Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
UNIVERSITAS INDONESIA
PERCOBAAN GAYA DORONG SISTEM JET PUMP
SKRIPSI
PRADIPTA SUSANTO
0405080203
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK PERKAPALAN
DEPOK
JULI 2009
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
UNIVERSITAS INDONESIA
PERCOBAAN GAYA DORONG SISTEM JET PUMP
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
sarjana
PRADIPTA SUSANTO
0405080203
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK PERKAPALAN
DEPOK
JULI 2009
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
ii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,
dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk
telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : PRADIPTA SUSANTO
NPM : 0405080203
Tanda Tangan : ...............................
Tanggal : 17-07-2009
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
iii
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini diajukan oleh :
Nama : Pradipta Susanto
NPM : 0405080203
Program Studi : Teknik Perkapalan
Judul Skripsi : Percobaan Gaya Dorong Sistem Jet Pump
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima
sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Perkapalan, Fakultas Teknik,
Universitas Indonesia
DEWAN PENGUJI
Pembimbing : Ir. Hadi Tresna ( )
Penguji : Prof. Dr. Ir. Yanuar, M.Eng, M.Sc ( )
Penguji : Dr. Ir. Sunaryo, Ph.D ( )
Penguji : Ir. Marcus A. Talahatu, MT ( )
Ditetapkan di : Depok
Tanggal : 17 Juli 2009
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan
rahmat-Nya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulisan skripsi ini dilakukan
dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin, Program Studi Teknik Perkapalan pada Fakultas Teknik
Universitas Indonesia. Saya menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari
berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini, sangatlah
sulit bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, saya mengucapkan
terima kasih kepada:
(1) Ir. Hadi Tresno Wibowo, selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan
waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi
ini;
(2) Pihak Departemen Teknik Mesin yang telah banyak membantu dalam usaha
memperoleh data yang saya perlukan;
(3) Orang tua dan keluarga saya yang telah memberikan bantuan dukungan material
dan moral; dan
(4) Sahabat-sahabat yang telah banyak membantu saya dalam menyelesaikan skripsi
ini. Akhir kata, saya berharap Tuhan Yang Maha Esa berkenan membalas segala
kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa
manfaat bagi pengembangan ilmu.
Depok, 17 Juli 2009
Penulis
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
v
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di bawah
ini:
Nama : Pradipta Susanto
NPM : 0405080203
Program Studi : Teknik Perkapalan
Departemen : Teknik Mesin
Fakultas : Teknik
Jenis karya : Skripsi
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty-
Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :
Percobaan Gaya Dorong Sistem Jet Pump
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti
Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan,
mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database),
merawat, dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama
saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di : Depok
Pada tanggal : 17-Juli-2009
Yang menyatakan
( …………………………………. )
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
vi Universitas Indonesia
ABSTRAK
Nama : Pradipta Susanto
Program Studi : Teknik Perkapalan
Judul : Percobaan Gaya Dorong Sistem Jet Pump
Skripsi ini membahas percobaan menggunakan jet pump yang dirangkaikan pada
sebuah sistem pompa air. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui
apakah jet pump memiliki gaya dorong, serta untuk mengetahui hubungan antara
gaya dorong dengan kedalaman jet pump dari permukaan air. Optimalisasi bentuk
dan ukuran dari jet pump dapat menjadikan efisiensi jet pump bertambah. Dalam
kajian yang lebih lanjut tidak tertutup kemungkinan sistem ini dapat
dikembangkan sebagai sistem cikar kapal atau sebagai alat bantu kelurusan gerak
kapal.
Kata kunci:
Jet pump, tenaga Penggerak, sistem cikar, gaya dorong
Nama : Pradipta Susanto
Study Program : Naval Engineering
Title : Propultion Force Experiment in Jet Pump System
This final assignment examines an experiment using jet pump which is tied
together with a water pump system. The purpose of this experiment is to figure out
if jet pump has a propulsion force and to know the connection between that
propulsion force with the depth of the jet pump from water surface. Optimization
of the shape and the size of the jet pump can increase efficiency of the jet pump. In
addition, with the ongoing experiments, this kind of system can be improved into
ship turning system or as an instrument to or which help to align the ship
movement.
