Makalah POMPA Hidrolika Saluran tertutup

MAKALAH

HIDROLIKA SALURAN TERTUTUP

POMPA

Disusun Oleh:

Kelompok II

Elang Timur                            145060400111015

Fariz Bayu Rachmanto           125060400111074

Galih Rizam Pratama              145060400111024

Gloria Dihan Utomo               145060400111002

Tami Pratiwi                            145060400111007

Yoga Okta Wardana               145060400111028

Yuangga Rizky Illahi              145060400111003

Yudhistira Akbar Z.R             145060400111005

JURUSAN TEKNIK PENGAIRAN

FAKULTAS TEKNIK

                                                                                   UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

            Air merupakan sebuah sumber daya yang sangatlah penting bagi kehidupan manusia. Tanpa sumber air, manusia tidak akan pernah bisa hidup. Karena itu, manusia sangatlah bergantung pada air itu sendiri. Selain dalam kehidupan manusia, air juga sangatlah dibutuhkan bagi setiap makhluk hidup yang pada akhirnya makhluk hidup itu sendiri akan kembali pengaruhnya kepada kita manusia yang hidup berdasarkan makhluk – makhluk tersebut.

            Air memiliki banyak sumber dan banyak sekali wujudnya. Dalam beberapa hal, ada beberapa tempat yang sumber airnya cukup sulit dijangkau oleh manusia. Karena hal tersebut, dibuatlah sebuah alat yang dapat mempermudah usaha manusia untuk mendapatkan sumber air tersebut. Salah satu dari alat trsebut adalah pompa.

            Melalui makalah ini, kami ingin memaparkan tentang berbagai hal yang berkaitan dengan pompa serta pengaruhnya terhadap kehidupan manusia. Sehingga pembaca bisa mengerti bagaimana dan seperti apa pengaruh pompa khususnya yang berkaitan dengan bidang pengairan sebagaimana kami pelajari.

1.2  Rumusan Masalah

1.2.1        Apakah yang dimaksud dengan pompa?

1.2.2        Apakah jenis – jenis pompa?

1.2.3    Apakah fungsi pompa?

1.3  Tujuan

1.3.1        Memberikan pengertian tentang pompa

1.3.2        Menjabarkan jenis – jenis pompa berdasarkan kriteria tertentu

1.3.3    Menjelaskan fungsi pompa dan pengaruhnya pada kehidupan manusia

1.4 Manfaat

1.4.1        Menjadikan pembaca mengerti tentang apa itu pompa

1.4.2        Menjadikan pemaca mengerti tentang jenis – jenis pompa berdasarkan criteria tertentu

1.4.3    Menjadikan pembaca paham tentang fungsi pompa dan pengaruhnya pada kehidupan

manusia

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Pompa

Ada banyak sekali pengertian dari pompa itu sendiri berdasarkan bahasa dan pengertian masing masing orang. Tetapi dapat disimpulkan menjadi 2 pengertian berikut :

Pompa adalah suatu alat atau mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairan yang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus.

Pompa adalah jenis mesin fluida yang digunakan untuk memindahkan fluida melalui pipa dari satu tempat ke tempat lain. Dalam menjalankan fungsinya tersebut, pompa mengubah energi gerak poros untuk menggerakkan sudu-sudu menjadi energi tekanan pada fluida.

2.2 Jenis – jenis pompa

2.2.1    Jenis Pompa air berdasarkan tenaga penggeraknya

2.2.1.1 Pompa Air Dragon (Pompa air manual)

Sebagai salah satu jenis pompa air manual, pompa air dragon ini merupakan merk pompa air yang sangat terkenal di sekitar tahun 70-an. Terutama untuk daerah-daerah yang belum terjangkau listrik. Sehingga merk pompa air dragon ini menjadi ikon / image di tengah masyarakat kita waktu itu untuk mewakili istilah pompa air manual. Bagi warga yang memiliki sumur air sendiri, pompa air ini menjadi pilihan untuk menggantikan cara tradisional, menimba air dari sumur.

