Upload
adfahdz
View
1.375
Download
16
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Pompa hidram atau singkatan dari hidraulik ram berasal dari kata hidro = air(cairan), ram = tekanan, hantaman atau pukulan. Jadi pompa hidram adalah sebuahpompa yang energi atau tenaga penggeraknya berasal dari tekanan atau hantaman airyang masuk ke dalam pompa melalui pipa dan harus berjalan secara kontinu atau terusmenerus(Suyitno, 2008). Dalam operasinya, pompa ini tidak memerlukan bahan bakar,biaya operasinya murah, tidak memerlukan pelumasan, dan perawatannya sederhana.Prinsip kerja pompa ini adalah memanfaatkan water hammer (palu air) yang terjadiakibat proses perubahan energi kinetik aliran air menjadi tekanan dinamik. Pompa initerdiri dari pipa pemasukan, pipa pengantar, katup limbah, katup pengantar, katup udara,dan ruang udara.
Citation preview
LAPORAN AKHIR
PERANCANGAN POMPA HIDRAM
DI DESA BANYUSOCA, PLAYEN, GUNUNGKIDUL
Oleh:
PT. HIDRAM JAYA LESTARI
PROGRAM STUDI FISIKA TEKNIK
JURUSAN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2011
DAFTAR ANGGOTA KELOMPOK:
1. Mursid Lafaliana N. 34135
2. Rendra Wahyudityo 33949
3. Aditya Muhtadi 33979
4. Arief Ja’far 34272
5. Aulia Wintoro P. 33652
6. Ainur Rofiq F. 34098
7. Eli Kumolosari 34613
8. Arni Fadhilla P. 33989
9. Arief Setyajati 34043
10. Usludin Ghoni 34222
11. Veven Supraba W. 33930
12. Lasimun 33963
13. Anash Hardhika 33996
14. Muhammad Sobri 34544
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Air merupakan sumber daya alam yang sangat penting dan mutlak diperlukan
untuk kehidupan manusia mulai dari kebutuhan sehari-hari (mandi, mencuci, minum,
dsb), industri, irigasi, peternakan, pertanian, PLTA, pariwisata, dan lain-lain. Keberadaan
serta distribusi air di setiap wilayah tentu saja tidak sama karena dipengaruhi oleh
perbedaan kondisi geografis tiap wilayah. Kondisi lingkungan fisik yang berbeda
menyebabkan proses hidrologi yang berbeda yang selanjutnya menyebabkan perbedaan
sumber daya air yang tersedia di suatu daerah. Potensi ketersediaan air dapat dibedakan
menjadi dua yaitu ketersediaan air permukaan (ketersediaan air hujan dan air sungai) dan
ketersediaan air tanah (relatif lebih sulit diprediksi).
Air juga memiliki multi dimensi ketersediaan, baik terhadap waktu (musim
kemarau atau musim penghujan) maupun terhadap ruang, dalam kaitannya dengan
kuantitas dan kualitas mutu air. Oleh karena itu perlu adanya suatu manajemen air secara
terpadu. Dalam manajemen air tersebut perlu dilakukan kajian keseimbangan antara
potensi ketersediaan dan kebutuhan air.
Di Indonesia sendiri, air masih menjadi salah satu permasalahan di beberapa
daerah yang tentu saja harus sesegera mungkin diselesaikan, karena menyangkut kualitas
hidup banyak orang. Padahal Indonesia memiliki potensi air yang luar biasa besar.
Beberapa daerah yang secara geografis berada di dataran tinggi cenderung lebih banyak
memiliki masalah mengenai minimnya ketersediaan air tersebut. Untuk mendapatkan air
mereka menggunakan berbagai macam cara antara lain sistem tadah hujan, pengangkatan
air dengan pompa, pengangkatan air dengan hidram, dsb.
Pompa hidram adalah suatu alat yang digunakan untuk memompa dengan cara
menaikkan air dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi dengan hasil
guna tinggi dimana mampu mengalirkan air terus menerus. Prinsip kerjanya adalah
pemanfaatan tekanan air yang jatuh. Pompa ini bekerja tanpa membutuhkan bahan bakar
maupun listrik Oleh karena itu pompa ini cocok diaplikasikan di desa yang
membutuhkan air, di mana daya beli masyarakat akan bahan bakar rendah. Selain itu,
pembuatan dan perawatan pompa ini sederhana dan suku cadangnya juga mudah
diperoleh, sehingga cocok untuk daerah yang tingkat kemampuan teknis masyarakatnya
terbatas.
Di Kabupaten Gunungkidul, Daerah Istimewa Yogyakarta, beberapa daerah masih
mengalami kesulitan air. Salah satu dusun yang mengalami masalah tersebut, namun di
sisi lain memiliki potensi air yang cocok untuk dibangun pompa hidram adalah Dusun
Mangguro, Desa Banyusoca, Kecamatan Playen. Sumber air yang ada, yang terletak di
Dusun Klepu memiliki syarat yang memenuhi untuk dibangun hidram, mulai dari debit,
ketinggian, dsb. Berdasarkan hal tersebut dirancanglah suatu sistem pompa hidram di
daerah tersebut.