Keywords: Jet pump, moving power, turning system, propulsion
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
vii Universitas Indonesia
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ....................................................................................... i
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ............................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ iii
KATA PENGANTAR .................................................................................... iv
LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ....................... v
ABSTRAK ...................................................................................................... vi
DAFTAR ISI ................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ........................................................................................... ix
DAFTAR KURVA ......................................................................................... x
1. PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah .............................................................................. 2
1.3 Batasan Masalah ................................................................................... 3
1.4 Tujuan Penilitian .................................................................................. 3
2. LANDASAN TEORI ................................................................................. 4
3. METODE PENELITIAN ......................................................................... 6
4. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN .............................................. 14
4.1 Analisis Data ........................................................................................ 14
4.2 Analisis Percobaan ............................................................................... 16
4.3 Analisis Hasil ....................................................................................... 18
5. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 20
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 20
5.2 Saran ..................................................................................................... 20
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 21
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
viii Universitas Indonesia
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Desain Jet Pump ......................................................................... 4
Gambar 2.2. Skema Cara Kerja Jet Pump ....................................................... 5
Gambar 3.1. Bak Air ....................................................................................... 6
Gambar 3.2. Timbangan .................................................................................. 7
Gambar 3.3. Pompa Air .................................................................................. 8
Gambar 3.4. Instalasi Pipa .............................................................................. 9
Gambar 3.5. Jet Pump ..................................................................................... 10
Gambar 3.6. Rangkaian Peralatan Percobaan ................................................. 11
Gambar 3.7. Rangkaian Peralatan Percobaan (Tampak Atas) ........................ 12
Gambar 4.1. Skema Penghitungan Gaya Dorong Jet Pump ........................... 14
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
ix Universitas Indonesia
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Data Hasil Percobaan ..................................................................... 14
Tabel 4.2. Data Hasil Perhitungan .................................................................. 15
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
x Universitas Indonesia
DAFTAR GRAFIK
Grafik 4.1. Grafik Gaya Dorong – Kedalaman Air ......................................... 15
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
1 Universitas Indonesia
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Jet pump adalah sebuah alat sederhana yang dapat menambah massa aliran
air yang dikeluarkan oleh pompa, dengan cara menambahkan tekanan pada aliran
air yang dikeluarkan pompa, dengan menggunakan nozzle, dan memanfaatkan
tekanan tersebut sebagai energi tambahan, dan menarik aliran air dari luar jet
pump selain dari aliran air dari pompa itu sendiri, tanpa menggunakan bagian
yang bergerak dan bagian yang memerlukan energi tambahan (Blevins 257).
Kata pump dalam jet pump berarti alat ini berfungsi sama halnya dengan
pompa pada umumnya, yaitu “memindahkan fluida cair dari tempat bertekanan
rendah ke tempat bertekanan tinggi” (Bachus and Custodio 2003). Sesuai dengan
prinsip dasar yang tertulis diatas, jet pump merupakan pompa tambahan pada
sistem pompa yang menggunakan jet pump.
Alat ini pada umumnya digunakan sebagai keharusan yang harus
ditambahkan pada sistem perpipaan apabila pompa yang digunakan adalah pompa
yang mendukung jet pump atau apabila kedalaman fluida cair (suction lift) yang
ingin dipindahkan sangat tinggi, melebihi kemampuan pompa dalam menyedot
fluida cair tersebut secara efisien, ataupun untuk tujuan spesifik seperti memompa
fluida dua fase.
Kemampuan jet pump dalam menyedot lebih banyak dan lebih mampu
mengatasi perbedaan tinggi fluida yang akan dipindahkan dibandingkan dengan
pompa air konvensional, membuat jet pump berpotensi digunakan dalam bidang
yang lebih luas tanpa melupakan fungsi utamanya yaitu sebagai pompa,
contohnya menggunakan jet pump sebagai tenaga penggerak pada bangunan-
bangunan diatas air. Karena selama ini bangunan-bangunan yang berada diatas air
yang memiliki alat penggerak hanya memiliki sedikit solusi sebagai tenaga
penggerak yaitu mesin penggerak berupa propeller, kincir, dan water jet,
khusunya bagi kapal berukuran kecil yang hanya memiliki mesin penggerak
berupa mesin tempel dan propeler yang sederhana.
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
2
Universitas Indonesia
Perlu diketahui penggunaan mesin tempel dan propeller sederhana telah
dilakukan sejak kapal layar tidak lagi digunakan, karena dinilai tidak efisien lagi.