Cara kerja pompa air manual ini pun sederhana seperti gambar berikut. Ketika tuas pompa di tarik ke atas, piston bergerak ke bawah ke dasar ruangan pompa. Air yang ada dalam pompa akan memasuki ruangan di atas piston melalui klep (valve) pada piston, seperti terlihat pada gambar A.

Ketika tuas pompa didorong ke bawah, piston bergerak naik bersamaan dengan tertutupnya klep piston sehingga air yang ada di atas piston ikut terdorong ke atas dan keluar melalui corong pompa. Di saat bersamaan piston akan menyedot air dari dalam sumur dan air memasuki ruangan di bawah piston melalui klep di dasar pompa yang terbuka di saat piston bergerak ke atas, seperti terlihat pada gambar B.

2.2.1.2 Pompa Air Listrik

Seiring berkembangnya zaman dan aliran listrik sudah banyak masuk ke daerah-daerah, pompa air tenaga listrik (AC 220V) menjadi pilihan untuk menggantikan pompa air manual. Sekarang semakin berkembang jenis dan model pompa listrik. Namun teknologi yang umum dikenal dengan Centrifugal Pumps. Yaitu pompa air yang bekerja berdasarkan daya centrifugal yang dihasilkan oleh impeller (kipas) yang diputar oleh motor listrik. Karena daya centrifugal ini air tersedot (dari sumur) dan terdorong keluar secara kontinyu melalui sirip-sirip impeller seperti gambar berikut ini.

   

2.2.1.3 Pompa Air Bensin / Solar (Diesel)

Pompa air jenis ini menggunakan motor berbahan bakar bensin atau solar. Cara kerjanyapun sama dengan pompa air listrik di atas. Bedanya hanya pada motor penggerak kipas impeller-nya yang menggunakan bahan bakar bensin atau solar. Biasanya pompa air jenis ini digunakan untuk memompa air dengan volume debit air yang besar. Ini terlihat dari besarnya ukuran pipa atau selang yang diameternya cukup besar.

2.2.1.4 Pompa Air Celup (Submersible)

Sesuai namanya, pompa air listrik ini penggunaannya dicelupkan ke dalam air. Penggunaan yang umum adalah pompa air yang dipakai dalam aquarium untuk mengalirkan air ke tempat penyaringan air sehingga air aquarium terjaga kejernihannya untuk waktu yang lebih lama.

Cara kerjanyapun sama seperti pompa air listrik di atas, memanfaatkan daya centrifugal dari perputaran kipas impeller untuk mendorong air ke atas. Jenis pompa air celup ini cukup banyak tergantung keperluannya.

2.2.2 Jenis – Jenis pompa secara umum

Secara umum pompa dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu dynamic pump dan positive displacement pump. Dua kelompok besar ini masih terbagi kedalam beberapa macam lagi. Berikut beberapa macam pompa secara umum.

2.2.2.1 Pompa Dinamik
Dynamic pump atau pompa dinamik terbagi menjadi beberapa macam yaitu pompa sentrifugal, pompa aksial, dan pompa spesial-efek (special-effect pump). Pompa-pompa ini beroperasi dengan menghasilkan kecepatan fluida tinggi dan mengkonversi kecepatan menjadi tekanan melalui perubahan penampang aliran fluida. Jenis pompa ini biasanya juga memiliki efisiensi yang lebih rendah daripada tipe positive displacement pump, tetapi memiliki biaya yang lebih rendah untuk perawatannya. Pompa dinamik juga bisa beroperasi pada kecepatan yang tinggi dan debit aliran yang juga tinggi.

2.2.2.1.1 Pompa Sentrifugal
Sebuah pompa sentrifugal tersusun atas sebuah impeler dan saluran inlet di tengah-tengahnya. Dengan desain ini maka pada saat impeler berputar, fluida mengalir menuju casing di sekitar impeler sebagai akibat dari gaya sentrifugal. Casing ini berfungsi untuk menurunkan kecepatan aliran fluida sementara kecepatan putar impeler tetap tinggi. Kecepatan fluida dikonversikan menjadi tekanan oleh casing sehingga fluida dapat menuju titik outletnya. Beberapa keuntungan dari penggunaan pompa sentrifugal yakni aliran yang halus (smooth) di dalam pompa dan tekanan yang seragam pada discharge pompa, biaya rendah, serta dapat bekerja pada kecepatan yang tinggi sehingga pada aplikasi selanjutnya dapat dikoneksikan langung dengan turbin uap dan motor elektrik. Penggunaan pompa sentrifugal di dunia mencapai angka 80% karena penggunaannya yang cocok untuk mengatasi jumlah fluida yang besar daripada pompa positive-displacement.