B. TUJUAN
Tujuan dari perancangan pompa hidram ini adalah
1. Mengetahui prinsip kerja pompa hidram dan manfaatnya.
2. Mengetahui syarat air yang bisa dimanfaatkan untuk pembangunan hidram.
3. Mengetahui cara merancang sistem hidram yang baik.
4. Bisa menjadi referensi untuk eksekusi pembuatan hidram di daerah bersangkutan.
C. MANFAAT
1. Mahasiswa mendapat pengetahuan secara riil mengenai pompa hidram, baik prinsip
kerja, syarat air, dsb.
2. Mahasiswa mendapat pengalaman merancang sistem hidram untuk diaplikasikan di
daerah yang nyata.
3. Mahasiswa mendapat pengalaman pengukuran riil di lapangan.
4. Hasil rancangan bisa dijadikan bahan acuan untuk pembangunan hidram di daerah
bersangkutan jika dinyatakan layak.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. POMPA HIDRAM
Pompa hidram atau singkatan dari hidraulik ram berasal dari kata hidro = air
(cairan), ram = tekanan, hantaman atau pukulan. Jadi pompa hidram adalah sebuah
pompa yang energi atau tenaga penggeraknya berasal dari tekanan atau hantaman air
yang masuk ke dalam pompa melalui pipa dan harus berjalan secara kontinu atau terus-
menerus (Suyitno, 2008). Dalam operasinya, pompa ini tidak memerlukan bahan bakar,
biaya operasinya murah, tidak memerlukan pelumasan, dan perawatannya sederhana.
Prinsip kerja pompa ini adalah memanfaatkan water hammer (palu air) yang terjadi
akibat proses perubahan energi kinetik aliran air menjadi tekanan dinamik. Pompa ini
terdiri dari pipa pemasukan, pipa pengantar, katup limbah, katup pengantar, katup udara,
dan ruang udara.
Cara kerja pompa hidram adalah sebagai berikut:
Air mengalir dari sumber air (3) melalui saringan (4) dan drive pipe (2) kedalam rumah
pompa (5). Sebagian air terbuang keluar melalui waste valve (1) sampai air memenuhi
rumah pompa (5) . Ketika rumah pompa sudah penuh dengan air dan air mampu
mendorong waste valve hingga menutup, maka air masuk kedalam air chamber (7)
melalui delivery valve (6). Ketika ketinggian air didalam air chamber lebih tinggi dari
kedudukan check valve (9), maka udara yang berada didalam air chamber tertekan
sehingga menimbulkan “Water hammer efect” dan menekan air kebawah sehingga
delivery valve tertutup dan air terdorong keluar melalui check valve (9) dan delivery pipe
(8). Sementara itu didalam rumah pompa (5) waste valve (1) membuka kembali akibat
berat dari valve itu sendiri, sehingga sebagian air didalam rumah pompa (5) terbuang
keluar melalui waste valve (1) dan air mengalir kembali dari sumber air (3) kedalam
rumah pompa (5) sampai akhirnya mampu mendorong kembali waste valve (1) sehingga
tertutup lagi dan air masuk kedalam air chamber (7). Demikian siklus tersebut terjadi
berulang-ulang sehingga terjadi proses pemompaan dari sumber air ketempat yang lebih
tinggi dari sumber air tersebut.