Namun penggunaan mesin tempel dan propeller sederhana juga membuat para
pengguna motor tempel ini sangat bergantung kepada bahan bakar perawatan
yang lebih mahal dari penggunaan mesin-mesin tersebut.
Penggunaan mesin tempel sebenarnya dapat meningkatkan efisiensi dari
para penggunanya seperti nelayan, karena nelayan tak lagi bergantung kepada
arah angin untuk pergi melaut. Namun hal yang terjadi adalah para nelayan
semakin tidak sanggup mencukupi bahan bakar dan perawatan yang diperlukan
oleh mesin tempel tersebut dan akhirnya tidak dapat lagi pergi melaut. Hal ini
dikarenakan kapal-kapal milik nelayan kebanyakan merupakan kapal-kapal kecil,
sehingga penghasilan yang didapatkan nelayan sangat rendah, sehingga nelayan-
nelayan tersebut memilih mesin-mesin kapal yang murah dan mudah diperbaiki
sesuai dengan kemampuan finansial yang mereka miliki.
Dengan adanya jet pump sebenarnya solusi bagi nelayan-nelayan kecil dapat
dikembangkan dengan penambahan solusi mesin kapal yang berupa pompa air
yang lebih relatif lebih murah dan relatif lebih mudah dalam pemeliharaan.
Dengan menggunakan sistem jet pump diharapkan para nelayan dan orang-orang
yang terlibat dalam pemakaian bangunan-bangunan diatas air lainya dapat dengan
cara lebih efisien meminimalisir investasi mereka terhadap tenaga penggerak
ataupun sistem lainya yang dapat mengimplementasikan sistem jet pump.
1.2 Perumusan Masalah
Agar potensi jet pump dapat diteliti lebih lanjut, maka permasalahan yang
akan timbul selama penilitian antara lain adalah:
Apakah jet pump memiliki gaya dorong akibat tekanan aliran fluida yang
dikeluarkannya?
Seberapa besar gaya yang akan ditimbulkan akibat dari tekanan yang
dikeluarkan oleh jet pump?
Apakah terdapat hubungan antara kedalaman air dengan gaya dorong yang
dimiliki jet pump?
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
3
Universitas Indonesia
Apabila jet pump memiliki gaya dorong, apakah gaya dorong tersebut
memiliki potensi sebagai tenaga penggerak bangunan diatas air?
1.3 Batasan Masalah
Pada karya tulis ini yang menjadi batasan masalah adalah:
Penelitian hanya dilakukan untuk mengetahui apakah jet pump memiliki daya
dorong
Penelitian hanya dilakukan untuk mengetahui seberapa besar gaya yang
ditimbulkan oleh rangkaian alat uji coba yang disambungkan dengan jet
pump.
Variabel yang digunakan berupa kedalaman alat dari permukaan air
Pengembangan yang akan dilakukan terhadap jet pump sebagai solusi baru
tenaga penggerak bagi bangunan-bangunan diatas air
1.4 Tujuan Penelitian
Penelitian ini memiliki tujuan untuk:
Mengetahui apakah sistem jet pump dapat secara cukup memiliki daya
dorong yang memadai sebagai solusi baru mesin penggerak.
Mengetahui seberapa besar gaya yang ditimbulkan oleh alat uji yang telah
dirangkaikan dengan jet pump.
Mengetahui hubungan antara peletakan jet pump (sesuai kedalaman air)
terhadap gaya dorong yang dihasilkanya.
Mengetahui potensi jet pump sebagai sistem penggerak dalam bangunan-
bangunan diatas air.
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
4 Universitas Indonesia
BAB 2
LANDASAN TEORI
Jet pump secara umum terdiri dari suction chamber (ruang sedot), driving
nozzle (pipa semprot dorong), suction nozzle (pipa semprot hisap), mixing tube
(pipa percampuran), diffuser (penyebar) (Blevins 257). Seperti terlihat pada
gambar berikut
Gambar 2.1. Desain Jet Pump
Sumber: Blevins, RD. Applied Fluid Dynamics Handbook . New York: Van Nostrand Reinhold
Co, 1984.
