LAPORAN PRAKTIKUM KONSERVASI ENERGI SISTEM POMPA AIR Disusun untuk memenuhi salah satu tugas pada mata kuliah Konservasi Energi Oleh: Kelompok 6 Kelas: 3–A Anggota : Alimuddin Faqih
131711005
Hany Noviasari
131711013
Asep Barkah Muhadi 131711036 Ferly Asri
131711042
Rizky Fauzi
131711057
Tanggal Praktikum: 03 Mei 2016 Dosen Pembimbing: Tina Mulya Gantina, MT.
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG Departemen Teknik Konversi Energi Jln. Gegerkalong Hilir Ds. Ciwaruga, Bandung 40012 Telp: (022)2013789, Fax: (022)2013889 Homepage: www.polban.ic.id; Email:
[email protected]
1
DAFTAR PUSTAKA BAB I..............................................................................................................3 PENDAHULUAN...............................................................................................3 I.1
Latar Belakang..........................................................................................3
I.2
Tujuan....................................................................................................3
BAB II.............................................................................................................4 DASAR TEORI..................................................................................................4 II.1
Pengertian Pompa......................................................................................4
II.2
Klasifikasi Pompa......................................................................................5
II.3
Kualitas Daya...........................................................................................8
II.4
Perhitungan Pada Pompa Air........................................................................9
II.5
Konversi Energi Pada Sistem Pompa...........................................................10
II.6
Standar Efisiensi Pompa............................................................................13
BAB III..........................................................................................................14 METODE PRAKTIKUM....................................................................................14 III.1 Alat dan Bahan.......................................................................................14 III.3 Prosedur Kerja........................................................................................15 III.4 Pertanyaan.............................................................................................16 BAB IV..........................................................................................................17 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN...............................................................17 IV.1
Data Hasil Praktikum...........................................................................17
IV.2
Analisis Data.......................................................................................18
IV. 3
Pembahasan........................................................................................19
BAB V...........................................................................................................22 PENUTUP......................................................................................................22 V.I
Kesimpulan............................................................................................22
DAFTAR PUSTAKA.........................................................................................23
2
BAB I PENDAHULUAN
I.1
Latar Belakang Pompa merupakan salah satu jenis mesin fluida yang dapat memindahan fluida melalui
pipa dari suatu tempat ke tempat lain. Dalam menjalankan fungsinya pompa mengubah energi gerak poros untuk mengerakan sudu-sudu menjadi gerak kemudian menghasilkan fluida bertekanan. Pompa bekerja sesuai dengan kebutuhan, sehingga perlakuan pada pompa akan mempengaruhi kinerjanya. Bukaan katup menjadi parameter pemenuhan kebutuhan air dan proses penghematan energi pada sistem pompa. Karena perubahan debit dengan pengaturan bukaan katup air akan mempengaruhi putaran impeller yang mengakibatkan perubahan tekanan pada impeller yang dipengaruhi oleh perubahan debit air. Perubahan tekanan tersebut akan mempengaruhi efisiensi pompa tersebut. Berdasarkan hukum afinitas perubahan putaran impeller berprngaruh terhadap Debit air, Daya Listrik dan Head pada sistem pompa. Sehingga pada praktikum konservasi pada sistem pompa ini kita akan mengetahui kebenaran dari hukum afinitas.