Berikut ini adalah gambaran instalasi pompa hidram yang diambil dari jurnal ilmiah
Fennani Arpan, 2002:
Prinsip-prinsip yang digunakan dalam merancang pipa masukan hidram antara lain:
• Menghitung debit air pemasukan
Untuk menjaga kestabilan debit air input hidram digunakan bak penampung,
sehingga kecepatan air yang keluar dari bak penampung dapat menggunakan rumus
� = �2 � ℎ, di mana v = kecepatan air (m/s), g = percepatan gravitasi (10 m/�),
dan h = ketinggian air pada bak penampung (meter)
Perhitungan besar debit air masukan hidram adalah
Q=A.v, di mana A=luas penampang pipa () dan v=kecepatan air
• Menghitung debit air pengeluaran
Perhitungan debit air pengeluaran dapat menggunakan rumus
� �� = �� × ������ × �
��
Di mana
� �� = debit air keluaran yang dibutuhkan untuk mencukupi kebutuhan
warga
�� = tinggi jatuh vertikal
������ = debit sumber air yang masuk ke pompa
�� = tinggi angkat vertikal
� = efisiensi hidram
Parameter kelayakan pemanfaatan sistem hidram:
• Belum ada pelayanan air bersih
• Sumber air bersih yang ada sulit dijangkau karena kondisinya terletak pada
kecuraman
• Tidak ada alternatif air bersih lain
• Jumlah minimum air baku yang diperlukan mencukupi (kontinu) untuk memberikan
tenaga pada pompa
• Sumber air baku terletak pada ketinggian
• Letak pompa tidak pada daerah banjir
• Daya angkat hidram 15 kali tinggi jatuh vertikal air baku
• Kualitas debit air minimal 0,3 liter/detik
• Debit air baku harus kontinu pada musim kemarau
B. AIR DI GUNUNGKIDUL
Kabupaten Gunung Kidul adalah sebuah kabupaten di Provinsi Daerah Istimewa
Yogyakarta, Indonesia. Ibukotanya adalah Wonosari. Kabupaten ini berbatasan dengan
Provinsi Jawa Tengah di utara dan timur, Samudra Hindia di selatan, serta Kabupaten
Bantul dan Kabupaten Sleman di barat. Kabupaten Gunung Kidul terdiri atas 18
kecamatan, yang dibagi lagi atas sejumlah desa dan kelurahan. Pusat pemerintahan di
Kecamatan Wonosari. Sebagian besar wilayah kabupaten ini berupa perbukitan dan
pegunungan kapur, yakni bagian dari Pegunungan Sewu. Sebagian wilayah Gunung
Kidul merupakan daerah tandus, dimana pada musim kemarau sering terjadi bencana
kekeringan.
Kecamatan-kecamatan yang ada di Kabupaten Gunungkidul:
• Gedangsari
• Girisubo
• Karangmojo
• Ngawen
• Nglipar
• Paliyan
• Panggang
• Patuk
• Playen
• Ponjong
• Purwosari
• Rongkop
• Saptosari
• Semanu
• Semin
• Tanjungsari
• Tepus
• Wonosari
Untuk masalah air, tanah Gunungkidul selatan yang gamping memaksa warga
memeras keringat demi air bersih. Di wilayah tersebut, air hujan tidak bisa menggenang.
Air hanya mengalir di perut bumi, tetapi bisa ditemukan dalam lorong-lorong gua.
Kawasan bagian selatan dikenal sebagai perbukitan karst, bagian dari Pegunungan
Karst Gunungsewu yang membujur di selatan Jawa. Dahulu Gunungkidul terutama
wilayah selatannya adalah dasar laut. Proses teknonik jutaan tahun membuat dasar laut
itu terangkat, tenggelam, dan kemudian kembali terangkat ke permukaan seperti
sekarang. Alhasil, permukaan kawasan itu disusun oleh karang yang terbatukan menjadi
gamping.
Di selatan saat musim penghujan, masyarakat berusaha memanen hujan dengan
bak-bak penampungan. Saat kemarau mendera, berbagai bentuk perburuan air pun
dimulai. Dengan berjalan kaki atau bersepeda motor, warga tanah kapur akan pergi
mencari gua-gua tempat mengalirnya sungai-sungai bawah tanah, sumur-sumur dalam
yang masih basah, atau kubangan-kubangan yang tetap menyisakan air.
Dari data yang ada, sedikitnya 11 kecamatan dari 18 kecamatan yang ada di
Gunung Kidul selalu mengalami krisis air bersih tahunan sepanjang musim kemarau.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. BAHAN PERANCANGAN
Dalam perancangan ini, data-data yang dibutuhkan adalah
1. Data ketinggian sumber air (dari permukaan laut).
2. Data ketinggian lokasi bak penampung yang direncanakan (dari permukaan laut).
3. Data ketinggian lokasi pompa hidram yang direncanakan (dari permukaan laut).
4. Data ketinggian lokasi tujuan (dari permukaan laut).
5. Data debit mata air.
6. Data jumlah kk di lokasi tujuan.
B. ALAT PENGUKURAN DAN PERANCANGAN
Alat-alat yang dibutuhkan dalam pengukuran dan perancangan adalah
1. Peralatan tulis (kertas, pensil, penghapus, penggaris)
2. PC / laptop
3. Software Corel Draw X4
4. Digital Camera
5. GPS
6. Benang, stereofoam, meteran
7. Stopwatch
C. PROSEDUR PERANCANGAN
1. Mencari referensi-referensi mengenai pompa hidram (definisi, fungsi, prinsip kerja,
syarat, material yang digunakan, dsb).
2. Menentukan lokasi perancangan hidram.
3. Survey lokasi sumber air, lokasi rencana pemasangan hidram, dan lokasi tujuan
hidram.