2.2.2.1.2 Pompa Aksial
Pompa aksial juga disebut dengan pompa propeler. Pompa ini menghasilkan sebagian besar tekanan dari propeler dan gaya lifting dari sudu terhadap fluida. Pompa ini banyak digunakan di sistem drainase dan irigasi. Pompa aksial vertikal single-stage lebih umum digunakan, akan tetapi kadang pompa aksial two-stage (dua stage) lebih ekonomis penerapannya. Pompa aksial horisontal digunakan untuk debit aliran fluida yang besar dengan tekanan yang kecil dan biasanya melibatkan efek sifon dalam alirannya.

2.2.2.1.3 Pompa jenis ini digunakan pada industri dengan kondisi tertentu. Yang termasuk ke dalam pompa jenis ini yaitu jet (eductor), gas lift, hydraulic ram, dan electromagnetic. Pompa jet-eductor (injector) adalah sebuah alat yang menggunakan efek venturi dari nozzle konvergen-divergen untuk mengkonversi energi tekanan dari fluida bergerak menjadi energi gerak sehingga menciptakan area bertekanan rendah, dan dapat menghisap fluida di sisi suction.

a.         Gas Lift Pump adalah sebuah cara untuk mengangkat fluida di dalam sebuah kolom dengan jalan menginjeksikan suatu gas tertentu yang menyebabkan turunnya berat hidrostatik dari fluida tersebut sehingga reservoir dapat mengangkatnya ke permukaan.

b.         Pompa hydraulic ram adalah pompa air siklik dengan menggunakan tenaga hidro (hydropower).

c.         pompa elektromagnetik adalah pompa yang menggerakkan fluida logam dengan jalan menggunakan gaya elektromagnetik.

   

2.2.2.2 Pompa Positive Displacement

Macam-macam pompa positive displacement adalah ponmpa reciprocating dan rotary. Pompa positive displacement bekerja dengan cara memberikan gaya tertentu pada volume fluida tetap dari sisi inlet menuju titik outlet pompa. Kelebihan dari penggunaan pompa jenis ini adalah dapat menghasilkan power density (gaya per satuan berat) yang lebih besar. Dan juga memberikan perpindahan fluida yang tetap/stabil di setiap putarannya.

\

2.2.2.2.1 Pompa Positive Displacement Tipe Rotari

Pompa positive displacement tipe rotari ini memindahkan fluida kerja melalui mekanisme rotari dengan jalan menimbulkan efek vakum sehingga dapat menghisap fluida kerja dari sisi inlet, dan memindahkannya ke sisi outlet. Jika ada udara yang terperangkap di dalam pompa rotari, secara natural pompa ini akan mengeluarkan udar a tersebut, sehingga mengurangi kebutuhan untuk mengeluarkan udara yang terperangkap di dalam pompa secara manual.

Berikut adalah macam-macam pompa positive displace ment tipe rotari :

• Pompa Roda Gigi Internal (Internal Gear Pump). Pompa ini menggunakan dua roda gigi sebagai penggerak fluida kerja di dalam casing pompa. Satu roda gigi menjadi penggerak dan yang lainnya menjadi yang digerakkan. Roda gigi penggerak berada di dalam roda gigi yang digerakkan. Untuk lebih jelasnya silahkan perhatikan gambar berikut.

Pompa Roda Gigi Internal

Dan berikut adalah proses dimana fluida kerja dipompa oleh pompa roda gigi internal ini.

