BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pompa Hidraulik Ram (Hydraulic ... II.pdf¢  akibat adanya energi kinetik

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pompa Hidraulik Ram (Hydraulic ... II.pdf¢  akibat adanya...

  • 5

    BAB II

    TINJAUAN PUSTAKA

    2.1 Pompa Hidraulik Ram (Hydraulic Ram Pump)

    Pompa hidrolik ram salah satu jenis pompa dimana fungsinya

    menaikkan fluida menuju tempat lebih tinggi dari sumber air dan

    penggerakkannya tanpa memerlukan listrik ataupun bahan bakar minyak,

    akibat adanya energi kinetik yang berasal dari air itu sendiri pompa

    hidram akan bergerak dengan sendirinya. Letak pompa yang lebih rendah

    dari sumber air tampungan akan mengalirkan air dari suatu tampungan

    atau sumber ke dalam pompa hidraulik ram melewati pipa penghantar

    (Taye, 1998).

    Pengoperasian pompa hidraulik ram memiliki lebih banyak kelebihan

    daripada jenis pompa lainnya, yaitu tidak memerlukan adanya tambahan

    sumber tenaga, bekerja berkesinambungan selama 24 jam tanpa berhenti,

    tanpa perlu pelumasan, biaya pengoperasiannya terjangkau, karena hanya

    memiliki 2 bagian yang bergerak sangat kecil kemungkinan terjadinya

    keausan, pompa hidram dapat dibuat dengan peralatan yang sederhana

    serta perawatan yang lebih sederhana serta mampu bekerja pada kondisi

    apapun dengan efisien, sehingga banyak pendapat yang mengatakan

    pompa hidram lebih ekonomis dari jenis pompa lainnya (Sularso dan

    Haruo, 2004).

    Pompa hidraulik ram yang memanfaatkan adanya tenaga air jatuh

    yang berasal dari ketinggian tertentu lalu air tersebut akan dialirkan

  • 6

    menuju ke dalam pipa akan mengakibatkan terjadinya tekanan dinamik

    pada badan pompa hidraulik ram, sehingga pompa ini akan bergerk secara

    otomatis. Sejumlah air akan terdorong ke tempat yang lebih tinggi akibat

    tekanan tersebut. Proses ini akan menimbulkan selisih tekanan yang tinggi

    akibat berubahnya energi genetik aliran air dengan kecepatan tertentu akan

    berubah jadi tekanan dinamik. Akibat tekanan yang tinggi di dalam

    pompa, tekanan dinamik tersebut menimbulkan adanya palu air. Proses

    penutupan serta pembukaan katup pengantar dan katup limbah secara

    bergilir akan memaksa air naik menuju pipa pengantar yang disebabkan

    oleh tekanan dinamik yang diteruskan (Hanafie, 1979).)

    Manfaat yang dapat diterima dalam menggunakan pompa hidraulik ram

    diantaranya:

    1) Mengairi usaha perikanan atau tambak pada kolam.

    2) Memenuhi pemasokkan kebutuhan air pada industri atau pabrik-

    pabrik pengolahan,

    3) Mengairi sawah, ladang, atau perkebunan dimana pasokan air

    dibutuhkan secara terus-menerus, dimana kondisi sawah, ladang

    dan perkebunan yang tadah hujan yang tidak terjangkau dari

    irigasi serta sumber air yang lebih rendah.

    4) Aliran mampu menghasilkan listrik bila dihubungkan dengan

    generator yang dihasilkan akibat kekuatan air yang masuk dari

    pompa hidraulik ram untuk pergerakkan turbin yang berputar.

    5) Menyediakan air pada usaha peternakan.

  • 7

    2.2 Mekanisme Pompa Hidraulik Ram

    Mekanisme kerja pompa hidraulik ram ialah dengan melipatgandakan

    kekuatan pukulan sumber air yang merupakan input menuju tabung

    pompa hidraulik ram serta menghasilkan ouput sesuai dengan lokasi yang

    diperlukan dan volume air tertentu. Proses tersebut merupakan proses

    mekanisme perubahan energi kinetik menjadi tekanan dinamis sehingga

    menimbulkan peristiwa palu air atau water hammer yang mngakibatkan

    terjadinya tekanan tinggi di dalam pipa. Katup limbah dan katup

    penghantar yang membuka dan menutup secara bergantian menyebabkan

    terjadinya tekanan dinamik lalu akan diteruskan menuju tabung udara yang

    mana berfungsi sebagai kompresor untuk mengankat air menuju pipa

    penghantar.

    Berdasarkan letak katup limbah atau klep buang serta perubahan

    kecepatan fluida terhadap waktu cara kerja pompa hidraulik ram dapat

    dibagi menjadi 4 tahapan, pada gambar 2.1 dibawah ini.

    (Mohammed, 2007)

    Gambar 2.1 Cara kerja pompa hidraulik ram

  • 8

    Berdasarkan Gambar 2.1 cara kerja pompa hidram dapat dibagi menjadi

    4 tahapan yaitu :

    1. Akselerasi

    Akselerasi diawali dengan terbukanya katup limbah dan

    mulai mengalirnya fluida dari sumber melewati pipa

    pemasukkan, badan hidram telah terpenuhi lalu keluar

    melewati katup limbah. Ketinggian pada sumber air

    mempengaruhi fluida tersebut sehingga mengalami percepatan

    aliran sampai dengan kecepatannya samadengan nol. Posisi

    katup limbah dalam keadaan tertutup. Keadaan ini dimana

    tabung udara tidak mengalami tekanandan dan belum

    adanya air yang telah keluar melewati pipa penghantar. Pada

    Gambar 2.2 dapat dilihat Skema pompa hidraulik ram pada

    tahap akselerasi.

