mengenai laporan ini, maka akan

diuraikan sistematika penulisan laporan sebagai berikut :


17/74

I-4

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan dari pembuatan

Tugas Akhir, rumusan masalah, batasan masalah, metodologi penulisan dan

sistematika penulisan laporan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

Bab ini berisi landasan teori berkaitan dengan judul. Berdasarkan teori-

teoriini, dilakukan pembuatan alat hingga pada langkah pengujiannya.

BAB III PEMBUATAN DAN METODE PENGUJIAN

Bab ini berisi tentang pembuatan alat hingga selesai dengan kondisi yang

telah ditentukan dan berisi mengenai langkah=langkah pengujian yang dilakukan

terhadap alat.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi data-data yang diperoleh serta langkah-langkah perbaikan

yang dilakukan.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dari hasil pengujian dan analisa yang telah

dilakukan serta saran-saran yang akan diajukan.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


18/74

II-1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI

II.1 Pompa

Pompa adalah merupakan salah satu jenis mesin yang berfungsi untuk

memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat yang diinginkan. Zat cair

tersebut contonya adalah air, oli atau minyak pelumas, atau fluida lainnya.

Prinsip kerja pompa adalah menghisap dan melakukan penekanan terhadap

fluida, pada sisi hisap (suction) tekanan di dalam ruang pompa akan menurun

sehingga akan terjadi perbedaan tekanan antara ruang pompa dengan

permukaan fluida yang dihisap. Akibatnya fluida akan mengalir ke ruang

pompa, fluida ini akan didorong atau diberikan tekanan sehingga fluida akan

mengalir ke dalam saluran tekan (discharge) melalui lubang tekan. Proses

kerja ini akan berlangsung terus selama pompa beroperasi.

II.2 Klasifikasi Pompa

Pompa dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara yang berbeda, misalnya

berdasarkan kondisi kerjanya, cairan yang dilayani / dipindahkan, bentuk elemen

yang bergerak, jenis penggeraknya, serta berdasarkan cara menghantar fluida dari

dari pipa hisap ke pipa tekan. Namun secara umum pompa dapat diklasifikasikan

sebagai berikut:

Gambar II-1 Jenis-Jenis Pompa

(Sumber: Djati Nursuhud, 2006)


19/74

II-2

II.3 Positive Di splacement Pumpatau Pompa Perpindahan Positif

Pompa perpindahan positif adalah perpindahan zat cair dari suatu tempat

ke tempat lain disebabkan perubahan volume ruang kerja pompa yang diakibatkan

oleh gerakan elemen pompa yaitu maju-mundur (bolak-balik) atau berputar

(rotary). Dengan perubahan volume tersebut maka zat cair pada bagian keluar

(discharge) mempunyai tekanan yang lebih besar dibanding pada bagian masuk

(suction) dan konsekuensinya kapasitas yang dihasilkan sesuai volume yang

dipindahkan.

Pompa ini disebut juga dengan pompa aksi positif. Energi mekanik dari

putaran poros pompa dirubah menjadi energi tekanan untuk memompakan fluida.

Pada pompa jenis ini dihasilkan head yang tinggi tetapi kapasitas yang

dihasilkan rendah. Ciri-Ciri Umum Pompa Positif :

a. Headyang dihasilkan relatif tinggi dibanding dengan kapasitas.

b. Mampu beroperasi pada suction yang kering, sehingga tidak memerlukan

prosespriming.

c. Kapasitas atau aliran zat cair tidak berkelanjutan.

Adapun yang termasuk dalam jenis Positive Displacement Pump atau

Pompa Perpindahan Positif ini adalah:

II.3.1 PompaRotaryatau pompa Berputar

Pompa rotaryadalah pompa-pompa positip (positive displacement pumps)

dimana energi ditransmisikan dari motor penggerak ke cairan oleh suatu bagian

(elemen) yang mempunyai gerakan berputar di dalam rumah pompa.Berdasarkan

desainnya, pompa rotarydapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1.

Screw Pumpsatau Pompa Sekrup

Pompa jenis ini mempunyai satu, dua atau tiga sekrup yang

berputar di dalam rumah pompa yang diam. Adapun kelebihan dari pompa

ini adalah:

a. Efisiensinya totalnya tinggi (70 %80%).

b. Ukuran pompa relatif kecil, ringan karena rotor dapat bekerja pada

putaran tinggi.

c.

Aliran hampir benar-benar uniform dan getarannya relatif kecil.


20/74

II-3

d. Dapat beroperasi dalam berbagai posisi, horizontal, vertikal, miring

dan lain-lain.

Gambar II-2Screw Pump atau Pompa Sekrup

(Sumber: Tyler G. Hicks 1971)

2.

Gear Pumpsatau Pompa Roda GigiPada pompa ini roda gigi mampu digunakan untuk memompa cairan yang

mempunyai viskositas rendah hingga tinggi.Pompa roda gigi terdiri dari

roda gigi penggerak dan roda gigi yang digerakkan. Konstruksinya bisa

external ataupun juga internal. Pompa ini umumnya dipakai sebagi pompa

minyak pelumas. Kebaikan pompa roda gigi yaitu alirannya seragam,

konstruksi sederhana dan kapasitasnya relatih besar dibanding ukuran

pompa yang kecil.


3.

Lobe Pumpsatau Pompa Cuping

Pompa cuping ini mirip dengan pompa jenis roda gigi dalam hal

aksinya dan mempunyai dua rotor. Putaran rotor tadi diserempakkan oleh

roda gigi luarnya. Oleh karena cairan dialirkan dengan frekuensi yang

lebih sedikit tetapi dalam jumlah yang lebih besar dari yang dialirkan oleh

Gambar II-3 External Gear Pumps dan Internal Gear Pumps


21/74

II-4

pompa roda gigi, maka aliran dari pompa jenis cuping ini akan sekonstan

aliran roda gigi.

(


4. Vane Pumpsatau Pompa Baling-baling

Vane Pumps ini merupakan jenis pompa yang dapat menangani

cairan viskositas sedang. Pompa ini unggul dalam viskositas rendah seperti

gas LPG (propana), ammonia, pelarut, alkohol, minyak bahan baker,

bensin dan refrigeran.

II.3.2

PompaReciprocating atau pompa torak

Adalah pompa dimana energi mekanik dari penggerak pompa diubah

menjadi energi aliran dengan menggunakan elemen bolakbalik

(resiprocating) yang ada di dalam silinder. Semua pompa reciprocating

memiliki bagian yang berfungsi untuk menghandle fluida yang dinamakan liquid

end, yang terdiri dari : torak/plunger, silinder, katup isap, katup buang, sil antara

silinder dan torak. Serta bagian penggerak (power end) yang terdiri dari poros

engkol, batang engkol.

Gambar II-5 Pompa Torak Kerja Tunggal


Gambar II-4 Lobe Pumps atau Pompa Cuping


22/74

II-5

Prinsip kerja :

Pada pompa torak kerja tunggal, dalam setiap silinder ada dua katup yaitu

katup isap dan katup buang. Pada langkah isap torak bergerak dari TMA ke TMB,

tekanan didalam silinder menjadi turun. Akibatnya ada beda tekanan antara

diluar silinder dengan didalam silinder, sehingga katup isap terbuka, zat cair

kemudian terhisap kedalam silinder. Ketika torak berada pada TMB dan mulai

bergerak menuju TMA, katup isap menutup kembali. Setelah zat cair masuk ke

dalam silinder kemudian didorong torak menuju katup buang, tekanan didalam

silinder menjadi naik, sehingga katup buang terbuka. Selanjutnya zat cair

mengalir melewati katup buang keluar silinder dengan dorongan torak yang

menuju katup sampai akhir langkah buang.