4. Mengambil data-data yang diperlukan dalam perancangan.
5. Melakukan survey referensi.
6. Melakukan perancangan.
BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN
A. DATA-DATA YANG DIPEROLEH DI LAPANGAN
Lokasi-lokasi
• Lokasi sumber air: Dusun Klepu, Desa Banyusoca, Playen, Gunungkidul
• Rencana lokasi pemasangan pompa hidram: Dusun Klepu, Desa Banyusoca, Playen,
Gunungkidul
• Lokasi tujuan / sasaran pengangkatan air: Dusun Mangguro, Desa Banyusoca, Playen,
Gunungkidul
Jumlah kk: 87 kk (786 jiwa)
Data ketinggian
Lokasi Tinggi (mdpl) Daerah aliran mata air 143 Lokasi bak penampung 140 Lokasi pemasangan pompa hidram 110 Lokasi tujuan 160
Sudut kemiringan lokasi pompa hidram: ±320
Debit aliran mata air: Qin=1324 l/s
Hari 1
Lokasi Debit terukur (l/s)
1 2 3 4 5 (DAS) 143 mdpl 1.301 1.321 1.314 1.312 1.311
Hari 2
Lokasi Debit terukur (l/s)
1 2 3 4 5 (DAS) 143 mdpl 1.345 1.355 1.323 1.321 1.333
Pengukuran debit mata air dilakukan dalam waktu dua hari pada minggu yang berbeda
dan 5 kali pengukuran di tiap titik di 4 Daerah Aliran Mata Air dengan variasi
ketinggian, dimulai dari hulu (sumber mata air) dengan ketinggian 179 mdpl, daerah
aliran di ketinggian 160 mdpl, 155 mdpl, 143 mdpl. Dari pengukuran di tiap lokasi kami
kemudian merata-ratakan nilai debit yang terukur.
B. PERANCANGAN DAN PERHITUNGAN
1. Bak Penampung Input Hidram
Lokasi bak penampung terletak pada ketinggian 140 mdpl dengan Set Point level air
adalah 1,5 meter, sehingga perkiraan ukuran dari bak penampung adalah 2x2x2 �.
Bagian-bagian dari bak penampung antara lain:
• Pengontrol Debit (sekat pipa)
Debit sungai pada ketinggian 143 mdpl adalah sebesar 1.28 ��/s, atau sebesar
1280 L/s dengan rincian sebagai berikut
� Lebar sungai : ± 2 meter
� Tinggi muka air : ± 0,8 meter
� Kecepatan aliran : ± 0,82 m/s
Sehingga debit sungai terukur sebesar
Q= 2 m.0,8 m.0,82 m/s= 1,312 �/s = 1.312 L/s
Untuk menjaga level air pada bak penampung sesuai dengan set point yang telah
di tentukan (level air bak 1,5 m) maka diperlukan adanya sekat pipa pengatur
yang berfungsi untuk mengatur debit air saluran masuk bak dan level air pada
bak. Hal ini dikarenakan oleh adanya fluktuasi debit air sungai yang pasti terjadi
dalam kurun waktu satu tahun. Sekat pipa dikendalikan secara manual oleh
seorang operator/petugas jaga. Pada sekat pipa sebaiknya dipasang indikator
level air pada bak, sehingga aktifitas penkontrolan level air menjadi lebih
mudah
• Saluran Masukan Bak
Saluran masukan bak sangat berperan untuk menjaga level air sesuai dengan set
pointnya bentuknya dapat terbuat dari beton atau pipa. Pertimbangan dimensi
saluran masukan bak,menggunakan prinsip sebagai berikut
Q.input bak = Q output bak
dimana Q output bak = Q masukan hidram yaitu 44,3 L/s sehingga Q masukan
bak juga harus di usahakan sebesar 44,3 L/s.
Diketahui bahwa kecepatan aliran sungai adalah sebesar ± 0,82 m/s, sedangkan
debit yang ingin dicapai adalah sebesar 44,3 L/s=0,443 �/s, sehingga luas
permukaan aliran harus sebesar Q/v = �,��� ��/ �,!� "/
=0,5402 ��=54.02 #��
Dari hasil tersebut,maka kita dapat memilih pipa yang memilki luas penampang
mendekati 54.02 $. Untuk saluran masukan bak ini, kita gunakan pipa
dengan ukuran diameter 4,14 cm idealnya namun bias juga memakai pipa
dengan ukuran 2 inchi sehingga luas aliran menjadi sebesar 81,03 $.
Pemakaian pipa dengan ukuran 2 inchi akan berpengaruh pada kenaikan debit.
Akibatnya Q.input bak ≠Q output bak
Untuk menjaga atau menurunkan debit agar Q.input bak = Q output bak maka
digunakan sekat pipa sebagai pengontrol debit masukan bak. Selain memakai
sekat pipa sebagai pengontrol debit,pipa masukan bak harus memakai filter,
filter tersebut dapat dipasang pada sungai tepatnya di area sekitar inlet saluran
masukan bak. Sedangkan panjang dari saluran masukan sendiri adalah ± �
meter.