I.2
Tujuan Setelah melakukan praktikum diharapkan dapat : a. Melakukan pengujian kinerja pompa pada kondisi exsisting (data kondisi yang ada) b. Melakukan konservasi energi pada pompa dengan cara melakukan variasi bukaan katup c. Melakukan konservasi energi pada pompa dengan cara pemasangan kapasitor d. Melakukan pengujian kinerja pompa setelah proses konservasi e. Membandingkan data exsisting dengan data setelah konservasi
3
BAB II DASAR TEORI II.1
Pengertian Pompa 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 beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Oleh karena itu, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan), dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasi hambatan yang ada sepanjang pengaliran. Berikut ini sistem pompa secara umum :
Gambar 2.1 Sistem Pompa Air Perputaran impeler pompa sentrifugal menghasilkan head. Kecepatan keliling impeler berhubungan langsung dengan kecepatan perputaran batang torak. Oleh karena itu variasi kecepatan putaran berpengaruh langsung pada kinerja pompa. Parameter kinerja pompa (debit alir, head, daya) akan berubah dengan bervariasinya kecepatan putaran. Oleh karena itu, untuk mengendalikan kecepatan yang aman pada kecepatan yang berbeda- beda maka penting untuk mengerti hubungan antara keduanya. Persamaan yang menjelaskan hubungan tersebut dikenal dengan “ Hukum Afinitas” : •
Debit aliran (Q) berbanding lurus dengan kecepatan putaran (n)
4
•
Head (H) berbanding lurus dengan kuadrat kecepatan putarar (n)
•
Daya (P) berbanding lurus dengan kubik kecepatan putaran (n)
Sebagaimana dapat dilihat dari hukum diatas, penggandaan kecepatan putaran pompa sentrifugal akan meningkatkan pemakaian daya 8 kalinya. Sebaliknya penurunan kecepatan yang kecil akan berakibat penurunan pemakaian daya yang sangat besar. Hal ini menjadikan dasar bagi penghematan energi pada pompa sentrifugal dengan kebutuhan aliran yang bervariasi. Hal yang relevan untuk dicatat bahwa pengendalian aliran oleh pengaturan kecepatan selalu lebih efisien daripada oleh kran pengendali. Hal ini disebabkan kran menurunkan aliran namun tidak menurunkan pemakaian energi pompa. Sebagai tambahan terhadap penghematan energi, terdapat manfaat lainnya dari kecepatan yang lebih rendah tersebut. •
Umur bantalan meningkat. Hal ini disebabkan bantalan membawa gaya hidrolik pada impeler (dihasilkan oleh profil tekanan dibagian dalam wadah pompa), yang berkurang kira - kira sebesar kuadrat kecepatan. Untuk sebuah pompa, umur bantalan sebanding dengan kecepatan pangkat tujuh ( n7 ).
•
Getaran dan kebisingan berkurang dan umur seal meningkat selama titik tugas tetap berada didalam kisaran operasi yang diperbolehkan.
II.2
Klasifikasi Pompa Klasifikasi pompa secara umum dapat diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu pompa
kerja positif (positive displacement pump) dan pompa kerja dinamis (non positive displacement pump).
Pompa perpindahan positif (positive displacement pump) Pada pompa perpindahan positif energi ditambahkan ke fluida kerja secara periodik oleh
suatu gaya yang dikenakan pada satu atau lebih batas (boundary) sistem yang dapat bergerak. Pompa perpindahan positif terbagi menjadi :
5
a) Pompa torak ( Reciprocating pump ) Pompa torak adalah sebuah pompa dimana energi mekanis penggerak pompa dirubah menjadi energi aliran fluida yang dipindahkan dengan menggunakan elemen yang bergerak bolak balik di dalam sebuah silinder. Fluida masuk melalui katup isap dan keluar melalui katup buang dengan tekanan yang tinggi. Pompa ini mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas dengan debit yang dihasilkan tergantung pada putaran dan panjang langkah torak. Volume cairan yang dipindahkan selama satu langkah piston atau plunyer akan sama dengan perkalian luas piston dengan panjang langkah. b) Pompa putar ( Rotary pump ) Pompa putar adalah pompa yang mentransfer energi dari penggerak ke cairan menggunakan elemen yang bergerak berputar didalam rumah (casing). Fluida ditarik dari reservoir melalui sisi isap dan didorong melalui rumah pompa yang tertutup menuju sisi buang pada tekanan yang tinggi. Berapa tekanan fluida yang akan keluar pompa tergantung pada tekanan atau tahanan aliran sistem. Sedangkan debit yang dihasilkan tergantung pada kecepatan putar dari elemen yang berputar. Elemen yang berputar ini biasanya disebut sebagai rotor. c) Pompa diafragma (Diaphragm pump ) Pompa diafragma adalah pompa yang mentransfer energi dari penggerak ke cairan melalui batang penggerak yang bergerak bolak-balik untuk menggerakan diafragma sehingga timbul isapan dan penekanan secara bergantian antara katup isap dan katup tekan. Keuntungan pompa diafragma ini adalah hanya pada diafragma saja yang bersentuhan dengan fluida yang ditransfer sehingga mengurangi kontaminasi dengan bagian lain terutama bagian penggerak.