Gambar II-6 Pompa Torak Kerja Ganda


Cara kerja pompa torak kerja ganda:

Pada pompa kerja ganda dalam satu silinder ada dua katup isap dan dua katup

buang. Ketika melakukan langkah isap torak, juga sekaligus melakukan langka

buang, sehingga kapasitasnya lebih besar dan aliran yang dihasilkan lebih

kontinyu.

II.4 Pompa Dinamik

Pompa dinamik juga dikarakteristikkan oleh cara pompa tersebut

beroperasi. Impeller yang berputar mengubah energi kinetik menjadi tekanan atau

kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida, yang termasuk dalam jenis

pompa ini adalah pompa sentrifugal.Pompa sentrifugal ini mempunyai tujuan

untuk mengubah energi dari suatu pemindah utama (motor elektrik atau turbin)

menjadi kecepatan atau energi kinetik dan kemudian menjadi energi tekanan dari


23/74

II-6

suatu fluida yang dipompakan. Perubahan energi terjadimelalui sifat dari kedua

bagian utama pompa, impeller dan volute atau diffuser. Impeller adalah bagian

yang berotasi (berputar) yang mengubah energi menjadi energi kinetik. Volutedan

diffuseradalah bagian yang stationer (tidak bergerak) yang mengubah dari energi

kinetik menjadi energi tekanan. (sularso, 1991)

Gambar II-7 Pompa Sentrifugal

(http://www.agussuwasono.com/index)

II.5 Roda Gigi

Rodagigi digunakan untuk mentransmisikan daya besar dan putaran yang

tepat. Rodagigi memiliki gigi di sekelilingnya, sehingga penerusan daya

dilakukan oleh gigi-gigi kedua roda yang saling berkait. Rodagigi sering

digunakan karena dapat meneruskan putaran dan daya yang lebih bervariasi dan

lebih kompak daripada menggunakan alat transmisi yang lainnya, selain itu

rodagigi juga memiliki beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan alat

transmisi lainnya, yaitu :

a. Sistem transmisinya lebih ringkas, putaran lebih tinggi dan daya yang besar.

b.

Sistem yang kompak sehingga konstruksinya sederhana.

c. Kemampuan menerima beban lebih tinggi.

d. Efisiensi pemindahan dayanya tinggi karena faktor terjadinya slip sangat kecil.

e. Kecepatan transmisi rodagigi dapat ditentukan sehingga dapat digunakan

dengan pengukuran yang kecil dan daya yang besar.


24/74

II-7

Gambar II-8 Roda Gigi berdasarkan Posisi Sumbu

(sumber :teori-dasar-roda-gigi.html)

Gambar II-9 Roda Gigi berdasarkan Bentuk Jalur Gigi

(sumber :teori-dasar-roda-gigi.html)

II.6 Gaya Pegas

Pegas merupakan suatu benda yang memiliki sifat elastic atau lentur.

Dalam ilmu teknik, sifat elastic dari suatu pegas sanggatlah penting. Misalnya

dalam dunia otomotif, kenyamanan berkendara sangat dipengaruhi oleh pegas

yang terdapat di shockbreaker (pauliza,2008).Jika sebuah pegas diberi gangguan

sehingga pegas meregang (berarti pegas ditarik). Atau merapat (berarti pegas

ditekan), pada pegas akan bekerja gaya pemulihan yang arahnya selalu menuju

titik asal. Dengan kata lain besar gaya pemulihan pada pegas ini sebanding

dengan gangguan atau simpangan yang diberikan pada pegas. Pernyataan tersebut
http://diditnote.blogspot.com/2011/10/teori-dasar-roda-gigi.htmlhttp://diditnote.blogspot.com/2011/10/teori-dasar-roda-gigi.htmlhttp://diditnote.blogspot.com/2011/10/teori-dasar-roda-gigi.htmlhttp://diditnote.blogspot.com/2011/10/teori-dasar-roda-gigi.html


25/74

II-8

dikenal dengan hukum hooke. Secara matematishukum hooke ditulis sebagai

berikut : (pauliza,2008).

F = K. x............................................................................................................(2.1)

Dimana :

F = besar gaya luar yang diberikan pada Pegas (N)

x = Pertambahan panjang pegas (m)

K = Konstanta Pegas (N/m)

Gambar II-10 Aplikasi Hukum Hooke pada Pegas

(Sumber :http://rumushitung.com/2013/04/06/gaya-pegas-fisika/)

II.7 Rumus-rumus Pompa Torak

Untuk mencari torsi sebagai berikut :

T = F x r.............................................(2.2)

Dimana :

T = Torsi (Nm)

r = jari-jari poros engkol (m)

Jika jarak perpindahan yang dinyatakan dalam simbol s sama dengan

(kecepatan sudut) maka untuk mencari nilai daya poros adalah :

Psh = T...................................(2.3)

Jika :

=

..................................................................(2.4)

dimana : n = putaran (RPM)
http://rumushitung.com/2013/04/06/gaya-pegas-fisika/http://rumushitung.com/2013/04/06/gaya-pegas-fisika/


26/74

II-9

maka :

Psh =

T...............................(2.5)

Daya poros adalah daya yang digunakan untuk menjalankan pompa atau daya

untuk memindahkan zat cair yang ditambahkan dengan daya untuk mengatasi

friksi di dalam pompa.

Rumus efisiensi pompa :

..............................................................................................(2.6)

Dimana :

= efisiensi pompa (%)

= daya hidrolik (watt)

= daya poros (watt)

Rumus daya hidrolik :

....................................(2.7)

Dimana :

= massa jenis fluida ( kg/m3)

g = percepatan gravitasi ( m/s2)

= Head (meter)

= kapasitas (m3/s)

II.8 Turbin angin sumbu vertikal

Turbin angin sumbu vertikal /tegak (atau TASV) memiliki poros/sumbu

rotor utama yang disusun tegak lurus. Kelebihan utama susunan ini adalah turbin

tidak harus diarahkan ke angin agar menjadi efektif. Kelebihan ini sangat berguna

di tempat-tempat yang arah anginnya sangat bervariasi. VAWT mampu

mendayagunakan angin dari berbagai arah.

Dengan sumbu yang vertikal, generator serta gearbox bisa ditempatkan di

dekat tanah, jadi menara tidak perlu menyokongnya dan lebih mudah diakses

untuk keperluan perawatan. Tapi ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan

tenaga putaran yang berdenyut. drag (gaya yang menahan pergerakan sebuah


27/74

II-10

benda padat melalui fluida (zat cair atau gas) bisa saja tercipta saat kincir

berputar. Turbin sumbu vertikal dibagi menjadi dua jenis yaitu: Savonius dan

Darrieus.

Gambar II-11Turbin Angin Sumbu Horizontal

(Sumber:http://www.reuk.co.uk/Vertical-Wind-Turbines.htm)

Turbin Darrieus mula-mula diperkenalkan di Perancis pada sekitar tahun

1920-an. Turbin angin sumbu vertikal ini mempunyai bilah-bilah tegak yang

berputar kedalam dan keluar dari arah angin (Daryanto, 2007).

Turbin Savonius diciptakan pertama kali di negara Finlandia dan

berbentuk S apabila dilihat dari atas. Turbin jenis ini secara umumnya bergerak

lebih perlahan dibandingkan jenis turbin angin sumbu horizontal, tetapi

menghasilkan torsi yang besar.
http://www.reuk.co.uk/Vertical-Wind-Turbines.htmhttp://www.reuk.co.uk/Vertical-Wind-Turbines.htm


28/74

III-1

BAB III

METODE DAN PROSES PENYELESAIAN

III.1

Skema Pembuatan dan Pengujian Alat

Mulai

Study Literatur

Rencana Pembuatan Pompa Torak :

Gambar Alat

Penentuan Bahan dan Alat

Pembuatan Alat

Evaluasi

Pengujian Alat

Pengambilan Data

Evaluasi

Analisis Data

Penyusunan Laporan

Selesai

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Gambar III-1 Diagram Alir Proses Pembuatan dan Pengujian Alat


29/74

III-2

III.2 Rencana pembuatan Pompa Torak

Perencanaan dalam pembuatan pompa torak ini dibagi menjadi beberapa

tahap, yaitu :

1.