• Badan Bak
Dimensi badan bak yang dipakai dalah 2x2x2 ��,sehingga volume bak
penampung adalah sebesar 8 ��.Volume bak dengan ukuran ini dirasa cukup
aman untuk menampung 6 � air yang terjaga tetap,karena level air dijaga tetap
sebesar 1,5 meter sehingga volume air ditampung adalah 2x2x1,5 �= 6 �.
2. Pipa Masukan dan Keluaran Hidram
Pertimbangan yang digunakan dalam merancang pipa masukan hidram antara lain:
• Menghitung debit air pemasukan
Untuk menjaga kestabilan debit air input hidram digunakan bak
penampung,sehingga kecepatan air yang keluar dari bak penampung dapat
menggunakan rumus � = �2 � ℎ,dimana v = kecepatan air(m/s),g = percepatan
gravitasi (10 m/�),dan h = ketinggian air pada bak penampung(meter),dengan
asumsi level air pada bak dijaga tetap setinggi 1,5 m maka didapatkan
� = �2.10. 1,5 = 5,47 m/s
Perhitungan besar debit air masukan hidram adalah
Q=A.v
Dimana A=luas penampang pipa () dan v=kecepatan air,pipa masukan
hidram yang dipakai adalah pipa dengan diameter 4 inchi atau dengan jari-jari
sebesar 2 inchi
sehingga debit masukan hidram adalah sebesar:
Q=3,14x(2x0,0254)x5,47
Q=0,0443 �/s atau sama dengan 44,3 L/s .
• Menghitung debit air pengeluaran
Perhitungan debit air pengeluaran,dapat menggunakan rumus dibawah ini:
� �� = �� × ������ × �
��
Dimana
� �� = debit air keluaran yang dibutuhkan untuk mencukupi kebutuhan
warga
�� = tinggi jatuh vertikal
������ = debit sumber air yang masuk ke pompa
�� = tinggi angkat vertikal
� = efisiensi hidram
Jika kita menggunakan nilai efisiensi sebesar 0,5, maka Qout yang didapatkan
adalah sebesar
� �� = �� � × ��, � -/. × �, /
/� �
Q out = 13,29 L/s
Dengan menggunakan data jumlah warga di lokasi tujuan dan berdasarkan data
yang diberikan oleh Puslitbang Permukiman 2001 tentang petunjuk teknis
pemakaian hidram untuk pemukiman,maka untuk lokasi tujuan yang memiliki
populasi sebanyak ± 386 jiwa,target debit output dari hidram yang kami
rancang (liter/hari) adalah sebesar 90.000 Liter/hari = 1,042 L/s secara
kesluruhan atau sama dengan 114,504 Liter/hari untuk tiap orangnya atau sama
dengan 1,325 x 100� L/s untuk tiap orangnya.
Jika kita membandingkan antara permintaan pemenuhan air dengan Q out yang
dihasilkan berdasarkan perhitungan matematik maka kebutuhan sebesar 1,042
L/s jelas telah terpenuhi dengan asumsi efisiensi hiram yang dipakai adalah 0,5.
Berdasarkan hasil analisis tentang hubungan diameter pipa penghantar pada
hidram dengan efisiensi 0,5-0,6 terhadap debit air pengeluaran pompa yang
dilakukan Puslitbang Permukiman 2001, maka dengan memakai pipa
pengeluaran sebesar 2 inchi, kita diprediksi mampu mendapatkan kuantitas
debit pengeluaran sebear 90.000 L/s.
• Pertimbangan lokasi hidram
Pertimbangan lokasi hidram, didasari oleh beberapa hal antara lain:
� Debit sungai yang dipakai
� Kecuraman medan dan perbandingan dimensi pipa masukan hidram.
Kecuraman lokasi sangat berpengaruh terhadap kesuksesan instalasi sistem
pompa hidram. Aturan yang dipenuhi,untuk menghindari kegagalan
instalasi adalah
Berdasarkan aturan instalasi tersebut,maka kita harus mengukur kedua
parameter teknis yang ada.
a. Parameter kecuraman
Berdasarkan data survey,lereng dimana tempat hidram akan dipasang
memilki kemiringan ± 322 sehingga dengan asumsi kemiringan lereng 322
dan lereng dianggap cukup rata,kita dapat mengetahui panjang pipa
masukan hidram dengan rumus sinus, yaitu:
Sin ���= �- = �� �
-
0.551 = 30 m/L
L = 54,46 m
Dari hasil tersebut maka parameter L/H = 3-7 tidak terpenuhi atau dengan
kata lain lokasi terlalu curam dan instalasi hidram tidak layak.