Prinsip kerja jet pump adalah sebagai berikut: Fluida cair dari pompa
dialirkan melalui driving nozzle sehingga aliran fluida cair dari pompa akan
mengalami peningkatan tekanan (Gambar 2.2. poin 1-3), aliran fluida yang
bertekanan ini kemudian diarahkan menuju mixing tube , tekanan ini membuat
daerah disekitar suction nozzle memiliki daya hisap karena bertekanan rendah, hal
ini membuat fluida yang berada di suction chamber tersedot menuju suction
nozzle (Gambar 2.2. poin 4-6), lalu kedua fluida ini bercampur dalam mixing tube
lalu mengalami penurunan kecepatan dan tekanan di diffuser (Blevins 257).
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
5
Universitas Indonesia
Gambar 2.2. Skema Cara Kerja Jet Pump
1 2
3 4
5 6
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
6 Universitas Indonesia
BAB 3
METODE PENELITIAN
Pernelitian dilakukan dengan cara melakukan percobaan dengan
menggunakan jet pump yang dirangkaikan pada rangkaian pipa pompa air, dengan
keadaan sebagai berikut:
Bak air
Percobaan dilakukan di bak air dengan ukuran:
Panjang = 265 cm
Lebar = 75 cm
Tinggi bak dari dasar bak = 45 cm
Ketinggian air dari dasar bak = 34 cm
Gambar 3.1. Bak Air
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
7
Universitas Indonesia
Satu unit timbangan yang telah dikalibrasi
Gambar 3.2. Timbangan
Satu unit pompa air, dengan spesifikasi sebagai berikut:
Merek : Panasonic
Tipe : GP-129JXV
Sumber tegangan : 220 V~, 50 Hz
Daya keluaran : 125 Watt
Arus (Ampere) : 1,55 Ampere
Daya hisap : 9 meter
Total head maksimum : 30 meter
Kapasitas air maksimum : 30 l/menit
Pipa hisap/dorong : 1 inch
Ukuran : (200 × 156 × 214) mm
Berat : 6 Kg
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
8
Universitas Indonesia
Gambar 3.3. Pompa Air
Pipa 1 inch
4 buah pipa sambungan L 1 inch
5 buah pipa sambungan ulir luar
1 buah pipa sambungan dari jet pump (mixing tube dan diffuser) modifikasi
ulir luar 1 ¾ menjadi 34 cm
1 buah pipa sambungan 1 inch – ¾ inch
1 buah unit sumbu pemutar pipa
1 buah pipa elastis 1 inch
Satu unit jet pump
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
9
Universitas Indonesia
Gam
bar
3.4
. In
stal
asi
Pip
a
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
10
Universitas Indonesia
Gam
bar
3.5
. Je
t P
um
p
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
11
Universitas Indonesia
Gambar 3.6. Rangkaian Peralatan Percobaan
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
12
Universitas Indonesia
Gambar 3.7. Rangkaian Peralatan Percobaan (Tampak Atas)
Percobaan dilakukan setelah semua rangkaian selesai disambung dan ditata
sedemikian rupa sesuai gambar 3.7, hal pertama yang dilakukan adalah sebagai
berikut:
Terlebih dahulu sumbu pemutar pipa diarahkan sesuai dengan arah jet pump
yaitu arah memanjang bak air
Setelah sumbu pemutar pipa diarahkan, sumbu pemutar pipa ini disejajarkan
dengan sumbu pemutar pipa sesuai dengan gambar 3.7
Pompa
Timbangan
Pipa
Elastis
Jet Pump
Kayu
Penopang
Pompa
Besi
Penopang
Pipa
Pemutar
Pipa Pemutar
Bak Air
Pipa Sedot
Pompa
Arah Gaya Dorong
Arah Gaya Dorong
Arah Aliran Air
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
13
Universitas Indonesia
Lalu besi timbangan (sesuai gambar 3.7) diletakan pada bagian pipa
dibelakang sumbu pemutar pipa (bagian yang bergerak berlawanan dengan
gerak jet pump ketika sistem dijalankan, bagian a pada gambar 3.7)
Setelah itu pompa dinyalakan
Ketika aliran air masuk menuju jet pump maka dorongan jet pump akan
membuat sumbu pemutar pipa akan bergerak dan membuat timbangan
menerima gaya dorong sebesar yang tercantum dalam skala timbangan
Lali dilakukan variasi tinggi jet pump dari dasar bak air
Sehingga akan didapati data berupa gaya akibat reaksi dengan data berupa
ketingian jet pump dari dasar kolam.