Membuat gambar perencanaan alat

Pada tahap ini yaitu pembuatan gambar mengenai alat yang akan

dibuat menggunakan aplikasi Autodesk Invertor 2015. Pembuatan

desain pompa torak ini dibuat sedemikian rupa beserta dengan rencana

ukuran alatnya. Dari beberapa komponen penyusun pompa torak

kemudian akan disatukan menjadi gambar assemblypompa torak.

2. Menentukan bahan dan alat

Bahan yang digunakan untuk pembuatan piston yaitu

menggunakan bahan polimer nylon dikarenakan bahannya yang ringan

dan gaya gesek yang kecil serta didukung oleh beberapa komponen

lainnya.

3.

Pembuatan alat

Proses pembuatan pompa torak adalah sebagai berikut :

a. Membuat piston dari bahan nylon dan memasang bola-bola baja

didalam nylon.

b. Merangkai pemipaan pada bagian hisap dan bagian penyaluran air.

c. Membuat flywheel.

d. Membuat batang penggerak piston dan tempat pegas.

e. Membuat sistem transmisi dari roda gigi.

f. Membuat kerangka untuk pompa torak.

g. Penggabungan seluruh sistem alat.

4.

Pengujian alatPada pengujian alat ini akan dilakukan berkisar pada pukul 11.00

16.00 WIB untuk mengetahui kondisi angin yang lebih optimum untuk

menggerakkan turbin angin savonius dua tingkat sehingga kerja pompa

torak optimum.


30/74

III-3

III.2.1 Gambar Susunan Alat

Gambar III-2 Skema Alat

Dari gambar III-2 dapat dilihat desain pompa torak, ada beberapakomponen utama yaitu :

a.

Sistem transmisi

b. Flywheel

c. Tempat pegas

d.

Piston dan silinder

e. Pemipaan

f. Kerangka

III.2.2 Alat dan Bahan

Berikut adalah alat dan bahan yang digunakan ketika pembuatan alat pompa torak.

III.2.2.1 Alat yang Digunakan

1. Mesin bubut

Mesin bubut digunakan untuk membuat bentuk piston dan poros yang

sesuai dengan ukuran yang diharapkan.

Gambar III-3 Mesin Bubut


31/74

III-4

2. Mesin Frais

Mesin frais digunakan untuk melubangi atau menapiskan benda kerja.

Gambar III-4 Mesin Frais

3. Rotary Table

Rotary tabledigunakan untuk memotong flywheel dengan titik pusat

yang telah ditentukan pada benda kerja.

Gambar III-5 Rotary Table

4. Kikir

Kikir digunakan untuk mengikis dan memperhalus pada bagian-bagian

objek yang kasar.

Gambar III-6 Kikir

5. Peralatan Perkakas

Peralatan perkakas terdiri dari jangka pegas, penggores baja, penggaris

baja, penyiku, penitik, dan palu. Peralatan tersebut digunakan untuk

menggambar sketsa pada benda kerja (plat).


32/74

III-5

Gambar III-7 Peralatan Perkakas

6.

Gergaji Mesin

Gergaji mesin digunakan untuk memotong besi sesuai ukuran untuk

membuat kerangka.

Gambar III-8 Gergaji Mesin

7.

Mesin Las

mesin las digunakan untuk mengelas atau menyatukan antara bagian

besi.

Gambar III-9 Mesin Las

III.2.2.2

Bahan yang Digunakan1. Bahan polimer nylon

2. Bola baja 4 mm

3.

Pipa PVC 1 inchi

4. Pipa PVC inchi

5.

ReducerPVC 1 inchi

6. SocketPVC inchi

7. Tee joint inchi


33/74

III-6

8. Check valvePVC inchi

9. Roda gigi

10.

Pegas

11.

Aluminium silinder pejal

12.Besi silinder pejal

13.

Bearing

14.Besi siku

III.2.3

Proses Pembuatan Alat

III.2.3.1 Membuat piston

Cara kerja piston yang dibuat pertama yaitu berbentuk horizontal sehingga

prinsip kerja untuk memompa air yaitu maju mundur. Letak pompa torak yaitu di

atas sumber air sejauh head yang dirancang yaitu 1 meter. Setelah dilakukan

pengujian, piston pertama memiliki kekurangan sebagai berikut :

a.

Jika kondisi vakum maka dibutuhkan gaya yang besar untuk mendorong dan

menarik piston agar dapat menghisap dan menyalurkan air.

b. Jika diinginkan gaya dorong dan tarik yang kecil maka diameter piston dibuat

lebih kecil dibandingkan diameter silinder namun akan terjadi kebocoran

sehingga akan masuk udara.

c. Sebelum proses memompa bekerja, pada instalasi pemipaan harus sudah terisi

air (pancingan).

d. Lama-kelamaan proses memompa tidak bekerja dikarenakan masuknya udara

karena kebocoran sehingga air dari sumber tidak dapat terhisap.

Setelah mengetahui kendala dari desain piston pertama, maka dibuat lagi

desain piston dengan cara kerja yang berbeda. Cara kerja piston yang dibuat keduayaitu berbentuk vertikal sehingga prinsip kerja untuk memompa air yaitu naik

turun. Letak pompa torak berada di dalam sumber air kemudian disalurkan sejauh

headyang dirancang yaitu 1 meter. Hasil pengujian piston kedua jauh lebih baik

daripada piston pertama. Maka dari itu desain piston yang akan digunakan yaitu

piston kedua.


34/74

III-7

Gambar III-10 Piston

Tahapan membuat piston :

a.

Buat nylon dengan ukuran diameter 28 mm dan tinggi sebesar 35 mm

menggunakan mesin bubut.

b.

Buat nylon bagian atas setinggi 10 mm berdiameter 15 mm.

c.

Lubangi nylon tepat dibagian tengah porosnya sebesar 5 mm menggunakan

mata bor. Lubang tersebut digunakan untuk memasukkan batang penggerak.

d. Untuk nylon dengan diameter 28 mm, lubangi di keempat sisinya (sama

besar) dengan menggunakan mesin frais ukuran 5 mm sejauh 15 mm

kemudian bor hingga ujung bawah bagian nylon menggunakan bor ukuran 3

mm.

e.

Masukkan 1 bola baja berdiameter 4 mm di setiap lubangnya kemudian

gunakan penyangga agar bola tidak keluar dari lubang. Bola baja tersebut

berfungsi sebagai katup untuk celah masuk air ketika piston bergerak turun

naik.

Gambar III-11 Gerak Piston

Gambar III-11 merupakan gerak piston. Ketika piston gerak turun sejauh

panjang langkah (L) karena terdorong oleh flywheel maka akan mendorong bola-


35/74

III-8

bola sehingga air akan masuk melewati lubang hisap dan ketika piston tersebut

naik karena terdorong oleh gaya pegas maka bola-bola akan menutup celah

sehingga air diatas piston akan terangkat dan tersalurkan melalui sisi penyaluran.

III.2.3.2 Merangkai pemipaan

Pemipaan pada bagian sisi hisap terdiri dari pipa PVC inchi yang telah

dilubangi untuk celah masuk air, kemudian dipasang socketdikedua ujung check

valve PVC inchi, selanjutnya reducer1 inchi untuk menyambungkan silinder

tempat gerak piston. Sedangkan pemipaan pada bagian sisi penyaluran yaitu

terdiri dari silinder kemudian reducer1 inchi, pipa PCV inchi dan tee joint.