-�
= /�,�3 �
�� � = 1.81
Untuk menyiasati hal tersebut, agar hidram dapat dipasang (parameter
teknis terpenuhi hal yang dapat kita lakukan adalah menggeser letak pompa
hidram pada ketinggian yang sama (110 mdpl) beberapa meter agar panjang
pipa masukan semakin bertambah,nilai L membesar. Berdasarkan
persamaan parameter teknis,untuk H = 30 m nilai L yang dibutuhkan agar
L/H minimal mencapai 3 adalah 90 m, namun dalam perancangan kali ini
kami mengambil nilai L pipa masukan hidram sebesar 95 m. Rekayasa
posisi yang dilakukan dapat digambarkan sebagai berikut (tampak atas):
54,46 m 95 m
54,46 m
4
X
Nilai x adalah jarak pergeseran pompa hidram yang dibutuhkan.Nilai x
dapat diketahui menggunakan aturan sinus dan cosinus,yaitu:
Arc sin 54,46/95 = 4
4 = ��, 56�
# . 4 = x/95 m
7 = 77,84 m
Jadi lokasi pompa harus digeser sebesar 77,84 m ke arah kanan pada
ketinggian yang sama untuk memenuhi parameter teknis kecuraman.
Sedangkan untuk perbandingan panjang dengan diameter L/D:
89 :;2,;< = ;2>? :
= 935,039
Berdasarkan hasil tersebut maka parameter teknis yang kedua telah
terpenuhi.
3. Bak Penampung Output Hidram
Dimensi bak penampung di lokasi tujuan hidram yang kami desain adalah :
Panjang : 3 m
Lebar : 3 m
Tinggi : 3 m
Sehingga voume dan daya tampung adalah sebesar 9 � yang selanjutnya akan di
distribusikan ke rumah-rumah warga.
GAMBAR HIDRAM
Bagian Hidram
1. Ruang Udara
Ruang udara merupakan tempat udara tersimpan dimana udara ini akan menghambat air
sehingga air dapat keluar melaui lubang keluaran untuk kemudian bergerak menuju pipa
keluaran yang akan menghantarkan air menuju tempat tujuan. Ruang udara harus dibuat
sebesar mungkin karena berfungsi untuk memampatkan udara dan menahan tekanan dari
siklus ram yang memungkinkan aliran air secara tetap melaui pipa pengantar dan
kehilangan tenaga karena gesekan diperkecil. Udara yang tersimpan dalam ruang udara
diisap perlahan-lahan oleh turbulensi air yang masuk melalui katup pengantar. Udara ini
harus diganti dengan udara yang baru melalui katup udara.
2. Reducer Pipa
Reducer pipa berfungsi untuk menggabungkan pipa-pipa dengan diameter yang berbeda,
bias dari pipa yang diameter besar ke pipa yang berdiameter kecil atau sebaliknya.
3. Double Niple
Dobel niple ini berfungsi untuk menyambungkan tiap bagian.
4. Sambungan T
Sambungan T berguna untuk menggabungkan tabung udara dengan check valve dan
daerah keluaran.
5. Katup Pengantar
Katup pengantar harus mempunyai lubang yang besar sehingga memungkinkan air yang
dipompa memasuki ruang udara tanpa hambatan pada aliran. Katup ini dapat dibuat
dengan bentuk yang sederhana yang dinamakan katup searah (non-return). Katup ini
dibuat dari karet kaku dan bekerja seperti pada katup kerdam.
6. Belokan (Elbow)
Belokan (elbow) berguna untuk menggabungkan antara percabangan pertama dengan
check valve.
7. Pemberat/tangkai katup/batang kendali
Pemberat/batang kendali merupakan batang yang sudah terdapat dalam check valve itu
sendiri dimana batang ini berfungsi untuk menjaga air untuk tetap masuk dan tidak
keluar dari bagian tabung udara sehingga air dapat dialirkan menuju bagian keluaran.
8. Saluran Katup Limbah
Saluran katup limbah berguna untuk menyalurkan air yang terbuang sebagai konsekuensi
tekanan pada hidram.
9. Penyanggah Katup
Penyanggah katup berfungsi untuk menjaga tangkai katup tidak goyang.
10. Plat Katup Limbah
Plat katup limbah berfungsi untuk menyanggah katup agar naik dan turun pada range
tertentu.
11. Katup Limbah
Katup ini berfungsi sebagai pompa air, sehingga harus dirancang sedemikian rupa agar
berat dan gerakannya dapat disesuaikan. Katup limbah dengan tegangan yang berat dan
jarak lubang katup yang cukup jauh memungkinkan kecepatan aliran air dalam pipa
pemasukan lebih besar, sehingga pada saat katup menutup terjadi energi tekan yang
besar dan menimbulkan efek palu palu air. Sedangkan katup limbah yang ringan dan
gerakannya pendek akan memberikan pukulan atau denyutan yang lebih cepat dan
menyebabkan hasil pompa yang lebih besar pada tinggi pemompaan yang rendah.
12. Sambungan T
Sambungan T untuk menggabungkan daerah masukkan dengan waste valve dan belokan
900.
13. Pipa Masukan
Pipa ini berfungsi untuk mengalirkan air dari sumber air atau tangki pemasukan ke
pompa hidram.
