8

Click here to load reader

Desain Dan Pengujian Prestasi Pompa Pancar (Jet Pump)

Embed Size (px)

DESCRIPTION

design

Citation preview

Page 1: Desain Dan Pengujian Prestasi Pompa Pancar (Jet Pump)

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 9, No. 29. Agustus 2008

DESAIN DAN PENGUJIAN PRESTASI POMPA PANCAR (JET PUMP)

Abdul Makhsud

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik UMI

Jl. Urip Sumoharjo KM.05 Kampus II UMI

Tlp. 0411 443685, Email: [email protected] atau [email protected]

ABSTRAK

Pompa pancar (jet pump atau ejector) adalah suatu pompa yang terdiri dari sebuah tabung

pancar, nosel konvergen dan venturi yang berbentuk konvergen divergen (diffuser). Pada bagian

konvergen dihubungkan dengan sebuah pipa yang berfungsi sebagai pipa isap. Fluida dapat

terisap oleh pompa pancar karena adanya daya penggerak dalam bentuk energi tekanan fluida

yang dialirkan melalui nosel kedalam tabung pancar dengan kecepatan yang tinggi menyebabkan

terjadinya kevakuman dalam tabung pompa pancar. Penelitian bertujuan untuk mengetahui

prestasi kerja dari pompa pancar, dan pengaruh perlakuan pengujian terhadap karakteristik

prestasi dari pompa yang diuji dengan nozzle throat ratio R = 0,25. Pengujian dilakukan pada

beberapa tingkat perubahan pembukaan katup pompa suplai sebagai daya penggerak dan

beberapa tingkat perubahan pembukaan katup pompa pancar. Pembukaan katup pompa pancar

dipilih pada posisi tertutup 0%, terbuka 10% hingga terbuka penuh 100%, sedang posisi katup

pompa suplai mulai pembukaan 10% hingga 100%. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa

parameter prestasi pompa pancar yaitu: perbandingan kapasitas (RW), perbandingan head (RH),

perbandingan luas nosel-tenggorokan (R) berpengaruh terhadap efisiensi pompa. Efisiensi

pompa pancar maksimum yang diperoleh adalah p = 26,159%, dengan capacity ratio yang

tertinggi RW = 0,7867.

Kata kunci: Prestasi, Efisiensi, Pompa pancar, Nosel, Pompa suplai

PENDAHULUAN

Pesawat pompa mempunyai peranan

yang sangat penting dalam berbagai

kebutuhan hidup manusia, misalnya: dalam

bidang pelayanan air minum, kebutuhan

industri, pertanian dan lain-lain. Untuk

memenuhi kebutuhan tersebut pada umumnya

dilakukan dengan menggunakan jenis pompa

sentrifugal, sedang pompa pancar (jet pump)

secara khusus digunakan pada industri-

industri, seperti: kapal laut, ketel uap dan

sebagainya. Aplikasi sistem pompa pancar

dalam penggunaannya banyak dijumpai pada

kapal-kapal laut yang dimaksudkan adalah

untuk menghemat pemakaian sumber energi

listrik serta dapat menghemat sistem instalasi

pipa didalam kapal. Selain itu pompa pancar

digunakan untuk mencampur dua macam zat

cair seperti air dengan liquid foam pada

pemadam kebakaran.

Pompa pancar dapat berfungsi

bilamana ada daya penggerak dalam hal ini

adalah fluida yang dialirkan masuk kedalam

tabung pancar melalui nosel dengan kecepatan

yang tinggi, sehingga terjadi kevakuman

didalam tabung pompa pancar, maka

akibatnya fluida akan terisap dan bercampur

dengan fluida penggerak (pompa suplai).