Gambar III-12 Pemipaan

Pada gambar III-12 merupakan sistem pemipaan yang di dalamnya sudah

terdapat komponen pompa torak yang terdiri dari piston dan bayang penggerak.

Ketika piston tersebut terangkat oleh pegas maka terdapat beban pompa sebanyak

air yang ada dalam pipa penyaluran. Selain air juga terdapat berat batang

penggerak dan piston. Sehingga beban pompa tersebut membuat pegas terdefleksi

sejauh beban pompa.

III.2.3.3 Membuatflywheel

Flywheeltersebut berfungsi untuk mentransmisikan putaran dari roda gigi

ke batang penggerak piston.Flywheelini juga berfungsi untuk menentukan jarak

langkah kerja piston. Berdasarkan pengujian pegas yang dilakukan maka jarak

maksimal langkah kerja piston yaitu 5 cm.

Bahan yang digunakan untuk membuat flywheel yaitu lempengan besi

bulat berdiameter 20,5 cm dengan tebal 5 mm. Cara membuat flywheel yaitu


36/74

III-9

menggunakan mesin frais. Sebelumnya harus dibuat sketsa terlebih dahulu di atas

benda kerja (plat). Tentukan titik-titik pusat pada benda kerja. Selain

menggunakan mesin frais, untuk mendapatkan hasil lengkungan yang sempurna

maka perlu digunakan pula rotary table yang ditempatkan di atas meja kerja

mesin frais. Setting rotary tabletepat di tengah mesin frais kemudian kunci meja

mesin frais. Letakkan benda kerja di atas rotary table. Tempatkan mata bor di titik

pusat pada benda kerja. Kemudian cutting tepat di bagian garis yang akan

dibuang. Begitu seterusnya pada titik pusat yang lain. Setelah selesai, haluskan

bagian-bagian ujung flywheelmenggunakan kikir.

Gambar III-13Flywheel

Gambar III-13 merupakan bentuk flywheel dimana terdapat sisi yang

berbeda ketika proses hisap dan proses penyaluran. Bagian sisi hisap dilakukan

oleh daya poros yang ditransmisikan terhadap flywheel namun ketika bagian sisi

penyaluran dilakukan oleh gerak pegas. Lintasan bagian sisi penyaluran lebih

pendek bertujuan agar ketika proses menyalurkan air berlangsung cepat sehingga

meminimalisir adanya kebocoran antara piston dengan silinder.

III.2.3.4 Membuat batang penggerak piston dan tempat pegas

Bahan yang digunakan untuk batang penggerak piston yaitu aluminium

berdiamer 8 mm. Salah satu ujung dari batang penggerak dihubungkan dengan

piston dan ujung lainnya dihubungkan dengan pendorong pegas yang merupakan

komponen yang terkena flywheel sehingga batang penggerak dapat bekerja

dengan naik turun karena pengaruh dari putaran flywheel dan pegas. Batang

penggerak berada di dalam sistem pemipaan.


37/74

III-10

Gambar III-14 Tempat Pegas

III.2.3.5 Membuat sistem transmisi dari roda gigi

Putaran dari poros turbin akan ditransmisikan ke pompa torak dengan

menggunakan roda gigi. Terdapat dudukan bearing untuk meletakkan posisi roda

gigi. Bahan yang digunakan untuk dudukan bearing yaitu besi silinder. Untuk

membuat dudukan bearing yaitu dengan menggunakan mesin bubut.

Gambar III-15 Sistem transmisi

Dari gambar III-15 menunjukkan sistem transmisi yang terdiri dari

beberapa komponen. Terdapat kopling untuk menyatukan poros turbin dengan

roda gigi yang kemudian akan ditransmisikan dengan putaran flywheel. Roda gigi

1 dengan roda gigi 2 memiliki perbandingan 3:1. Jika 3 kali putaran turbin maka

hanya memutarkan 1 kali putaran flywheel. Sehingga rumus untuk daya porosadalah sebagai berikut :

Jika :

sehingga

Maka dilihat dari persamaan (2.5) sebagai berikut :

=


38/74

III-11

III.2.3.6 Membuat kerangka untuk pompa torak

Bahan untuk membuat kerangka yaitu menggunakan besi siku ukuran 4 cm

tebal 3 mm. Tinggi kerangka sebesar 2 meter dengan panjang dan lebar masing-

masing sebesar 1 meter.

Gambar III-16 Kerangka

III.2.3.7

Penggabungan seluruh sistem alat

Tahapan penggabungan seluruh sistem alat yaitu sebagai berikut :

a. Menggabungkan piston dengan batang penggerak.

b.

Memasukkan piston ke dalam sistem pemipaan.

c. Menggabungkan pompa dengan sistem transmisi.

d. Menghubungkan pompa dengan kerangka.

e. Menghubungkan pompa dengan turbin angin savonius dua tingkat.

III.2.4 Pengujian Alat

Hal pertama yang dilakukan adalah pengujian terhadap pompa torak secara

manual dengan cara menekan ujung atas pendorong pegas dengan tangan seperti

yang terlihat pada gambar III-17.

Gambar III-17 Pengujian pompa torak secara manual


39/74

III-12

Setelah dilakukan pengujian pompa torak secara manual seperti gambar

III-17 dan telah dipastikan pompa torak dapat bekerja maka pengujian selanjutkan

akan dilakukan setelah dihubungkan dengan turbin angin savonius dua tingkat.

Pengujian alat ini akan dilakukan pada kondisi yang ideal dengan asumsi

kondisi lingkungan seperti :

1.

Kondisi kecepatan angin yang besar dan konstan sehingga alat ini akan

diuji di tempat yang tinggi (di atas gedung lab. Surya).

2. Pengujian dilakukan ketika alat ukur dan peralatan lainnya sudah siap dan

berfungsi dengan baik.

3. Pengujian dilakukan minimal 15 data agar bisa membentuk kurva.

III.2.4.1 Parameter Pengujian

1.

Putaran turbin angin savonius dua tingkat (RPM).

2. Torsi turbin angin savonius dua tingkat (Nm).

3. Volume air hasil pemompaan pompa torak (m3).

4.

Ketinggian air dari sisi hisap sampai sisi keluaran air (meter).

5. Waktu pengamatan (detik).

III.2.4.2

Alat Ukur yang Digunakan

Gambar III-18 merupakan titik pengukuran yang dilakukan untuk

mengetahui parameter yang digunakan untuk menghitung effisiensi pompa.

Gambar III-18 Titik Pengukuran Pompa Torak


40/74

III-13

Berikut adalah alat ukur yang digunakan ketika pengujian.

1. Tachometer

Tachometer digunakan untuk mengukur putaran turbin angin yang

di transmisikan ke pompa torak.

Gambar III-19 Tachometer

2.

Timbangan

Timbangan digunakan untuk menghitung massa pegas untuk setiap

perubahan pegas sejauh sehingga dapat dihitung torsi dengan

mengalikan massa pegas dengan percepatan gravitasi bumi dan jari-jari roda

gigi.

Gambar III-20 Timbangan

3. Gelas ukur

Gelas ukur digunakan untuk mengukur volume air (V) yang telah

terpindahkan oleh pompa torak dari ketinggian tertentu.

Gambar III-21 Gelas ukur

4.

Roll meter

Roll meter digunakan untuk mengukur ketinggian head (H) dari sisi

hisap ke sisi keluaran air.


41/74

III-14

Gambar III-22 Roll meter

5. Stopwatch

Stopwatch digunakan untuk mengetahui waktu (t) sehingga dapat

dihitung debit air berdasarkan volume yang diperoleh dari gelas ukur.

Gambar III-23 Stopwatch

III.2.4.3

Prosedur Percobaan dan Pengujian

1.