Pompa dinamik (non positive displacement pump). Pompa dinamik terdiri dari satu impeler atau lebih yang dilengkapi dengan sudu-sudu,
yang dipasangkan pada poros-poros yang berputar dan menerima energi dari motor penggerak pompa serta diselubungi dengan sebuah rumah (casing). Fluida berenergi memasuki impeler secara aksial, kemudian fluida meninggalkan impeler pada kecepatan yang relatif tinggi dan dikumpulkan didalam volute atau suatu seri laluan diffuser, setelah fluida dikumpulkan di dalam 6
volute atau diffuser terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan, yang diikuti dengan penurunan kecepatan. Sesudah proses konversi ini selesai kemudian fluida keluar dari pompa melalui katup discharge. Pompa dinamik dapat dibagi dalam beberapa jenis : a) Pompa Sentrifugal (Centrifugal Pump) Pompa ini digerakkan oleh motor. Daya dari motor diberikan pada poros pompa untuk memutar impeler yang dipasangkan pada poros tersebut. Akibat dari putaran impeler yang menimbulkan gaya sentrifugal, maka zat cair akan mengalir dari tengah impeler keluar lewat saluran di antara sudu-sudu dan meninggalkan impeler dengan kecepatan yang tinggi. Zat cair yang keluar dari impeler dengan kecepatan tinggi kemudian melalui saluran yang penampangnya semakin membesar yang disebut volute, sehingga akan terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan. Jadi zat cair yang keluar dari flens keluar pompa head totalnya bertambah besar. Sedangkan proses pengisapan terjadi karena setelah zat cair dilemparkan oleh impeller, ruang diantara sudu-sudu menjadi vakum, sehingga zat cair akan terisap masuk. Selisih energi persatuan berat atau head total dari zat cair pada flens keluar dan flens masuk disebut sebagai head total pompa. Sehingga dapat dikatakan bahwa pompa sentrifugal berfungsi mengubah energi mekanik motor menjadi energi aliran fluida. Energi inilah yang mengakibatkan pertambahan head kecepatan, head tekanan dan head potensial secara kontinu. Sekarang ini pemakaian pompa sentrifugal sangat banyak digunakan dan telah berkembang sedemikian maju sehingga banyak menggantikan pemakaian pompapompa lain. Keuntungan pompa sentrifugal dibandingkan jenis pompa lain: 1. Pada head dan kapasitas yang sama, dengan pemakaian pompa sentrifugal umumnya paling murah. 2. Operasional paling mudah 3. Aliran seragam dan halus. 4. Kehandalan dalam operasi.
7
5. Biaya pemeliharaan yang rendah. Berdasarkan arah aliran di dalam impeler pompa sentrifugal dibagi menjadi : a. Aliran radial (Radial flow) b. Aliran aksial (Axial flow) c. Aliran campur (Mixed flow) b. Pompa Efek Khusus (Special Effect Pump) 1. Pompa Jet (Jet Pump) Pompa jet merupakan suatu kombinasi pompa sentrifugal volut dan susunan venturi – nosel. Pompa jet biasanya digunakan untuk mengangkat atau menarik air dari sumur yang dalam ke suatu tempat yang lebih tinggi. Pada pompa jet, air pada tekanan tinggi dipompakan melewati sebuah nosel dimana air akan dipercepat di dalam nosel, sehingga energi tekanan akan diubah menjadi energi kinetik. Dan setelah melewati nosel air akan masuk ke dalam venturi, dimana air yang telah dipercepat akan menyebabkan tekanan menjadi turun, sehingga pompa jet dapat menghisap air. 2. Pompa Gas lift (Gas Lift Pump) Prinsip dari pompa gas lift adalah memanfaatkan udara atau gas yang tertekan untuk mengangkat air. Campuran udara dan air akan naik didalam pipa yang dikelilingi oleh air. Pada dasarnya pompa gas lift terdiri dari pipa vertikal yang sebagian terendam dalam air dan tabung supply udara yang menyediakan udara yang tertekan diberikan ke pipa vertikal. Campuran udara dan air bisa naik sampai ke atas permukaan air karena massa jenis dari campuran udara dan air tersebut lebih rendah dari massa jenis air itu sendiri.