Berdasarkan prinsip kerja tersebut pompa

pancar dapat menambah kapasitas pompa

suplai, sehingga pompa ini perlu terus

dikembangkan dan diterapkan pada bidang

pertanian. Pompa ini dapat pula digunakan

untuk bidang perikanan sebagai alat bantu

suplai air dan berfungsi pula sebagai aerator

dalam upaya pengembangan budidaya dan

peningkatan produksi ikan. Untuk tambak

intensif yang pendistribusian airnya 100%

dilakukan dengan pompa, maka pompa ini

menjadi penting, agar kesinambungan suplai

Page 2: Desain Dan Pengujian Prestasi Pompa Pancar (Jet Pump)

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 9, No. 29. Agustus 2008

air dapat diatur dan dijamin sebab kemacetan

distribusi air akan berpengaruh pada populasi

ikan yang padat. Manfaat lain dari

penggunaan pompa pancar ini adalah dapat

mencampur air tawar (dari sungai atau danau)

dengan air asin (dari laut), sehingga dapat

menurunkan kadar garam dalam tambak.

Kondisi air dengan kadar garam yang relatif

rendah sangat disukai oleh para petani tambak

khususnya tambak udang. Untuk mengetahui

lebih mendalam akan kemampuan dan prestasi

pompa pancar, maka didesain dan dibuat suatu

pompa serta dilakukan pengujian pada

beberapa kondisi perlakuan sesuai kebutuhan.

Tujuan yang diharapkan dari pengujian

pompa ini adalah untuk menentukan nilai

prestasi atau unjuk kerja serta mendapatkan

gambaran tentang karakteristik dari pompa

pancar untuk beberapa tingkat perubahan

kapasitas atau debit aliran. Manfaat dari hasil

penelitian ini diharapkan dapat dijadikan

sebagai bahan acuan atau bahan perbandingan

bagi para peneliti yang tertarik dengan

kegunaan dan pengembangan pompa pancar.

Dengan mengetahui prestasi kerja dan

karakteristik pompa pancar, maka pemakaian

pompa jenis ini dapat lebih dioptimalkan

khususnya untuk kebutuhan petani tambak.

TINJAUAN PUSTAKA

1. Hukum Dasar Aliran Fluida

Fluida umumnya dibagi atas gas dan

cairan yang diartikan sebagai suatu zat yang

dapat mengalir, sedang pengertian yang lebih

teliti adalah suatu zat yang bergerak secara

kontinu karena aksi gaya geser. Gaya geser

timbul bila terjadi gesekan relatif antara satu

lapisan dengan lapisan lain yang

bersinggungan dalam fluida tersebut. Aliran

fluida terlalu rumit dan tidak selalu tunduk

pada analisis matematik yang tepat, sehingga

untuk menganalisisnya dapat digunakan tiga

hukum dasar aliran fluida, yaitu: persamaan

kontinuitas, persamaan mementum dan

persamaan energi.

a. Persamaan kontinuitas

Persamaan kontinuitas diturunkan dari

prinsip kekekalan massa. Untuk aliran yang

bersifat stasioner (mantap), didalam volume

atur tidak terjadi perubahan jumlah massa,

yaitu bahwa jumlah massa yang masuk ke

suatu volume atur sama dengan jumlah massa

yang keluar dari volume atur dalam selang

waktu t.

ρ A V = konstan

Untuk fluida incompressible (air), secara

praktis massa jenis ρ [kg/m3] dianggap

konstan, sehingga: A V = Q = konstan,

dengan: A = luas penampang [m2], V =

kecepatan aliran [m/s], dan Q = kapasitas atau

debit aliran [m3/s]

b. Persamaan momentum

Persamaan momentum dikembang-kan

dari hukum kedua Newton, yaitu:

F = M dt

dV, dengan: F = jumlah gaya

luar yang bekerja [N], M = massa zat [kg],

dan dt

dV = laju perubahan kecepatan [m/s

2].

c. Persamaan Energi

Persamaan energi dapat dinyatakan

dalam bentuk persamaan Bernoulli, yang

merupakan persamaan energi mekanik untuk

aliran stasioner dan massa konstan. Untuk

aliran yang stasioner incompressible dan

reversible berlaku persamaan Bernoulli yang

berbentuk:

2g

V

γ

P 2

+ Z = konstan, dengan: γ

P=

head tekanan [m], 2g

V 2

= head kecepatan [m],

Z = head ketinggian [m], P = tekanan [N/m2],

γ = berat jenis fluida [N/m3], dan g =

percepatan gravitasi [m/s2].