Persiapan

Pengujian ini akan dilakukan pada kondisi ideal dengan asumsi kondisi

lingkungan seperti berikut :

a. Memastikan kecepatan angin sesuai dengan desain turbin angin savonius

dua tingkat.

b. Dikarenakan angin tidak konstan maka dilakukan pengambilan data

setiap 5 detik sekali untuk mencatat kecepatan angin.

c. Semasang semua alat ukur pada titik pengukuran yang telah ditentukan.

d. Memastikan sumber air pada sisi hisap terisi penuh.

e.

Memastikan sistem pemipaan tidak ada kebocoran.2. Pengujian

a. Pastikan turbin angin berputar hingga mampu menggerakkanflywheel.

b. Amati ketika air sudah mulai terhisap oleh pompa torak.

c. Ukur parameter yang dibutukan setiap periode waktu yang ditentukan.

d. Pengujian selesai.


42/74

IV-1

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab IV berisi tentang perhitungan mengenai desain pompa torak dan

analisis hasil pengujian untuk mengetahui kinerja pompa torak dengan penggerak

mula turbin angin savonius dua tingkat.

IV.1 Analisa Desain Pompa Torak

Gambar IV-1Keenergian Alat

Gambar IV-1 menunjukkan sistem keenergian pompa torak. Turbin angin

yang berputar akan menghasilkan daya poros (), kemudian akan

ditransmisikan oleh roda gigi menjadi putaran flywheel sehingga menghasilkan

daya poros putaran flywheel (), torsi pada putaran flywheel digunakan ketika

proses hisap sehinggaflywheel tersebut akan menekan pegas dan pegas memiliki

gaya pegas ke arah atas (), sedangkan didalam pompa terdapat berat beban

pompa (). Maka dari itu untuk mendapatkan torsi merupakan selisih dari

kedua gaya tersebut. Dari putaran porosflywheel tersebut akan menghasilkan daya

hidrolik () yang bertujuan untuk memindahkan air dari ketinggian 1 meter.

Kinerja pompa torak ketika proses menghisap air dilakukan oleh gerakan

dari pegas. Maka dari itu terlebih dahulu dilakukan pengujian konstanta pegas

dengan menekan pegas diatas timbangan. Untuk menentukan kemampuan pegas

yang tepat maka telah disajikan pada tabel IV-1 mengenai data hasil pengujian

pegas.


43/74

IV-2

Tabel IV-1 Data hasil pengujian pegas

No x (cm) Massa (Kg)

1 0 0,08

2 1 0,753 2 1,17

4 3 1,62

5 4 1,97

6 5 2,37

7 6 2,82

Dari tabel IV-1 dapat diketahui dari berbagai jarak penekanan pegas maka

massa untuk menekan pegas berbeda-beda. Jarak penekanan pegas tersebut akan

menentukan panjang langkah dari gerak piston.

Besarnya ketinggian antara sisi hisap air dan sisi penyaluran air atau

disebut head berkaitan dengan panjang langkah piston yang ditentukan dari

gerakan pegas.

Dari hasil perhitungan beban pompa yang tersalurkan pada sisi penyaluran

sebagai berikut:

Volume air = r12h1+ r2

2h2

= (3,14 x 1,42 x 10) + (3,14 x 0,642x 80) = 152,95 cm3

Massa air = 152,95 cm3 x 1 gram/cm3= 0,152 gram = 0,15 kg

Massa piston dan batang penggerak = 0,17 kg

Jadi beban pompa pada head1 meter adalah:

mb = 0,15 kg +0,17 kg = 0,32 kg

Tabel IV-2 Hasil perhitungan massa beban pada berbagai head

Nor1

(cm)

r2

(cm)

H1

(cm)

H2

(cm)

H

total

(cm)

H

total

(m)

volume

air

(cm3)

massa

air

(Kg)

massa

batang

(Kg)

mb

(kg)

1 1,40 0,64 5 95 100 1,00 152,95 0,15 0,17 0,32

2 1,40 0,64 5 145 150 1,50 217,26 0,21 1,17 1,38

3 1,40 0,64 5 195 200 2,00 281,57 0,28 2,17 2,45

4 1,40 0,64 5 245 250 2,50 345,87 0,34 3,17 3,51

5 1,40 0,64 5 295 300 3,00 410,18 0,41 4,17 4,58


44/74

IV-3

Keterangan :

r1 = jari-jari silinder

r2 = jari-jari pipa penyaluran

H1 = tinggi silinder

H2 = tinggi pipa penyaluran

Gambar IV-2 Hubungan Head dan Panjang Langkah terhadap Massa

Dari gambar IV-2 menunjukkan kurva hubungan head terhadap massa

beban dan kurva hubungan panjang langkah terhadap massa pegas. Pada panjang

langkah tertentu dapat dicari head maksimal sehingga dari gambar IV.2

memperlihatkan ketika panjang langkah 6 cm jika diplot ke garis biru [H = f(mb)]

maka didapatkan headmaksimal sebesar 2 meter. Maka head maksimal untuk sisi

hisap dengan sisi penyaluran air hanya mampu menyalurkan air hingga ketinggian

2 meter.

Dari pengujian tersebut dapat dihitung torsi. Torsi pada flywheel

dibutuhkan ketika proses hisap saja, dimana ketika flywheel menekan pegas.

Sedangkan pegas telah terdefleksi sejauh x dimana tertarik oleh beban pompa.

Sehingga torsi tersebut merupakan gaya pegas dikurangi berat beban yang

diangkat pegas.

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 2 3 4 5

Head(m)

PanjangLa

ngkah(cm)

massa (Kg)

Hubungan Head dan Panjang Langkah terhadap Massa

H = f (mb)

L = f (mp)


45/74

IV-4

Berikut adalah hitungan torsi pada panjang langkah 3 cm dan 4 cm adalah:

Nilai 0,02 merupakan jari-jari dari roda gigi 2.

Setelah komponen pompa torak selesai dibuat maka dilakukan pengujian

pompa torak secara manual menekan ujung batang penggerak piston dengan

tangan berdasarkan variabel jarak langkah kerja. Setelah diketakui volume rata-

rata dari hasil pengujian maka akan dibandingkan dengan volume berdasarkan

perhitungan teori. Perhitungan secara teori merupakan volume dari silinder tempatpiston bergerak dengan jari-jari sebesar 1,4 cm dengan berbagai panjang langkah.

Telah disajikan pada tabel IV-3 mengenai hasil pengujian pompa torak secara

manual.

Tabel IV-3 Hasil pengujian pompa torak secara manual

no

Proses

Hisap(kali)

panjang langkah (cm)

2 3 4 5

V

(ml)

V perproses

hisap

(ml)

V

(ml)

V perproses

hisap

(ml)

V

(ml)

V perproses

hisap

(ml)

V

(ml)

V perProses

Hisap

(ml)

1 10 16 1,60 120 12,00 180 18,00 210 21,00

2 20 78 3,90 210 10,50 360 18,00 450 22,50

3 30 150 5,00 360 12,00 540 18,00 660 22,50

4 40 240 6,00 480 12,00 690 17,25 270 6,75

5 50 360 7,20 570 11,4 900 18,00 1080 21,60

Volume

Pengujian 4,74 11,58 17,85 18,77

Teori 12,3 18,46 24,61 30,77


46/74

IV-5

Gambar IV-3 Perbandingan Volume Hasil Pengujian dengan Teori

Gambar IV-3 menunjukkan bahwa volume hasil pengujian lebih kecil

daripada volume hasil perhitungan secara teori. Maka dapat dikatakan terdapat

rugi-rugi dari pompa torak yang dibuat. Rugi-rugi tersebut dapat disebabkan oleh

adanya kebocoran saat pompa menghisap air sehingga pompa tidak hanya

menghisap air namun udara juga.