Prinsip Kerja Pompa Roda Gigi Internal

Terlihat bahwa fluida kerja masuk melalui inlet pompa menuju sela-sela roda gigi luar yang diputar oleh roda gigi dalam. Fluida tersebut bergerak menuju sisi outlet akibat dorongan dari roda gigi luar. Selanjutnya roda gigi dalam masuk ke sela-sela roda gigi luar sehingga mendorong fluida kerja untuk keluar ke sisi outlet pompa.

  Pompa Roda Gigi Eksternal (External Gear Pump). Sama dengan pompa roda gigi internal, pompa roda gigi eksternal ini juga menggunakan dua roda gigi sebagai komponen utamanya. Yang membedakan adalah kedua roda gigi berada pada posisi yang sejajar, dan roda gigi penggerak tidak berada di dalam roda gigi yang digerakkan.

Prinsip Pompa Roda Gigi Eksternal

  Pompa Screw (Ulir). Pompa ulir pertama kali dikembangkan oleh Archimedes, ia menggunakan satu buah ulir untuk memindahkan air dari tempat yang rendah ke sawah-sawah untuk keperluan irigasi. Oleh karena hal inilah pompa ulir dengan satu ulir disebut juga Pompa Ulir Archimedes.

Pompa Ulir Archimedes

Desain pompa ulir telah berkembang menjadi beberapa tipe seperti twin-rotor, triple-rotor, dan 5-rotor. Perbedaan ketiganya ada pada jumlah rotor ulirnya. Berikut adalah video pompa ulir dengan twin-rotor. Prinsip kerja pompa ulir dengan multi-rotor adalah fluida kerja yang masuk melalui sisi inlet pompa dipindahkan oleh rotor ulir melalui sela-sela ulir sisi luar. Saat sampai di sisi outlet, fluida akan terdorong keluar dari pompa.

  Progressive Cavity Pump. Pompa jenis ini adalah pengembangan dari pompa jenis ulir. Prinsip kerjanya pertama kali dikenalkan oleh Rene Moineau pada tahun 1930-an. Pompa ini terdiri atas sebuah rotor yang berbentuk spiral, serta stator yang juga berbentuk spiral namun didesain memiliki jarak pitch spiral yang 2 kali lebih besar dari pitch rotor. Rotor pompa progressive cavity terhubung dengan shaft yang digerakkan oleh motor listrik. Diantara shaft dengan rotor dihubungkan oleh flexible coupling yang apabila shaft berputar, kopling ini bergerak mengikuti gerakan rotor dan shaft. Pompa progressive cavity dapat digunakan pada berbagai macam jenis fluida kerja, dari fluida encer sampai dengan fluida berviskositas tinggi. Namun pompa ini tidak cocok dengan partikel-partikel solid. Untuk operasionalnya, pompa ini perlu dilakukan proses pengisian awal (priming) serta pembuangan udara yang terperangkap (venting) di dalamnya sebelum beroperasi. Hal ini bertujuan untuk memperpanjang umur pompa .

  Rotary Lobe Pump dan Rotary Piston Pump. Pompa rotary lobe mirip dengan pompa roda gigi, hanya saja menggunakan semacam rotor berbentuk cuping (lobe). Terdapat dua rotor cuping di dalam casing pompa, yang keduanya digerakkan oleh sumber penggerak dan diatur sedemikian rupa oleh roda gigi yang berada di luar bodi pompa sehingga kedua rotor berputar seirama. Putaran dari rotor ini menimbulkan ruang kosong sehingga fluida dapat masuk ke dalamnya dan ikut berpindah ke sisi outlet. Pada sisi outlet kedua cuping rotor bertemu sehingga menutup rongga yang ada dan mendorong fluida kerja keluar melalui outlet pompa.

Prinsip Kerja Rotary Lobe Pump

Pompa rotary piston adalah pengembangan dari pompa rotary lobe. Rotor pompa rotary piston didesain sedemikian rupa sehingga volume rongga pompa menjadi lebih luas. Selain itu pada sisi outlet pompa, rotor pompa tidak lagi “menghimpit” fluida kerja agar keluar seperti pada pompa rotary lobe, namun bentuk rotor pompa rotary piston akan mendorong fluida agar keluar ke sisi outlet pompa.