2. Prinsip Kerja dan Karakteristik Pompa

Pancar

Page 3: Desain Dan Pengujian Prestasi Pompa Pancar (Jet Pump)

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 9, No. 29. Agustus 2008

VT

Istilah pompa pancar (Jet Pump) atau

ejektor adalah suatu pompa yang terdiri dari

sebuah tabung pancar dan venturi yang

berbentuk konvergen divergen (diffuser). Pada

bagian konvergen dihubungkan dengan

sebuah pipa yang berfungsi sebagai pipa isap

(suction fluid). Fluida dapat terisap oleh

pompa pancar karena adanya daya penggerak

dalam bentuk energi tekanan fluida (motive

fluid) yang dialirkan kedalam tabung pancar

melalui nosel (nozzle) dengan kecepatan yang

tinggi menyebabkan terjadinya kevakuman

dalam tabung pompa pancar. Fluida yang

dialirkan kedalam tabung pompa pancar

adalah dengan bantuan sebuah pompa suplai

melalui suatu instalasi pipa yang dilengkapi

dengan sebuah katup pengatur. Aliran fluida

inilah yang dimanfaatkan sebagai fluida

penggerak (motive fluid) dengan kontruksi

pompa yang diperlihatkan pada gambar

berikut:

V1 VN V2

Vs

Gambar 1. Prinsip kerja pompa pancar (ref.4)

Untuk mendapatkan karakteristik

pompa pancar ada beberapa parameter penting

yang berkaitan dengan teori fluida dan

aplikasinya terhadap sistem pompa pancar.

Parameter yang dimaksud adalah: head

tekanan masuk tabung pancar, head tekanan

keluar pada saluran buang, kapasitas pompa

suplai, kapasitas pompa pancar dan efisiensi

yang dihasilkan oleh pompa pancar.

a. Aliran fluida

Analisis teoritis dikembangkan dari

persamaan Bernoulli dalam menentukan aliran

fluida yang keluar dari tabung pancar dalam

bentuk persamaan:

2g

Vm

γ

Pm 2

= 2g

Vn

γ

Ps 2

(2.1)

Bila pada permukaan tabung pancar semua

energi dianggap head statis dengan

mengabaikan kecepatan masuk tabung pancar

(Vm = 0), maka persamaan menjadi:

2g

Vn 2

= γ

PsPm (2.2)

Persamaan ini disebut sebagai head operasi,

dengan: Pm = tekanan statis masuk tabung

pancar [N/m2], Ps = tekanan isap pada pipa

isap [N/m2], Vn = kecepatan aliran keluar

nosel [m/s], Vm = kecepatan fluida masuk

tabung [m/s], γ = berat jenis fluida [N/m3].

Pada saluran buang head kecepatan

berubah menjadi head statis maka kecepatan

saluran buang dapat diabaikan (Vd = 0),

sehingga diperoleh persamaan:

2g

Vt 2

= γ

PsPd (2.3)

Persamaan diatas disebut sebagai head buang

(discharge), dengan: Vt = kecepatan fluida

Page 4: Desain Dan Pengujian Prestasi Pompa Pancar (Jet Pump)

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 9, No. 29. Agustus 2008

pada tenggorokan [m/s], dan Pd = tekanan

statis pada saluran buang [N/m2].

Head tekanan pada saluran buang juga

dapat diperoleh dengan anggapan bahwa

pertambahan tekanan dalam nosel akibat

pertambahan aliran dari ruang pengisapan

dengan persamaan:

Hd–Hs=(Ht–Hs’)+(Hd–Ht)–(Hs–Hs’) (2.4)

dengan: Ht = head tekanan pada tenggorokan,

Hs = head tekanan isap pada pipa pengisapan,

Hs’= head tekanan vakum pada ruang

pengisapan, dan Hd = head tekanan pada

saluran buang (discharge).