3. Pompa hidrolik ram Pompa hidrolik ram merupakan suatu alat untuk menaikkan sebagian dari sejumlah besar air yang ada pada suatu tempat dengan ketinggian tertentu sampai ke tempat yang lebih tinggi. Pompa hidrolik ram terpakai ketika beberapa sumber air alami seperti mata air atau sungai berada pada ketinggian tertentu, misal pada daerah berbukit. 8
II.3
Kualitas Daya Kualitas daya yang dipasok ke sistem penggerak motor berkaitan dengan knerja peralatan
energi yang akan dioperasikan. Kualitas daya perlu dianalisa khususnya ketidak seimbangan tegangan. Motor tiga fasa tidak toleran terhadap tegangan tidak seimbang. Ketidakseimbangan tegangan akan mengakibatkan aliran arus yang tidak merata antara fasa belitanya. Pengaruh tegangan tak seimbang ini adalah pemanasan terhadap motor listrik dan rugi energi meningkat. Dapat dilihata ada Gambar 3.2. Pengaruh tegangan tak seimbang.
Gambar 2.2 Tegangan Tak Seimbang
II.4
Perhitungan Pada Pompa Air
ŋ Keterangan :
ŋ �����
= Efisiensi Pompa Daya Hidrolis = ρ g Q H[kW]
Keterangan: �
= massa Jenis [kg/m3] ; untuk air 1000 kg/m3
g
= kecepatan gravitasi [m/s2]
Q
= debit air [m3/s]
H
= head [m] 9
���� ������� = � � ���∅ Keterangan: I
= Arus
(A) V
=
Tegangan (V) ���∅
=
faktor daya
II.5Konversi Energi Pada Sistem Pompa
Sumber: Himpunan Ahli Konservasi Energi (HAKE) Kwalitas daya listrik. Kwalitas daya yang dipasok ke sistem penggerak motor berkaitan dengan kinerja peralatan energi yang dioperasikan.Kwalitas supply daya listrik perlu dianalisa apakah sudah sesuai dengan yang diharapkan. Parameter kwalitas daya terdiri atas: ▪ Ketidak-seimbangantegangan. ▪ Ketidak-seimbanganarus. 10
▪ Faktordayarendah. ▪ Tingkat harmonik(THD) arus. ▪ Tingkat harmonik(THD) tegangan.
Alat kontrol. ▪ Gunakan VSD Untuk kondisi laju alir yang berubah-ubah gunakan VSD untuk mengendalikan putaran pompa
Kerugian energi Sistem Katup VS Variable frequency drive
11
Penggunaan Variable Speed Drive (VSD) dapat mengatur kecepatan motor pompa. Pengaturan tersebut dengan berdasarkan pada penggunaan aliran yang benar-benar dibutuhkan oleh beban, sehingga menjadi lebih optimal dan menghemat daya listrik cukup tinggi. Pemilihan Pompa Memilih kapasitas pompa yang sesuai dengan kebutuhan. Kebanyakan pompa yang terpasang tidak sesuai dengan kebutuhan, umumnya kapasitas pompa selalu lebih besar untuk beban yang relative kecil, hal ini justru
membuat pompa bekerja pada efisiensi yang rendah, dan terdapat pemborosan energi. Sedangkan, pompa yang sesuai dengan kapasitas dapat bekerja pada efisiensi maksimalnya dan lebih menghemat energi input listriknya.