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
14 Universitas Indonesia
BAB 4
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Data
Dari percobaan yang dilakukan diperolehlah data sebagai berikut:
Tabel 4.1. Data Hasil Percobaan
Kedalaman I II
Keadaan I 28,15 cm 320 gr 320 gr
Keadaan II 24,15 cm 380 gr 380 gr
Keadaan III 21,15 cm 460 gr 420 gr
Dikarenakan data yang terdapat di Tabel 4.1 merupakan data yang didapat
dari hasil percobaan ketika timbangan terletak dititik a (pada gambar 4.1) dengan
hasil berat x gram, maka data ini belum dihitung lebih lanjut agar didapat gaya
dorong sebenarnya dari jet pump (y gram dalam gambar 4.1). Hal ini dapat
dihitung dengan cara konsep sederhana yaitu persamaan momen, sebagai berikut:
Gambar 4.1. Skema Penghitungan Gaya Dorong Jet Pump
x gram × 12,8 cm = y gram × 18,43 cm
Jika x gram diketahui maka y gram =
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
15
Universitas Indonesia
Tabel 4.2. Data Hasil Perhitungan
Kedalaman I II
Keadaan I 28,15 cm 222 gr 222 gr
Keadaan II 24,15 cm 264 gr 264 gr
Keadaan III 21,15 cm 319 gr 292 gr
Grafik 4.1. Grafik Gaya Dorong – Kedalaman Air
Dari data dan grafik dapat disimpulkan bahwa sistem jet pump memiliki
gaya dorong, dan sesuai dengan kedalaman air, gaya yang berkerja pada sistem
bertambah apabila jet pump semakin menjauhi dasar bak atau semakin dekat
dengan permukaan air. Hal ini sesuai dengan rumus bahwa semakin dalam
permukaan air semakin kuat tekanan yang akan diterima benda begitu pula dengan
tekanan yang diterima oleh aliran fluida bertekanan yang keluar dari jet pump.
Berarti dari data yang didapatkan diatas hanya ada dua data percobaan yang valid,
yaitu percobaan ke I dan percobaan ke II. Tentu saja hal ini dapat dengan mudah
disimpulkan melalui persamaan sederhana mengenai tekanan sesuai kedalaman
air, yaitu:
200
250
300
350
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Gaya R
eak
si (
gra
m)
Kedalaman Jet Pump dari Dasar Bak (cm)
Percobaan I
Percobaan II
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
16
Universitas Indonesia
P = ρ g h (4.1)
Pembahasan lebih lanjut mengenai percobaan ini adalah dengan
membandingkan data gaya dalam gram tersebut dengan daya yang diperlukan
oleh pompa untuk berkerja secara normal. Dari data pompa didapati daya yang
diperlukan pompa untuk berkerja secara normal adalah 125 Watt, dan dari data
yang diperoleh dari percobaan pada kedalaman 28,15 cm diperoleh gaya dari jet
pump sebesar 222 gram. Apabila kita bandingkan secara langsung maka didapati:
= 1,776 gram/watt
Maka setiap watt daya pompa, dapat memproduksi gaya dorong sebesar
±1,776 gram.
4.2 Analisis Percobaan
Dari percobaan yang dilakukan terdapat beberapa anomali seperti penurunan
gaya dorong yang terlihat dari jarum timbangan yang bergerak naik (beban
berkurang) ketika sistem baru dijalankan, hal ini terjadi dikarenakan sistem belum
berjalan dengan stabil.
Anomali lainya adalah sesaat setelah pompa dinyalakan dan air mulai keluar
dari jet pump, terdapat buih yang keluar dari jet pump. Hal ini terjadi selain karena
sistem belum berjalan stabil, juga karena terdapat udara yang terperangkap dalam
pipa sebelum pompa air dijalankan dan terdorong setelah pompa air dinyalakan.