Dari persamaan (2.3) dan (2.4) diperoleh

persamaan:

Hd – Hs = γ

PsPd atau,

2g

Vt 2

= Hd – Hs

Untuk lebih jelasnya, uraian dari beberapa

parameter persamaan diatas dapat dilihat pada

gambar berikut:

1.Vm Hm Vn Ht 3.Vt Hd 4.Vd

Hs

2.Vs

Gambar 2. Sistem aliran fluida dalam pompa pancar

Keterangan: (1) aliran fluida dari pompa suplai, (2) aliran fluida dari pipa isap pompa pancar,

(3) aliran fluida pada tenggorokan, dan (4) aliran fluida pada saluran pembuangan

b. Head tekanan

Pada gambar (2) diperlihatkan bahwa

head tekanan yang bekerja pada sistem pompa

pancar dibagi dalam tiga bagian, yaitu:

- Head tekanan masuk tabung pancar

atau head operasional

- Head tekanan kerja dalam

keseluruhan sistem

- Head tekanan pada saluran buang

(discharge pressure head)

Head tekanan masuk tabung pancar

adalah head tekanan yang bekerja pada nosel

dengan laju aliran (kapasitas) dari pompa

suplai sampai pada saluran buang. Head

tekanan kerja tersebut adalah:

Hm–Hd = (Hm–Hs)– Hd–Hs) (2.5)

Sedang head tekanan discharge (Hd–Hs) yang

terjadi pada akhir kerja tekanan sistem

diberikan pada persamaan (2.4).

Perbandingan tekanan (pressure ratio,

RH) yang beroperasi pada sistem pompa

pancar adalah perbandingan antara head

tekanan discharge dengan head tekanan kerja

yaitu:

RH = Hs)(HdHs)(Hm

)Hs'(HsHt)(Hd)Hs'(Ht

,

atau RH = HdHm

HsHd

(2.6)

c. Kapasitas aliran

Besarnya kapasitas (debit) aliran yang

terisap akibat tekanan vakum (hampa udara)

yang ditimbulkan oleh fluida penggerak

tergantung pada besarnya debit yang disuplai

masuk tabung pancar serta dimensi (ukuran)

dari pompa pancar yang diteliti atau diuji.

Untuk menghitung besarnya laju atau debit

aliran digunakan persamaan kontinuitas dan

persamaan momentum yang secara matematik

dapat dituliskan dalam bentuk:

Qm + Qs = Qd [m3/s] (2.7)

Page 5: Desain Dan Pengujian Prestasi Pompa Pancar (Jet Pump)

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 9, No. 29. Agustus 2008

dengan: Qm = debit yang disuplai masuk

tabung pancar, Qs = debit yang terisap oleh

pompa pancar, Qd = debit yang keluar melalui

saluran buang (discharge).

Dalam penelitian ini besarnya

kapasitas pompa dihitung dengan mengukur

besarnya volume fluida (air) yang mengalir

dalam tangki pengukur selama selang waktu

tertentu. Jadi besarnya kapasitas aliran adalah

volume perwaktu (Q = ν/t dalam lt/s atau

m3/s).

Perbandingan antara kapasitas yang terisap

oleh pompa pancar dengan kapasitas pompa

suplai yang masuk tabung pancar disebut

sebagai perbandingan kapasitas (capacity

ratio), dalam bentuk persamaan adalah:

RW = Qm

Qs (2.8)

d. Efisiensi pompa

Efisiensi pompa pancar dapat

didefenisikan sebagai perbandingan antara

kerja yang berguna dengan energi yang

disuplai masuk tabung pancar. Kerja yang

berguna adalah Qs (Hd – Hs) dan energi atau

kerja yang disuplai masuk tabung pancar Qm

(Hm – Hd), sehingga efisiensi pompa dapat

ditulis dalam bentuk:

ηp = Hd)Qm(Hm

Hs)Qs(Hd

(2.9)

Substitusi persamaan (2.8) dan persamaan

(2.6) kedalam persamaan diatas, maka

diperoleh persamaan dalam bentuk:

ηp = RW . RH (2.10)

METODE PENELITIAN

Untuk mengetahui prestasi pompa

pancar, maka dibuat suatu instalasi pengujian

(gambar 3) yang terdiri dari 5 bagian utama

yaitu: (1) pompa bantu sebagai pompa suplai,

(2) pompa pancar sebagai obyek penelitian,

(3) tiga buah tangki untuk mengetahui debit

pompa, (4) pipa sirkulasi aliran fluida (air),

dan (5) manometer air raksa sebagai alat ukur

tekanan. Pembuatan dan pengujian pompa

dilakukan pada Laboratorium Proses Produksi

Teknik Mesin UMI Makassar. Pompa yang

diteliti hanya satu jenis ukuran yaitu: diameter

nosel = 15 mm, diamater tenggorokan = 30

mm, dan diameter saluran buang 61 mm.