Pompa Rotary Piston

  Vane Pump. Dalam Bahasa Indonesia vane pump berarti pompa baling-baling. Pompa rotari ini menggunakan silinder di bagian rotor, pangkal silinder terpasang pegas yang terhubung dengan rotor pompa. Sumbu rotor tidak segaris dengan sumbu casing pompa, sehingga saat rotor berputar, silinder rotor akan mengikuti bentuk casing dan mendorong fluida kerja untuk menuju outlet pompa.

  Pompa Peristaltik. Pompa tipe rotari yang terakhir adalah pompa peristaltik. Pompa jenis ini menggunakan prinsip kerja yang mirip dengan gerakan peristaltik pada kerongkongan. Pompa ini menggunakan semacam selang elastis sebagai saluran fluida kerja. Selang tersebut ditekan oleh rotor dengan ujung berupa roller sehingga membentuk gerakan dorongan.

• Pompa peristaltik awalnya banyak digunakan pada laboratorium-laboratorium saja, namun seiring dengan pengembangan teknologi karet, saat ini pompa peristaltik dapat digunakan untuk memompa bahan-bahan yang lebih “berat” termasuk bahan-bahan solid.

2.2.2.2.2 Pompa Positive Displacement Tipe Reciprocating

Pompa resiprocating menggunakan pis yang bergerak maju-mundur sebagai komponen kerjanya, serta mengarahkan aliran fluida kerja ke hanya satu arah dengan bantuan check valve. Pompa positive displacement ini memiliki rongga kerja yang meluas pada saat menghisap fluida, dan akan mendorongnya dengan mempersempit rongga kerja tersebut. Dengan bantuan check valve untuk mengatur arah aliran fluida, maka akan terjadi proses pemompaan yang harmonis.

Pompa resiprocating terdiri atas beberapa macam, yaitu :

• Pompa Piston. Pompa ini menggunakan piston untuk menghisap dan mendorong fluida kerja. Jumlah dari piston tergantung dari desain pabrikan yang menyesuaikan pula dengan kebutuhan sistem. Semakin sedikit jumlah piston pada pompa piston, maka akan semakin tidak stabil pula besar debit aliran air yang keluar dari pompa ini. Untuk mendapatkan aliran fluida yang stabil dapat dipergunakan pressure relief valve atau pompa dengan piston lebih banyak.

Pompa Piston

• Plunger Pump. Pompa jenis ini mirip dengan pompa piston. Yang membedakan adalah pompa ini tidak menggunakan piston, bagian pompa yang mendorong fluida tidak secara penuh memenuhi ruangan silinder. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar perbedaan antara pompa piston dengan pompa plunger berikut ini.

Perbedaan Plunger Pump dengan Piston Pump

• Pompa Diafragma. Pompa ini juga mirip dengan pompa piston namun komponen pompa yang melakukan gerakan maju-mundur adalah diafragma yang terhubung dengan engkol penggerak. Diafragma akan bergerak maju dan mundur untuk menciptakan perubahan rongga ruang di dalam pompa. Dengan bantuan check valve maka aliran fluida kerja dapat terjadi.

Pompa Diafragma

Pompa diafragma umumnya beroperasi pada tekanan yang lebih rendah daripada pompa piston maupun pompa plunger. Namun, karena desainnya yang unik, pompa diafragma dapat terus beroperasi sekalipun suatu saat tidak ada fluida yang mengalir di dalamnya. Dan secara otomatis apabila fluida kerja tersedia lagi, pompa ini dapat secara alami melakukan pengisian fluida (priming) dan pengeluaran udara (venting).

·         Swashplate Pump. Jenis pompa yang terakhir akan kita bahas adalah pompa swashplate. Pompa ini merupakan pengembangan dari pompa piston. Beberapa piston disusun secara sejajar dengan ujung yang satu terhubung dengan plate tegak, sedangkan ujung yang lain terhubung dengan plate miring. Saat poros pompa berputar piston-piston yang terusun sejajar tadi ikut berputar sehingga menghasilkan gerakan maju-mundur. Untuk lebih memahami pompa jenis ini, mari kita perhatikan video animasi berikut. Yang menarik dari pompa ini adalah dapat diubah-ubahnya besar debit fluida keluaran pompa tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan cara mengubah besar sudut kemiringan plate yang terhubung dengan piston-piston pompa tersebut.