Hasil yang didapatkan dari perhitungan data diatas, penggunaan sistem jet
pump ini masih dapat ditingkatkan efisiensinya, dikarenakan sistem ini masih
mengalami beberapa kelemahan, antara lain sebagai berikut:
Sumbu pemutar pipa mengalami gesekan yang besar akibat beban berat
Sumbu pemutar pipa mengalami kemiringan sudut
Rangkaian jet pump mengalami gaya puntir akibat dorongan aliran fluida,
selain gaya dorong secara horizontal
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
17
Universitas Indonesia
Aliran fluida yang dilalui dari pompa air menuju jet pump mengalami
pengurangan tekanan, akibat dari rangkaian pipa yang panjang dan berliku
ataupun akibat dari timbulnya kebocoran pada beberapa bagian pipa
Namun hal ini tidak membuat hilangnya potensi sistem jet pump menjadi
sistem penggerak dari bangunan-bangunan diatas air. Hal ini dikarenakan dalam
sistem ini tidak dilakukan perlakuan untuk meningkatkan efisiensi tiap bagian dari
jet pump. Perlakuan peningkatan tiap bagian dari jet pump untuk meningkatkan
efisiensi adalah sebagai berikut:
Efisiensi yang dilakukan pada suction nozzle dapat berupa membuat bagian
yang dilalui fluida dapat secara maksimal mengurangi kerugian akibat
gesekan (Blevins 260).
Efisiensi yang dilakukan pada driving nozzle dapat berupa jarak l (pada
gambar 2.2) sebesar antara 0,8 sampai 2 kali besar diameter dari driving
nozzle. Dan juga dapat berupa pembatasan rasio dari diameter driving nozzle
dengan diameter mixing tube (d/D) sebesar 0,14 sampai 0,9 (Blevins 260).
Efisiensi yang dilakukan pada panjang dari mixing tube dapat berupa
menggunakan patokan bahwa panjang optimal dari mixing tube adalah tujuh
kali diameter dari mixing tube, walaupun dari beberapa referensi panjang
mixing tube yang 5,7D dan 10D masih tetap memiliki performa yang bagus.
Dan juga dapat berupa modifikasi terhadap bentuk mixing tube, dari
percobaan yang saya lakukan penggunaan mixing tube yang berbentuk terlalu
sempit pada bagian awal akan menyebabkan gaya yang dikeluarkan oleh jet
pump menjadi sangat kecil(Blevins 260).
Efisiensi juga dapat dilakukan pada bagia diffuser, tanpa atau dengan diffuser,
jet pump dapat beroperasi dengan perbedaan performa yang tidak terlalu jauh.
Namun penggunaan diffuser biasanya diperlukan untuk mencapai tekanan dan
kecepatan aliran fluida keluaran yang telah ditentukan. Pada percobaan ini
diffuser tidak digunakan (mixing chamber dan diffuser diganti dengan
sebatang pipa 1 inch dengan panjang 22 cm) (Blevins 260).
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
18
Universitas Indonesia
4.3 Analisis Hasil
Sistem jet pump dapat diaplikasikan sebagai sistem penggerak pada kapal-
kapal kecil, seperti kapal-kapal nelayan. Dikarenakan pengggunaan pompa air
yang relatif lebih murah dan dengan generator yang dapat menstabilkan
penggunaan bahan bakar minyak. Namun aplikasi ini perlu dikaji lebih lanjut
karena investasi yang diperlukan untuk generator dan pompa air lebih besar
dibandingkan dengan investasi yang diperlukan untuk motor tempel, dan juga
apakah berat dari generator dan pompa air masih dapat memungkinkan kedua alat
ini dipakai pada kapal kecil. Pengkajian juga diperlukan apakah konsumsi bahan
bakar generator akan lebih sedikit dibandingkan konsumsi bahan bakar dari motor
tempel.
Apabila aplikasi sistem jet pump tidak sesuai untuk tenaga penggerak
bangunan-bangunan diatas air, aplikasi sistem jet pump masih dapat diterapkan
sebagai tenaga pendorong bagi gerakan cikar kapal atau sebagai alat bantu
kelurusan gerak kapal, dengan bantuan gaya dorong dari sistem jet pump
dimungkinkan terjadinya bergerakan cikar kapal apabila tekanan dari sistem jet
pump disalurkan pada bagian sisi belakang kapal dan juga dapat membantu
kelurusan gerak kapal ketika kapal bergerak menyimpang dari jalur yang
seharunya dilalui kapal. Terlebih lagi kapal besar pasti memiliki pompa, berdaya
besar dan berjumlah banyak seperti pompa ballast yang tidak akan digunakan
kecuali pada saat kapal melakukan pengisian ballast dan pada saat kapal
melakukan aktivitas bongkar muat.