Pompa bantu sebagai pompa suplai

yang digunakan adalah jenis centrifugal self

priming merek Honda yang dalam pengujian

ini putaran mesin dikonstankan sesuai

kebutuhan. Fasilitas pengujian yang lain

adalah alat ukur dan alat bantu antara lain:

stop watch sebagai pengukur waktu,

termometer sebagai pengukur suhu air, water

pass sebagai alat untuk memeriksa kerataan

(level) dari posisi pompa pancar dan pipa

sirkulasi, barometer sebagai pengukur tekanan

ruangan, hand tachometer sebagai alat kontrol

putaran pompa suplai, dan gelas ukur untuk

kalibrasi volume tangki.

Untuk menentukan nilai prestasi kerja

dan karakteristik dari pompa pancar maka

dilakukan pengujian pada beberapa tingkat

perubahan pembukaan katup pompa suplai

sebagai daya penggerak dan beberapa tingkat

perubahan pembukaan katup pompa pancar.

Pembukaan katup pompa pancar dipilih pada

posisi tertutup 0 %, terbuka 10% hingga

terbuka penuh 100%, sedang posisi katup

pompa suplai mulai pembukaan 10% hingga

100%. Setiap perubahan laju aliran dari

pompa suplai, dilakukan beberapa kali

perubahan posisi katup pada pipa isap pompa

pancar.

Pengukuran debit (kapasitas aliran)

dilakukan dengan menetapkan volume tangki

sebesar 10 liter dan mencatat berapa detik

waktu yang dibutuhkan untuk memenuhi

volume tersebut. Tekanan pada setiap titik

pengukuran diukur melalui manometer air

raksa dalam satuan mmHg, dicatat bersamaan

dengan tinggi kenaikan zat cair pada tangki

penampungan (saluran buang) dan penurunan

zat cair pada tangki isap pompa suplai dan

pompa pancar. Ketika volume tangki

mencapai 10 liter dan waktu telah dicatat,

selanjutnya buka katup pengembalian zat cair

Page 6: Desain Dan Pengujian Prestasi Pompa Pancar (Jet Pump)

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 9, No. 29. Agustus 2008

pada pipa tangki pompa suplai dan pompa

pancar. Setelah terisi penuh tangki isap pompa

suplai dan pompa pancar, maka ulangi

pencatatan untuk pembukaan katup pompa

pancar berikutnya. Untuk pembukaan katup

pompa suplai konstan dilakukan dengan cara

yang sama pada perubahan pembukaan katup

pompa pancar.

Gambar 3. Instalasi pengujian pompa pancar

Keterangan: (1) tangki isap pompa suplai, (2) pompa suplai, (3) katup pengatur debit pompa

suplai, (4) tangki isap pompa pancar, (5) katup pengatur debit pompa isap, (6) pompa pancar,

(7) manometer air raksa, (8) tangki penampungan, (9) katup sirkulasi, (10) katup kaki, (11)

pipa sirkulasi air, (12) pipa tekan pompa suplai, (13) pipa isap pompa pancar, (14) pipa

buang (discharge)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Menurut Gosline dan O’Brien (ref.6,

h.415) karakteristik pompa pancar dapat

dinyatakan dengan tiga perbandingan (ratio)

yaitu:

- Capacity ratio,

RW = suplai pompa Kapasitas

pancar pompa Kapasitas=

Qm

Qs

- Head ratio, RH = kerja tekanan Head

discharge tekanan Head

= HdHm

HsHd

- Nozzle throat ratio,

R = an tenggorokLuas

nosel Luas =

At

An

Untuk pompa pancar yang diteliti

perbandingan luas nosel dengan luas

tenggorokan (R = 0,25), dengan ukuran

diiameter nosel = 15 mm dan diamater

tenggorokan = 30 mm.

R = At

An =

2

2

(Dt)4

π

(Dn)4

π

= 900

225= 0,25

Perbandingan kapasitas pompa pancar dengan

kapasitas pompa suplai (RW) yang maksimum

dicapai pada posisi pembukaan katup pompa

suplai 40-50 % dengan pembukaan katup

pompa pancar 100%, yaitu sebesar RW =

0,7867.