Pengujian dilakukan pada panjang langkah 4 cm dan 3 cm dengan head1

meter. Hal tersebut disesuaikan dengan kondisi angin disekitar tempat pengujianagar putaran dari poros turbin yang ditransmisikan pada putaran flywheel tetap

mampu menggerakkan pompa torak.

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5

Volume(mL)

L (cm)

Perbandingan Volume Hasil Pengujian dengan

Teori

pengujian

teori


47/74

IV-6

IV.2 Data Pengujian


Angin saat L = 4 cm

No n2

(RPM)V

(m3)T(s)

Q(m3/s)

Psh

(Watt)Ph

(Watt)Eff pompa

(%)

1 5,42 50 x 10- 20 2,50 x 10- 0,21 0,02 11,68

2 11,77 200 x 10- 30 6,67 x 10- 0,45 0,06 14,32

3 11,11 200 x 10- 30 6,67 x 10- 0,43 0,06 15,18

4 8,75 65 x 10- 20 3,25 x 10- 0,34 0,03 9,39

5 15,00 234 x 10- 30 7,83 x 10- 0,58 0,07 13,15

6 15,66 295 x 10- 30 9,83 x 10- 0,61 0,10 15,88

7 17,44 340 x 10- 30 11,33 x 10- 0,67 0,11 16,44

8 18,17 270 x 10- 30 9,00 x 10- 0,70 0,09 12,54

9 15,44 285 x 10- 30 9,50 x 10- 0,59 0,09 15,57

10 22,00 380 x 10- 30 12,70 x 10- 0,85 0,12 14,57

11 22,89 340 x 10- 30 11,30 x 10- 0,89 0,11 12,53

12 17,94 330 x 10- 30 11,00 x 10- 0,69 0,11 15,51

13 19,94 375 x 10-6 30 12,50 x 10-6 0,77 0,12 15,86

14 22,83 445 x 10- 30 14,80 x 10- 0,88 0,15 16,44

15 27,17 505 x 10- 30 16,80 x 10- 1,05 0,16 15,68


48/74

IV-7


Angin saat L = 3 cm

Non2

(RPM)

V

(m3

)

T

(s)

Q

(m3

/s)

Psh

(Watt)

Ph

(Watt)

Eff pompa

(%)1

12,05 115 x 10-6 30 3,83 x 10-6 0,36 0,03 10,26

221,00 230 x 10-6 30 7,67 x 10-6 0,63 0,07 11,78

329,77 370 x 10-6 30 12,30 x 10-6 0,90 0,12 13,37

412,05 80 x 10-6 30 2,67 x 10-6 0,36 0,02 7,14

517,44 190 x 10-6 30 6,33 x 10-6 0,52 0,06 11,72

631,05 415 x 10-6 30 13,80 x 10-6 0,94 0,13 14,38

724,11 280 x 10-6 30 9,33 x 10-6 0,73 0,09 12,49

822,00 250 x 10-6 30 8,33 x 10-6 0,66 0,08 12,22

921,61 225 x 10-6 30 7,50 x 10-6 0,65 0,07 11,20

1012,27 125 x 10-6 30 4,17 x 10-6 0,37 0,04 10,95

1114,27 155 x 10-6 30 5,17 x 10-6 0,43 0,05 11,68

1227,94 340 x 10-6 30 11,30 x 10-6 0,84 0,11 13,09

1329,72 385 x 10-6 30 12,80 x 10-6 0,90 0,12 13,94

14

11,27 100 x 10

-6

30 3,33 x 10

-6

0,34 0,03 9,5415

15,66 107 x 10-6 30 5,67 x 10-6 0,47 0,05 11,67


49/74

IV-8

IV.3 Analisa Grafik Hasil Pengujian

1. Hubungan putaranflywheelterhadap debit air

Gambar IV-4 Hubungan Putaran Flywheel terhadap Debit Air

Dari gambar IV-4 menunjukkan perbandingan hubungan putaran

flywheel terhadap debit air saat panjang langkah 4 cm dan saat panjang

langkah sebesar 3 cm. Putaran flywheelsaat panjang langkah piston sejauh 3

cm lebih besar dibandingkan pada panjang langkah piston sejauh 4 cm. Hal

tersebut dikarenakan saat L = 4 cm massa beban yang ditekan oleh flywheel

lebih besar dibandingkan saat L = 3 cm sehingga putaranflywheelakan lebih

cepat saat massa beban lebih ringan. Terlihat dari gambar IV-4 menunjukkan

putaran yang cepat maka akan menghasilkan debit air yang banyak pula.

putaran flywheel rata-rata saat L = 4 cm sebesar 16,76 RPM sedangkan

putaran flywheel rata-rata saat L = 3 cm sebesar 20, 14 RPM. Jadi semakin

kecil jarak langkah piston maka semakin besar putaran flywheel. Semakinbesarnya putaran flywheelmaka akan semakin besar debit yang tersalurkan.

Putaran flywheelmerupakan sepertiga dari putaran poros turbin dikarenakan

antara roda gigi 1 (yang terhubung ke poros turbin) dengan roda gigi 2 (yang

terhubung ke poros flywheel) memiliki rasio putaran 3:1. Tiga kali putaran

poros turbin hanya memutarkan satu kaliflywheel.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 5 10 15 20

Putaranflywheel(RPM)

Debit ( x 10-6m3/s )

Hubungan putaranflywheelterhadapdebit air

L = 4 cm

L = 3 cm


50/74

IV-9

2. Hubungan daya poros terhadap debit air

Gambar IV-5 Hubungan Daya Poros terhadap Debit Air

Gambar IV-5 menunjukkan hubungan daya poros terhadap debit

air. Daya poros saat L = 3 cm sedikit lebih besar dibandingkan daya poros

saat L = 4 cm. Semakin besar daya poros maka semakin besar pula debit air

yang tersalurkan. Daya poros tersebut dipengaruhi oleh putaran flywheeldan

torsi dari masing masing jarak langkah.

3. Hubungan daya hidrolik terhadap debit air

Gambar IV-6 Hubungan Daya Hidrolik terhadap Debit Air

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20

DayaPoros(Watt)

Debit ( x 10-6 m3/s )

Hubungan daya poros terhadap debit

air

L = 4 cm

L = 3 cm

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0 5 10 15 20

Dayahidrolik(Watt)


Hubungan daya hidrolik terhadap

debit air

L = 4 cm

L = 3 cm


51/74

IV-10

Gambar IV-6 menunjukkan hubungan daya hidrolik terhadap debit air

berdasarkan perbedaan jarak langkah. Dari gambar IV-6 terlihat kurva yang

sejajar saat L = 4 cm dengan L = 3 cm. Maka dari itu dapat disimpulkan

semakin besarnya jarak langkah tidak terlalu berpengaruh terhadap daya

hidrolik yang dihasilkan.

4.

Hubungan effisiensi pompa terhadap debit air

Gambar IV-7 Hubungan Effisiensi Pompa terhadap Debit Air

Gambar IV-7 menunjukkan semakin besar debit maka semakin besar

effisiensi pompa yang didapat namun tidak menunjukkan perubahan nilai

yang signifikan. Effisiensi pompa saat L = 4 cm bernilai lebih besar

dibandingkan effisiensi pompa saat L = 3 cm. Hal tersebut dikarenakan pada

saat L = 3 cm yaitu daya porosnya besar namun daya hidroliknya besar

sedangkan pada saat L = 4 cm yaitu daya porosnya kecil namun daya

hidroliknya relatif besar. Nilai effisiensi rata-rata saat L = 4 cm sebesar 14,31% sedangkan nilai effisiensi rata-rata saat L = 3 cm sebesar 11,69 %.