2.3 Fungsi dan Kegunaan Pompa

Berikut adalah beberapa fungsi dari pompa yang ada di sekitar kita :

2.3.1 Pompa digunakan dalam mengambil air dari sumur, sumber, dan tempat – tempat air

yang sulit dijangkau lainnya.

2.3.2 Pompa digunakan untuk mendorong air untuk keperluan irigasi dan menyiram tanaman

2.3.3 Pompa digunakan untuk keperluan sirkulasi air

2.3.4 Pompa digunakan untuk keperluan mendorong pembuangan pada saluran pembuangan

2.3.5 Pompa digunakan sebagai pendorong air dari elevasi yang lebih rendah ke elevasi yang

lebih tinggi

2.3.6 Pompa digunakan sebagai pendorong minyak dan oli pada mesin – mesin bermotor

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Pompa merupakan  salah satu alat dalam bidang pengairan yang sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia. Pompa merupakan sebuah alat yang dapat mendistribusikan air ke berbagai tempat dengan lebih baik.

Pompa memiliki berbagai jenis dan kriteria dan dapat dibedakan menjadi masing – masing jenis tergantung dari alat atau sumber tenaganya, maupun tergantung pada jenisnya itu sendiri secara umum. Sehingga dapat diklasifikasikan dengan sedemikian rupa jenis – jenis pompa.

Pompa memiliki banyak sekali fungsi yang dapat berpengaruh pada kehidupan manusia. Pompa digunakan dalam mengambil air dari sumur, sumber, dan tempat – tempat air yang sulit dijangkau lainnya, Pompa digunakan untuk mendorong air untuk keperluan irigasi dan meniram tanaman, Pompa digunakan untuk keperluan sirkulasi air, Pompa digunakan untuk keperluan mendorong pembuangan pada saluran pembuangan, Pompa digunakan sebagai pendorong air dari elevasi yang lebih rendah ke elevasi yang lebih tinggi, Pompa digunakan sebagai pendorong minyak dan oli pada mesin – mesin bermotor, serta berbagai fungsi lain dari pompa itu sendiri.

3.2 Kritik dan Saran

Makalah ini kami buat untuk memberi pengetahuan kepada pembaca tentang pompa, jenisnya dan apa fungsinya. Pada makalah ini, kami sadar bahwa banyak hal yang kurang dan perlu dibenahi. Maka dari itu, kami mengharapkan saran dan kritik yang membangun yang bisa memperbaiki makalah ini sehingga menjadi makalah yang lebih baik lagi.

DAFTAR PUSTAKA

Bagus, Purnama. 2013. Pengertian Pompa. http://purnama-bgp.blogspot.com/2013/06/pengertian-pompa.html (Diakses pada tanggal 30 November 2014)

Anonymous. 2012. Jenis – Jenis Pompa Air Berdasarkan Tenaga Penggeraknya http://sanfordlegenda.blogspot.com/2012/12/Jenis-jenis-pompa-air-berdasarkan-tenaga-penggeraknya.html (Diakses pada tanggal 30 November 2014)

Apriyahanda, Onny. Macam – macam Pompa. http://artikel-teknologi.com/pompa-2-macam-macam-pompa/ (Diakses pada tanggal 30 November 2014)

Apriyahanda, Onny. Macam – Macam Pompa Positive Displacement. http://artikel-teknologi.com/macam-macam-pompa-positive-displacement/ (Diakses pada tanggal 30 November 2014)

            Anonymous. 2013. Mengenal Pompa Berdasarkan Cara Kerjanya. http://uripgumulya.com/mengenal-pompa-berdasarkan-prinsip-dan-cara-kerjanya-bagian-2/ (Diakses pada tanggal 30 November 2014)

            Priyantoro, Dwi. 1991. Hidraulika Saluran Tertutup. Malang : Fakultas Teknik Universitas Brawijaya