0

6

12

18

24

30

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Capacity ratio, RW

Efisie

nsi pom

pa (

%)

20%

40%

60%

80%

Gambar 4. Hubungan antara efisiensi pompa

ηp dan capacity ratio RW

Nilai efisiensi yang tertinggi dicapai sebesar

ηp = 26,159% dan head ratio yang maksimum

sebesar RH = 0,3340, yang diperoleh pada

Page 7: Desain Dan Pengujian Prestasi Pompa Pancar (Jet Pump)

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 9, No. 29. Agustus 2008

operasi pembukaan katup pompa suplai 40%

dan katup pompa pancar 100%. Untuk

mendapatkan prestasi pompa pancar yang

optimal, maka pompa harus dioperasikan pada

posisi pembukaan katup pompa pancar

terbuka penuh dan pada kapasitas pompa

suplai yang maksimum.

Hubungan antara efisiensi pompa

pancar ηp dengan capacity ratio RW (gambar

4), diperlihatkan bahwa setiap perubahan

posisi pembukaan katup pada pompa suplai

akan berpengaruh terhadap efisiensi pompa

dan capacity ratio. Efisiensi pompa tertinggi

diperoleh pada posisi katup pompa pancar

terbuka penuh 100% dengan nilai ηp =

26,159% untuk pembukaan katup pompa

suplai 40%. Untuk pembukaan katup pompa

suplai 20% diperoleh nilai efisiensi pompa

sebesar ηp = 24,157%. Pada grafik tersebut

hanya ditunjukkan untuk kondisi pembukaan

katup pompa suplai 20, 40, 60 dan 80%.

Untuk pembukaan katup pompa suplai mulai

dari 70 hingga 100% diperoleh nilai rata-rata

efisiensi pompa pancar relatif sama dengan

pembukaan katup 80%. Makin besar

pembukaan katup pompa pancar, maka nilai

efisiensi pompa dan capacity ratio akan

bertambah besar pula.

Pada gambar (5) diperlihatkan grafik

hubungan antara efisiensi pompa ( ηp ) dan

kapasitas isap pompa pancar (Qs) untuk

pembukaan katup pompa suplai: 20, 40, 60

dan 100%. Besarnya kapasitas isap pompa

pancar sangat dipengaruhi oleh posisi

pembukaan katup pada pompa suplai.

0

6

12

18

24

30

0,2 0,6 1 1,4 1,8 2,2 2,6

Kapasitas isap p.pancar, Qs (lt/s)

Efisie

nsi p

om

pa

(%

)

20%

40%

60%

100%

Gambar 5. Hubungan antara efisiensi pompa

ηp dan kapasitas isap pompa pancar Qs

Pada gambar (5) terlihat jelas bahwa

nilai efisiensi pompa tertinggi diperoleh pada

posisi pembukaan katup pompa suplai 40%

dan rata-rata kapasitas isap pompa pancar

akan maksimum ketika posisi katup pompa

suplai terbuka penuh. Untuk setiap perubahan

kapasitas pompa pancar, akan berpengaruh

pula pada nilai efisiensi pompa dan hubungan

keduanya berbanding lurus.

Hubungan antara head ratio (RH)

dengan capacity ratio (RW) diperlihatkan

pada gambar (6), yang menunjukkan bahwa

nilai head ratio tertinggi diperoleh pada

pembukaan katup pompa suplai 20%, sedang

untuk pembukaan katup yang lebih besar nilai

head ratio yang diperoleh semakin menurun.

Sebaliknya, untuk nilai capacity ratio yang

tertinggi dari hasil pengujian diperoleh pada

pembukaan katup pompa suplai 100%, dengan

RW = 0,7867. Pada grafik tersebut terlihat

bahwa hubungan antara RH dan RW adalah

linear pada posisi pembukaan katup pompa

pancar antara 60 sampai 100%.

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Capacity ratio, RW

He

ad

ra

tio

, R

H

20%

40%

60%

80%

100%

Gambar 6. Hubungan antara head ratio RH

dan capacity ratio RW

Berdasarkan persamaan (2.10) bahwa

efisiensi pompa adalah perkalian antara

capacity ratio dan head ratio (ηp = RW .