0

5

10

15

20

0 5 10 15 20

Effisiensipompa(

%)

Debit ( x 10--6m3/s )

Hubungan effisiensi pompa terhadap

debit air

L = 4 cm

L = 3 cm


52/74

IV-11

IV.4 Data dan Analisa Hasil Pengujian Sistem

Adapun data mengenai turbin angin savonius dua tingkat akan disajikan

pada tabel IV-6 dengan panjang langkah piston sebesar 4 cm.

Tabel IV-6 Data hasil pengujian sistem

Nov

(m/s)

n1

(RPM)V (m3)

T

(s)

Q

(m3/s)

PA

(Watt)

Ph

(Watt)

Eff

sistem

(%)

1 1,10 16,26 50 x 10- 20 2,50 x 10- 0,79 0,02 2,53

2 1,40 35,31 200 x 10- 30 6,67 x 10- 1,64 0,06 3,07

3 1,77 33,33 200 x 10- 30 6,67 x 10- 3,33 0,06 3,97

4 1,92 26,25 65 x 10-

20 3,25 x 10-

4,25 0,03 1,96

5 2,08 45,00 234 x 10- 30 7,83 x 10- 5,39 0,07 0,75

6 2,13 46,98 295 x 10- 30 9,83 x 10- 5,79 0,10 1,41

7 2,27 52,32 340 x 10- 30 11,33 x 10- 7,02 0,11 1,66

8 2,37 54,41 270 x 10- 30 9,00 x 10- 7,98 0,09 1,12

9 2,80 46,32 285 x 10- 30 9,50 x 10- 13,17 0,09 1,10

10 2,92 66,00 380 x 10-6 30 12,70 x 10-6 14,93 0,12 0,71

11 2,98 68,67 340 x 10

-

30 11,30 x 10

-

15,88 0,11 0,8312 3,18 53,82 330 x 10- 30 11,00 x 10- 19,29 0,11 0,70

13 3,28 59,82 375 x 10- 30 12,50 x 10- 21,17 0,12 0,56

14 3,85 68,49 445 x 10- 30 14,80 x 10- 34,24 0,15 0,58

15 5,30 81,51 505 x 10- 30 16,80 x 10- 89,33 0,16 0,42

Pompa torak dapat bekerja karena adanya daya poros dari turbin angin

savonius dua tingkat. Turbin angin savonius dua tingkat dapat berputar karena

adanya daya angin. Daya angin dipengaruhi oleh kecepatan angin (v dalam m/s).

Tabel IV-6 menyajikan data hasil pengujian pada panjang langkah piston 4 cm

dikarenakan ketika panjang langkah piston sebesar 4 cm lebih effisien

dibandingkan pada jarak langkah sebesar 3 cm sehingga dapat dihitung effisiensi

sistem dari alat. Dimana effisiensi sistem diperoleh dari daya output berupa daya

hidrolik dan daya input berupa daya angin.


53/74

IV-12

Gambar IV-8 Hubungan Kecepatan Angin terhadap Debit Air

Gambar IV-8 menunjukkan hubungan kecepatan angin terhadap debit air

yang tersalurkan oleh pompa. Semakin besar kecepatan angin maka semakin besar

juga debit air yang tersalurkan. Kecepatan angin rata-rata setelah pengujian

dilakukan yaitu sebesar 2,6 m/s. Pompa torak dapat bergerak mulai dari

kecepatan angin minimum sebesar 1,1 m/s.

0

2

4

6

0 5 10 15 20kecepatanangin(m/s)


Hubungan kecepatan angin terhadap

debit air

v = f (Q)


54/74

V-1

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab V berisikan kesimpulan dari hasil yang telah didapatkan dan

terdapat saran untuk menghasilkan nilai pengujian yang lebih optimum.

V.1 Simpulan

Dari hasil pembuatan, pengujian, perhitungan dan pembahasan maka pada

penyusunan tugas akhir ini dapat disimpulkan:

1. Pompa torak dapat bergerak mulai dari kecepatan angin minimal

sebesar 1,1 m/s.

2. Nilai effisiensi pompa torak dipengaruhi oleh putaran flywheel dan

debit air yang tersalurkan.

3.

Panjang langkah 4 cm memiliki nilai effisiensi lebih besar

dibandingkan pada panjang langkah 3 cm sehingga semakin besar

panjang langkah maka effisiensi pompa torak semakin besar pula.

4.

Debit maksimal yang diperoleh sebesar 16,80 x 10-6 m3/s dengan

putaranflywheel27,17 RPM pada jarak langkah piston sebesar 4 cm.5. Effisiensi tertinggi pompa torak yang diperoleh sebesar 16,44 % dan

didapatkan effisiensi rata-rata pompa torak sebesar 14,31 % pada jarak

langkah piston sebesar 4 cm.

6. Rugi-rugi pada pompa torak terjadi pada sistem transmisi dan karena

adanya kebocoran sehingga yang dihisap pompa tidak hanya air

namun beserta udara.

7. Nilai effisiensi sistem maksimum sebesar 3,97 % dengan nilai rata-

rata sebesar. 1,42 %.


55/74

V-2

V.2 Saran

Saran yang dapat diberikan guna meningkatkan pengembangan pompa

torak dengan penggerak mula turbin angin savonius dua tingkat adalah sebagai

berikut:

1. Diameter silinder diperbesar dari 28 mm menjadi 56 mm sehingga air

yang dipompakan semakin banyak.

2.

Pompa torak disarankan digunakan pada head sejauh 2 meter dengan

panjang langkah piston sejauh 6 cm.

3. Pompa torak dengan penggerak mula turbin angin savonius dua

tingkat ini sangat disarankan untuk diaplikasikan di wilayah dengan

potensi kecepatan angin sedang yaitu sekitar 2 m/s sampai 4 m/s.Karena jika kecepatan yang terlalu rendah maka pompa torak tidak

dapat beroperasi dan jika kecepatan angin terlalu besar maka dapat

merusak kontruksi turbin angin.

4. Kerangka yang dibuat harus kuat untuk mengatasi jika potensi

kecepatan angin sangat besar yaitu diatas 5 m/s.

5. Ketika melakukan pengujian untuk mendapatkan data, disarankan

kecepatan angin dan putaran turbin dicatat setiap 5 detik dikarenakan

hasil pengukuran yang terbaca fluktuatif.


56/74

3

DAFTAR PUSTAKA

Dietzel, Fritz. 1996. Turbin, Pompa dan Kompresor. Alih Bahasa Dakso Sriyono. Jakarta:

Erlangga.

Edwards, Hicks. 1996. Teknologi Pemakaian Pompa. Jakarta : Erlangga.

Raswari. 1986. Teknologi dan Perencanaan Sistem Perpipaan. Jakarta : Universitas

Indonesia.

Suhariono, Edi. 2008. Analisa Head Losses dan Koefisien Gesek pada Pipa. Kalimantan

Timur : Kalimantan Scientiae.

Sularso. 2004.Pompa dan Kompresor. Jakarta: PT Pradnya Paramitha.

Sutrisno. 1997.Fisika Dasar Mekanika, Seri Fisika. Bandung : ITB.