14. 15. 16. Water Mur
Water mur berguna untuk menyambungkan pipa dengan hidram.
C. MATERIAL YANG DIGUNAKAN
1. Pipa Masukan
Di sini kami memilih baja sebagai material pipa masukan hydram yang kami
rancang. Baja sendiri merupakan paduan besi dan karbon(Fe-C). Selain itu ada
beberapa unsur lain akan tetapi jumlahnya dibatasi, seperti sulfur(S), Fosfor(P),
Silikon(Si), dan lain-lain.
Menurut kandungan karbonnya, baja dapat diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu:
a. Baja karbon rendah (low carbon steel) � machine, machinery dan mild steel
Yakni baja yang memiliki komposisi massa karbon kurang dari 0,25% dari
massa baja. Mikrostrukturnya terdiri dari ferrite dan pearlite sehingga Baja
Karbon Rendah ini lunak. Akan tetapi memiliki ductility yang baik, tidak
mudah patah. Sehingga mudah ditempa. Pada kondisi lingkungan standard,
bahan ini tahan terhadap korosi.
b. Baja karbon menengah (medium carbon steel)
Merupakan baja yang memiliki komposisi massa karbon antara 0,25 % sampai
0,60 % dari massa baja. Dalam prosesnya dilakukan austenitizing, quenching,
lalu kemudian tempering. Hal ini untuk mendapatkan sifat mekanik yang
baik(ductility, toughness, strengthness, dan lain-lain). Dengan menambahakan
chromium, nickel, dan molybdenum dapat menaikkan strength-ductility.
Kekuatan dari baja karbon menengah ini lebih tinggi daripada baja karbon
rendah. Akan tetapi dutility lebih rendah sehingga lebih sulit untuk ditempa.
c. Baja karbon tinggi (high carbon steel) � tool steel
Kandungan massa karbonnnya antara 0,60 % sampai 1,40 % dari massa baja.
Golongan baja ini memiliki sifat sulit dibengkokkan, dilas dan dipotong.
Untuk material pipa masukan dari Hidram yang kami rancang kami memilih Baja
Karbon Medium atau Medium Carbon Steel, dengan pertimbangan berikut ini:
1) Tahan tekanan
Tekanan yang dimaksud adalah tekanan air yang melewati pipa masukan.
Seperti yang kita tahu bahwa air dalam pipa masukan mengalir dari tepat yang
tinggi ke tempat yang rendah.
2) Tahan korosi
Diperlukan bahan yang tidak mudah terkorosi karena pipa masukan ini kontak
langsung dengan air. Pada bagian luar pipa yang terhubung dengan lingkungan
luar kemungkinan korosi juga tinggi. Untuk itu diperlukan pelapisan.
Kemungkinan korosi tersebut bisa diakibatkan oleh uadara yang lembab
ataupun air hujan yang kita tahu sangat mudah mengakibatkan korosi.
3) Tidak mudah patah
Dengan sifat ductility dan toughness yang dimiliki oleh baja karbon sedang
maka menurut kami pipa masukan yang kami rancang nantinya tidak mudah
patah bila terkena beban atau goncangan. Goncangan yang mungkin terjadi
seperti gempa bumi.
2. Pipa Keluaran
Pipa keluaran dari hidram yang kami rancang terbuat dari PVC(Polivinil
Chlorida). Dengan pertimbangan PVC relatif murah, tahan lama, dan mudah
dirangkai. PVC bisa dibuat lebih elastis dan fleksibel dengan menambahkan
plasticizer, umumnya ftalat. Selain itu PVC sebagai polimer tidak akan mengalami
korosi walaupun kontak langsung dengan air.
Pada umumnya proses produksi pada PVC yang dipakai adalah polimerisasi
suspensi. Pada proses ini, monomer vinil klorida dan air diintroduksi ke reaktor
polimerisasi dan inisiator polimerisasi, bersama bahan kimia tambahan untuk
menginisiasi reaksi. Kandungan pada wadah reaksi terus-menerus dicampur untuk
mempertahankan suspensi dan memastikan keseragaman ukuran partikel resin PVC.
Reaksinya adalah eksotermik, dan membutuhkan mekanisme pendinginan untuk
mempertahankan reaktor pada temperatur yang dibutuhkan. Karena volume
berkontraksi selama reaksi (PVC lebih padat dari pada monomer vinil klorida), air
secara kontinu ditambah ke campuran untuk mempertahankan suspensi.
Ketika reaksi sudah selesai, hasilnya, cairan PVC, harus dipisahkan dari
kelebihan monomer vinil klorida yang akan dipakai lagi untuk reaksi berikutnya.
Lalu cairan PVC yang sudah jadi akan disentrifugasi untuk memisahkan kelebihan
air. Cairan lalu dikeringkan dengan udara panas dan dihasilkan butiran PVC. Pada
operasi normal, kelebihan monomer vinil klorida pada PVC hanya sebesar kurang
dari 1 PPM.