Dengan penggunaan pompa ballast sebagai sumber pompa, sistem jet pump
dapat digunakan sebagai alat bantu cikar kapal pada waktu melakukan gerakan
cikar tanpa harus mengerakan rudder, seperti diketahui penggerakan rudder ketika
kapal melaju akan menambah besar hambatan yang diterima oleh kapal,
sedangkan dengan menggunakan sistem jet pump kapal tidak akan mengalami
penambahan hambatan(selain hambatan akibat perubahan gerak laju kapal) namun
akan mengalami penambahan gaya dorong akibat gaya dorong dari sistem jet
pump.
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
19
Universitas Indonesia
Pengkajian lebih lanjut diperlukan untuk dapat memperkirakan efisiensi dari
penggunaan pompa-pompa dikapal sebagai pembantu gerak cikar kapal atau
sebagai alat bantu kelurusan gerak kapal, seberapa banyak pompa yang akan
digunakan, apabila pompa yang digunakan memerlukan ruang khusus maka harus
diperhitungkan berapa besar ruangan tersebut dan bagaimana konstruksi dari
ruangan khusus tersebut agar kuat untuk menempatkan pompa, dan berapa besar
daya listrik yang harus dikeluarkan oleh generator untuk menjalankan sistem jet
pump. Dibandingkan dengan penggunaan rudder yang juga akan memakan daya
listrik atau daya mesin penggerak rudder dan hambatan yang akan dihasilkan
dengan menggunakan rudder atau sistem jet pump serta hubunganya dengan
penambahan daya mesin utama kapal yang harus ditambahkan akibat
bertambahnya hambatan kapal.
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
20 Universitas Indonesia
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan dari penelitian ini adalah, bahwa jet pump sebagai alat yang
berfungsi sebagai pompa kedua dalam sistem pompa air berpotensi sebagai solusi
tenaga penggerak baru bagi bangunan-bangunan diatas air (kapal, barge, dsb).
Selain bisa diaplikasikan sebagai solusi tenaga penggerak baru bagi bangunan-
bangunan diatas air, jet pump juga dapat diaplikasikan sebagai mesin penggerak
kapal, namun juga dapat diaplikasikan sebagai mesin bantu cikar kapal atau
sebagai alat bantu kelurusan gerak kapal tanpa menggunakan rudder. Seperti
diketahui penggunaan rudder pada kondisi tertentu dapat menambah hambatan
kapal. Namun mengenai aplikasi-aplikasi dari sistem jet pump ini perlu dikaji
lebih lanjut untuk mengetahui efisiensi dari penggunaan sistem ini dari sistem
konvensional, yang biasa digunakan.
5.2 Saran
Sebagai saran, penilitian ini seharusnya dapat diteliti lebih lanjut
Mulai dari pengujian terhadap efisiensi-efisiensi dari jet pump dan dilakukan
percobaan terhadap gaya dorong yang dihasilkanya
Perlu dilakukanya pengujian terhadap hubungan antara gaya dorong, dan
daya pompa air
Perlu dilakukanya kajian mengenai hubungan antara gaya dorong, kapasitas
pompa, berat dan ukuran pompa, serta biaya yang dikeluarkan untuk
menginvestasikan pompa sebagai tenaga penggerak utama
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009
21 Universitas Indonesia
DAFTAR PUSTAKA
Bachus, Larry, and Angel Custodio. Know and Understand Centrifugal Pumps.
Oxford: Elsevier, 2003.
Blevins, RD. Applied Fluid Dynamics Handbook. New York: Van Nostrand
Reinhold Co, 1984.
Bonnington, S. T., and A. I. King. Jet Pump Ejectors, A State of the Art Review
and Bibliography, 2d Ed. Cranfield, Bedford, England: BHRA Fluid
Engineering, 1976.
Hill, B. J. “Two-Dimensional Analysis of Flow in Jet Pumps,” ASCE J.
Hydraulics Div. 99, 1009-1026 (1968).
Mueller, N. H. G. “Water Jet Pump.” ASCE J. Hydraulics Div. 90, 83-113 (1964).
Reddy, Y. R., and S. Kar. “Theory and Performance of Water Jet Pump.” J.
Hydraulics Div. 94, 1261-1281 (1968).
Sanger, N. L. “An Experimental Investigation of Several Low-Area-Ratio Water
Jet Pumps.” J. Basic Eng. 92, 11-20 (1970).
Percobaan gaya..., Pradipta Susanto, FT UI, 2009