Suwono, Agus. 2008. Evaluasi Unjuk Kerja Kompresor Torak. Dari

http://www.agussuwasono.com (diakses tanggal 23 Januari 2015)

Tipler, P.A.. 1998.Fisika untuk Sains dan TeknikJilid 1 (terjemahan). Jakarta : Erlangga.

xiii
http://www.agussuwasono.com/http://www.agussuwasono.com/


57/74

LAMPIRAN A


58/74

Tabel pengukuran pengambilan data kecepatan angin

No

v (m/s)

1 2 3 4 5 6 v rata-rata

1 1,40 2,10 2,20 - - - 1,90

2 2,00 2,10 1,20 - - - 1,76

3 1,60 2,50 2,30 - - - 2,13

4 2,30 3,50 2,60 - - - 2,80

5 1,50 1,50 1,40 1,50 1,20 1,30 1,40

6 1,60 2,00 2,20 2,30 2,40 2,00 2,08

7 2,40 2,00 4,00 2,50 3,70 3,40 3,00

8 6,90 6,30 7,80 5,20 4,50 1,10 5,30

9 3,70 2,80 2,90 2,90 30 2,60 2,98

10 1,40 3,80 1,80 2,90 1,70 2,60 2,36

11 2,80 2,40 1,80 2,30 3,60 4,10 2,83

12 4,10 2,70 3,10 2,70 2,60 2,30 2,91

13 2,60 3,10 3,00 3,20 3,20 3,00 3,01

14 4,40 2,90 1,00 1,80 1,90 2,50 2,42

15 1,30 2,60 1,80 2,20 3,20 1,90 2,16

16 4,80 5,10 3,50 1,60 2,90 2,90 3,46

17 3,70 4,60 4,50 3,30 3,90 3,90 3,98

18 4,10 4,00 4,30 3,10 3,90 3,70 3,85

19 3,30 4,00 2,80 2,80 2,90 2,20 3,00

20 4,80 5,30 3,50 3,80 4,10 3,60 4,18

21 2,90 3,80 3,40 4,10 3,00 2,60 3,30

22 3,70 2,70 2,50 2,10 1,40 1,20 2,26

23 3,20 4,00 3,90 2,70 2,60 3,30 3,28

24 3,50 1,90 4,30 3,00 3,20 3,20 3,18


59/74

Tabel pengukuran pengambilan data putaran poros turbin

NoN1(RPM)

1 2 3 4 5 6 N1rata-rata

1 48 51 49 - - - 49,33

2 42 38 20 - - - 33,33

3 50 46 45 - - - 47,00

4 48 41 50 - - - 46,33

5 45 40 35 30 32 30 35,33

6 48 43 42 45 47 45 45,00

7 50 53 60 59 50 53 54,16

8 105 101 87 76 66 54 81,50

9 83 67 60 66 72 64 68,66

10 65 53 42 27 62 78 54,50

11 40 32 22 28 40 63 37,50

12 99 76 63 61 50 47 66,00

13 52 45 42 53 51 48 48,50

14 63 47 35 28 21 16 35,00

15 51 47 47 39 44 34 43,66

16 51 46 33 26 24 19 33,16

17 56 71 81 72 70 69 69,83

18 72 74 82 73 64 63 71,33

19 52 63 51 44 45 37 48,66

20 60 63 53 66 60 57 59,83

21 59 52 73 69 63 54 61,66

22 73 64 57 48 39 33 52,33

23 64 71 69 56 48 51 59,83

24 59 56 59 53 50 46 53,83


60/74

Tabel hasil pengujian pompa torak dengan turbin angin

No v A N1 N2 T g V t Q H PA Psh PhEff

turbin

Eff

pompa

Eff

sistem

m/s m2

kg/m3

RPM RPM Nm kg/m3

m/s2

mL s m3/s m Watt Watt Watt % % %

1 1,90 1 1,2 49,33 16,44 0,37 1000 9,8 270 30 9,00 x 10-6

1 4,11 0,63 0,09 15,47 13,84 2,14

2 1,76 1 1,2 33,33 11,11 0,37 1000 9,8 200 30 6,67 x 10-6

1 3,31 0,43 0,06 13,00 15,18 1,97

3 2,13 1 1,2 47,00 15,67 0,37 1000 9,8 295 30 9,83 x 10-6

1 5,82 0,61 0,09 10,41 15,88 1,65

4 2,80 1 1,2 46,33 15,44 0,37 1000 9,8 285 30 9,50 x 10-6

1 13,17 0,59 0,09 4,54 15,56 0,70

5 1,40 1 1,2 35,33 11,78 0,37 1000 9,8 200 30 6,67 x 10-6 1 1,65 0,45 0,06 27,70 14,32 3,96

6 2,08 1 1,2 45,00 15,00 0,37 1000 9,8 235 30 7,83 x 10-6

1 5,42 0,58 0,08 10,70 13,21 1,41

7 3,00 1 1,2 54,17 18,06 0,37 1000 9,8 315 30 10,50 x 10-6

1 16,20 0,69 0,10 4,31 14,71 0,63

8 5,30 1 1,2 81,50 27,17 0,37 1000 9,8 505 30 16,80 x 10-6 1 89,33 1,05 0,16 1,17 15,68 0,189 2,98 1 1,2 68,67 22,89 0,37 1000 9,8 340 30 11,30 x 10

-6 1 15,93 0,88 0,11 5,56 12,52 0,69

10 2,37 1 1,2 54,50 18,17 0,37 1000 9,8 270 30 9,00 x 10-6

1 7,95 0,70 0,09 8,84 12,53 1,11

11 2,83 1 1,2 37,50 12,50 0,37 1000 9,8 140 30 4,67 x 10-6

1 13,65 0,48 0,04 3,54 9,44 0,33

12 2,92 1 1,2 66,00 22,00 0,37 1000 9,8 380 30 12,70 x 10-6

1 14,89 0,85 0,12 5,72 14,57 0,83

13 3,02 1 1,2 48,50 16,17 0,37 1000 9,8 185 30 6,17 x 10-6

1 16,47 0,63 0,06 3,80 9,65 0,36

14 2,42 1 1,2 35,00 11,67 0,37 1000 9,8 140 30 4,67 x 10-6

1 8,47 0,45 0,04 5,33 10,12 0,54

15 2,17 1 1,2 43,67 14,56 0,37 1000 9,8 200 30 6,67 x 10-6

1 6,10 0,56 0,06 9,23 11,59 1,07

16 3,47 1 1,2 33,17 11,06 0,37 1000 9,8 120 30 4,00 x 10-6 1 24,99 0,42 0,04 1,71 9,15 0,15

17 3,98 1 1,2 69,83 23,28 0,37 1000 9,8 330 30 11,00 x 10-6

1 37,92 0,90 0,11 2,37 11,96 0,28

18 3,85 1 1,2 71,33 23,78 0,37 1000 9,8 290 30 9,67 x 10-6

1 34,24 0,92 0,09 2,68 10,28 0,27

19 3,00 1 1,2 48,67 16,22 0,37 1000 9,8 155 30 5,17 x 10-6

1 16,20 0,63 0,05 3,88 8,05 0,31

20 4,18 1 1,2 59,83 19,94 0,37 1000 9,8 220 30 7,33 x 10-6

1 43,92 0,77 0,07 1,76 9,30 0,16

21 3,30 1 1,2 61,67 20,56 0,37 1000 9,8 370 30 12,3 x 10-6

1 21,56 0,79 0,12 3,69 15,18 0,56

22 2,26 1 1,2 52,33 17,44 0,37 1000 9,8 340 30 11,3 x 10-6 1 6,99 0,67 0,11 9,67 16,44 1,5823 3,28 1 1,2 59,83 19,94 0,37 1000 9,8 375 30 12,5 x 10

-6 1 21,24 0,77 0,12 3,63 15,86 0,57

24 3,18 1 1,2 53,83 17,94 0,37 1000 9,8 330 30 11,00 x 10-6 1 19,35 0,69 0,11 3,59 15,51 0,55


61/74

LAMPIRAN B


62/74


63/74


64/74


65/74


66/74


67/74


68/74


69/74


70/74


71/74


72/74

LAMPIRAN C


73/74

kopling Piston

Flywheel


74/74

Pemipaan Sistem transmisi

Sumber air

Turbin angin savonius 2 tingkat

Date post:	01-Mar-2018
Category:	Documents
Upload:	david-sugiarto
View:	226 times
Download:	0 times

Bismillah Laporan TA-121711020

Documents