Proses produksi lainnya, seperti suspensi mikro dan polimerisasi emulsi,
menghasilkan PVC dengan butiran yang berukuran lebih kecil, dengan sedikit
perbedaan sifat dan juga perbedaan aplikasinya. Produk proses polimerisasi adalah
PVC murni. Sebelum PVC menjadi produk akhir, biasanya membutuhkan konversi
dengan menambahkan heat stabilizer, UV stabilizer, pelumas, plasticizer, bahan
penolong proses, pengatur termal, pengisi, bahan penahan api, biosida, bahan
pengembang, dan pigmen pilihan.
3. Katup
Katup pembuangan terdiri dari beberapa komponen:
1) Tangkai katup
Bagian ini terbuat dari besi.
2) Karet katup
Merupakan potongan karet ban. Ini berfungsi meredam benturan antara
pemberat dengan dasar katup.
3) Pemberat
Terbuat dari besi.
4) Dasar katup
5) Mur penjepit
Materialnya dari besi. Seperti yang ada di pasaran pada umunya.
Katup Pengantar:
Terdiri dari sambungan pipa yang ditutup plat baja lunak berbentuk lingkaran sesuai
bentuk pipa. Plat baja dilubangi beberapa bagian dan diatasnya diletakkan karet kaku
dengan bentuk lingkaran yang sama dengan plat baja lunak.
4. Badan RAM
Berdasarkan gambar di atas, badan RAM secara garis besar terdiri dari elbow dan T-
junction yang keduanya terbuat dari besi cor. Untuk menghubungkan keduanya
adalah dengan proses pengelasan.
5. Tabung Udara
Tabung udara di sini materialnya juga merupakan besi cor. Untuk menghubungkan
tabung udara dan badan RAM digunkan mur. Bukan pengelasan.
6. Dudukan Hidram
Ini terdiri dari besi(cor) siku yang dilas
7. Mur dan Baut pada Sambungan
Materialnya dari besi. Seperti yang ada di pasaran pada umunya.
Besi Cor (Cast Iron)
Merupakan paduan logam antara Besi(Fe) dan Karbon(C) dengan komposisi massa
karbon 2,14 %. Biasanya kandungan massa karbon dan campuran unsur lainnya antara
3,00 % sampai 4,50 %. Sedangkan titik lebur dari Besi Cor ini mencapai 11500 C –
13000C. Ini lebih rendah dari titik lebur baja. Sehingga lebih mudah di lelehkan untuk
kemudian dicetak.
Fe3C(cementite) � 3Fe(α) + C(graphite)
Di atas adalah persamaan equilibrium Besi Cor. Karena adanya grafit ini maka besi cor
mempunyai sifat kurang kuat dan rapuh.
Ada beberapa jenis besi cor yang umum dikenal. Yaitu gray cast iron,
nodular/ductile iron, white iron, dan malleable iron.
BAB V
KESIMPULAN
1. Prinsip kerja hidram: perubahan energi kinetis aliran air menjadi tekanan dinamik
akibatnya menimbulkan palu air sehingga terjadi tekanan tinggi dalam pipa.
2. Sember air yang terletak di Dusun Klepu, Desa Banyusoca, Playen, Gunungkidul layak
dibangun hidram dengan tujuan Dusun Mangguro, Desa Banyusoca, Playen,
Gunungkidul.
DAFTAR PUSTAKA
1. Wibowo, Bambang T. 2006. PENGARUH TEMPER DENGAN QUENCHING MEDIA PENDINGIN OLI MESRAN SAE 40 TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANISBAJA ST 60. Pendidikan Teknik Mesin S1 Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang, Semarang.
2. http://yogoz.wordpress.com/2011/05/15/pengaruh-campuran-unsur-kimia-pada-baja/ 3. William D. Callister, Jr. Materials Science and Engineering an Introduction 6th
edition. Department of Metallurgical Engineering, University of Utah. Penerbit: John Wiley & Sons, Inc. Copy tahun 2003
4. http://berita.kapanlagi.com/tekno/krisis-air-gunungkidul-mampu-diatasi-dengan-teknologi_print.html
5. http://harisistanto.wordpress.com/2010/07/08/hydraulic-ram-pump-pompa-hydram/ 6. http://isjd.pdii.lipi.go.id/admin/jurnal/212085766.pdf 7. faizal.web.id 8. http://www.rullysyumanda.org/environment/768-air-gunungkidul.html 9. http://regional.kompas.com/read/2011/05/31/10045361/Gunung.Kidul.Mulai.Krisis.A
ir.Bersih 10. Hanafie, Jahja. De Longh, Hans. 1979. Teknologi Pompa Hidraulik Ram. Pusat
Teknologi Pembangunan Institut Teknologi Bandung, Bandung.
LAMPIRAN