    (Mohammed, 2007)

    Gambar 2.2 Skema pompa hidraulik ram pada tahap askselerasi

  • 9

    2. Kompresi

    Pada tahapan kedua ini badan pompa telah dipenuhi oleh

    air. Katup limbah mulai menutup perlahan hingga tertutup

    penuh. Air yang bergerak ke segala arah dengan sangat cepat

    akan mengakibtkan energi gerak terkumpul kemudian berubah

    menjadi energi tekan. Proses penutupan katup limbah yang baik

    terjadi sangat cepat. Pada gambar 2.3 dapat dilihat Skema

    pompa hidraulik ram saat kompresi.

    (Mohammed, 2007)

    Gambar 2.3 Skema pompa hidraulik ram pada tahapan

    kompresi

    3. Penghantar

    Katup limbah masih tetap tertutup pada tahapan ini.

    Penutupan katup secara mendadak tersebut telah

    menimbulkan tekanan yang lebih besar dari tekanan statis

    terhadap pipa pemasukan . Katup penghantar akhirnya terbuka

  • 10

    dengan sangat cepat mengakibatkan air akan memompa masuk

    menuju tabung udara sebagian. Udara dalam tabung udara akan

    mengembang bertujuan memberikan kesimbangan pada tekanan

    kemudian mendorong air keluar melewati pipa penghantar.

    Pada gambar 2.4 Skema pada tahap ini dapat dilihat.

    (Mohammed, 2007)

    Gambar 2.4 Skema pompa hidraulik ram pada tahapan

    penghantar

    4. Rekoil

    Tahap akhir dimana katup pengantar telah menutup lalu

    tekanan yang berhampiran pada katup penghantar dalam

    keadaan lebih besar daripada tekanan statis di pipa pemasukan,

    mengakibatkan aliran air akan berbalik arah dari badan pompa

    hidraulik ram ke sumber air. Pada tahap rekoil sejumlah udara

    dari luar masuk ke pompa akibat terjadinya kevakuman pada

    hidram. Akibat berat katup limbah itu sendiri sehingga katup

    limbah kembali terbuka maka tekanan di sisi bawah katup

  • 11

    limbah mulai berkurang. Sebelum siklus berikutnya terjadi,

    tekanan air pada pipa akan kembali ke tekanan statis

    (Mohammed, 2007)

    Gambar 2.5 Skema pompa hiidram pada tahapan rekoil

    Sistem yang ideal pada kecepatan aliran serta tekanan aliran di pipa

    input serta katup limbah dalam satu siklus kerja pompa hidraulik ram

    dapat diperhatikan pada diagram siklus yang menunjukan satu siklus

    denyut tekanan dari hidraulik ram dilihat pada gambar 2.6 ( Hanafie,

    1979) :

    Periode 1. : pada akhir siklus sebelumnya, kecepatan air melalui

    hidram mulai mengalami penambahan, air melewati katup

    limbah yang sedang terbuka, timbul tekanan negative

    kecil dalam hidraulik ram.

    Periode 2 : aliran yang mengalami penambahan sampai

    maksimum melalui katup limbah yang telah terbuka dan

    tekanan dalam pipa pemasukan juga mengalami

    penambahan secara bertahap.

  • 12

    Periode 3 : katup limbah akan tertutup sehingga menyebabkan

    naiknya tekanan dalam hidraulik ram. Kecepatan aliran di

    dalam pipa pemasukan telah mencapai titik maksimum.

    Periode 4 : katup limbah yang menutup telah menyebabkan palu

    air (water hammer) yang akan mendorong air melewati

    katup pengantar. Kecepatan aliran pipa pemasukan akan

    berkurang dengan cepat.

    Periode 5 : denyut tekanan terupukul ke dalam pipa pemasukan,

    mengakibatkan timbulnya hisapan kecil dalam hidraulik

    ram. Katup limbah yang membuka karena adanya

    hisapan tersebut dan juga akibat beratnya sendiri. Air

    akan mengalir kembali melewati katup limbah dan skilus

    hidraulik ram akan berulang kembali.

    ( Hanafie, 1979 )

    Gambar 2.6 Diagram siklus satu kerja pada pompa hidraulik ram.

  • 13

    2.3 Komponen Utama Pompa Hidraulik Ram

    Pembentukan satu sistem pada pompa hidraulik ram biasanya

    terdiri dari beberapa komponen penyusun seperti (Hanafie, 1979 ) :

    1. Ruang udara (air chamber).

    2. Katup pengantar (delivery valve).

    3. Katup limbah (waste valve).

    4. Pipa pemasukan (drive pipe).

    5. Katup udara (air valve).

    6. Pipa pengeluaran atau pipa pengantar (delivery pipe).

    (Hanafie, 1979 )

    Gambar 2.7 Komponen Hidraulik ram

    2.3.1 Pipa pemasukan (drive pipe)

    Pipa pemasukan merupakan salah satu komponen terpenting

    dalam pompa hidraulik ram. Sebuah Pipa pemasukan harus mampu

    menghentikan tekanan tinggi yang terjadi karena menutupnya katup

  • 14

    limbah secara mendadak