RH), yang berarti nilai efisiensi akan tinggi

jika kedua variabel tersebut bernilai besar.

Prestasi pompa pancar dinilai dari besarnya

nilai efisiensi pompa dan capacity ratio RW

yang tergantung pada besarnya kapasitas isap

Qs (persamaan 2.8 dan 2.9). Nilai Qs dapat

ditingkatkan jika tekanan vakum diperbesar

yang berarti bahwa dibutuhkan daya fluida

Page 8: Desain Dan Pengujian Prestasi Pompa Pancar (Jet Pump)

Majalah Ilmiah Al-Jibra, ISSN 1411-7797, Vol. 9, No. 29. Agustus 2008

penggerak (motive fluid) dari pompa suplai

juga harus besar. Besarnya nilai tekanan

vakum antara lain dipengaruhi oleh konstruksi

pompa (bentuk dan ukuran) yang terdiri dari 3

komponen utama: converging nozzle, diffuser

dan body (lihat gambar berikut).

Gambar 7. Water jet eductors (ref.9)

KESIMPULAN DAN SARAN

Berdasarkan hasil analisis dan

pengujian yang telah dilakukan, maka dapat

disimpulkan beberapa hal berikut.

Prestasi pompa pancar sangat

ditentukan oleh jumlah fluida yang dialirkan

dari pompa suplai sebagai daya penggerak

(motive fluid) untuk menghasilkan tekanan

vakum dalam tabung pancar. Semakin besar

kapasitas pompa suplai yang mengalir (Qm),

maka tekanan vakum akan semakin tinggi dan

kapasitas pompa pancar yang dihasilkan (Qs)

akan semakin besar pula.

Efisiensi pompa pancar tergantung

pada bentuk konstruksi pompa yang meliputi:

ukuran perbandingan luas nosel dan luas

tenggorokan (nozzle throat ratio), venturi

(diffuser) dan body atau tabung pompa pancar.

Prestasi terbaik yang dapat dicapai dari pompa

pancar yang diuji untuk nozzle throat ratio R

= 0,25 adalah: perbandingan kapasitas

(capacity ratio) RW = Qs/Qm = 0,7867, dan

efisiensi pompa p = 26,159 %.

Pompa pancar sangat tepat digunakan

oleh para petani tambak sebagai alat bantu

suplai air untuk meningkatkan hasil atau

produksi tambak (jumlah ikan) karena

disamping dapat menambah kapasitas pompa

suplai juga dapat menghasilkan campuran dua

macam fluida (air tawar dan air asin).

Penelitian dan pengujian pompa

pancar dengan desain konstruksi dan ukuran

nozzle throat ratio (R) yang berbeda perlu

dilakukan untuk mendapatkan capacity ratio

(RW) yang tinggi dan efisiensi pompa p

yang maksimum.

DAFTAR PUSTAKA

Djojodihardjo H., 1983, Mekanika Fluida,

Penerbit Erlangga, Jakarta, 1983

Gasiorek J.M. and Caster W.G., 1967,

Mechanics of Fluids for Mechanical

Engineering, London, Blackie & Son.

Glasgow.

Holman J.P., 1985, Metode Pengukuran

Teknik, Edisi Keempat, Penerbit Erlangga,

Jakarta.

Karassik I.J, et al, 1976, Pump Hand Book,

Mc Graw-Hill Book Company, New York.

Olson R.M & Wright S.J., 1993. Dasar-Dasar

Mekanika Fluida Teknik, Edisi Kelima,

PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Stepanoff A.J., 1960, Centrifugal and Axial

Flow Pump Theory Design and

Application, Willes and Sons Inc, New

York.

Streeter V.L. and Wylie E.B., 1988,

Mekanika Fluida, Edisi Kedelapan,

Penerbit Erlangga, Jakarta.

Vasandani V.P., 1980, Theory of Hydraulic

Machines, Seven Edition, Khanna

Publishers, New Delhi.

…. 2007, Water Jet Eductors, Schutte &

Koerting, 2510 Metropolitan Drive,

Trevose, USA. http://www.s-k.com/