PRINSIP KONSERVASI ENERGI PADA SISTEM POMPA Minimise konsumsi air Pilih jenis pompayang efisien. Pilih (head &flow )pompa yang sesuai. Pilih motorefisiensi tinggi sesuai dengan beban aktual.
12
Monitor parameter operasi seluruh system :Input (kwalias dayamotor, daya(kW), pump (head, flow , temperatur). Gunakan variable speed drives untuk flow yang bervariasi akibat permintaan prosesyg berubah –ubah. Untuk kasus dimanahead flowlebih tinggi (5-15) % dari yang diperlukan impeller pompa dapatdipotong , atau diganti dengan impeller diameter yang lebih kecil Menggunakan pompa secara seri dan parallel sehingga ketidaksesuaian dalam system design atau variasi kondisi operasi dapat ditangani secara benar.
II.6
Standar Efisiensi Pompa
13
Gambar di atas merupakan spesifikasi pompa yang digunakan pada praktikum ini. Berdasarkan pengujian efisiensi pompa (Nasirwan, 2008) dengan kapasitas pompa yang sama, yakni 125 W, diperoleh data pengujian efisiensi pompa sebagai berikut: Ef Katup (%) 100% 75.87 75% 85.46 50% 87.85 25% 91.86 (Sumber: Nasirwan. 2008.Optimasi Pengujian Pompa Seri dan Paralel. Padang: Politeknik Negeri Padang) Hal ini menunjukkan, range efisiensi pompa berkapasitas 125 W, berkisar pada 75-90%.
BAB III METODE PRAKTIKUM III.1
Alat dan Bahan
a. Voltmeter b. Amperemeter c. Wattmeter d. Clamp On e. Stopwatch f. Meteran g. Terminal Kabel III.2
Gambar Rangkaian 14
Gambar 3.1 Rangkaian Input Pompa Tanpa kapasitor
Gambar 3.2 Rangkaian Input Pompa Dengan kapasitor
Gambar 3.3.
Sistem
Pompa Air
15
III.3
Prosedur Kerja
a. Tanpa Kapasitor 1) Pastikan tangki terisi air 2) Periksa semua kedudukan alat ukur pada posisi yang benar 3) Pastikan Katup terbuka 100 % 4) Ukur tinggi head dan volume dalam bak penampung yang akan digunakan 5) Sambungkan sumber listrik tanpa menggunakan kapasitor seperti gambar 3.1 a) Lakukan variasi bukaan katup hingga 0 % b) Data diambil setiap 30 detik, data yang harus diambil adalah sebagai berikut: •
Tegangan Input (V)
•
Arus Input (A)
•
Daya Pompa (W)
•
Faktor Daya
•
Bukaan Katup (%)
•
Debit air (m3/s)
c) Untuk mengakhiri pengujian matikan mesin dengan mematikan sumber listrik. b. Menggunakan Kapasitor 1) Pastikan Katup terbuka 100 % 2) Ukur tinggi head dan Besar Volume tabung yang akan digunakan 3) Sambungkan sumber listrik tanpa menggunakan kapasitor seperti gambar 3.2. 4) Ukur tinggi head dan volume dalam bak penampung yang akan digunakan a) Lakukan variasi bukaan katup hingga 0 % b) Data diambil setiap 30 detik, data yang harus diambil adalah sebagai berikut: •
Tegangan Input (V)
•
Arus Input (A)
•
Daya Pompa (W)
•
Faktor Daya
•
Bukaan Katup (%)
•
Debit air (m3/s)
c) Untuk mengakhiri pengujian matikan mesin dengan mematikan sumber listrik. 16
III.4
Pertanyaan
a. Buatlah tabel data yang akan digunakan! b. Buat karakteristik pompa dengan •
Kurva Bukaan katup terhadap debit aliran (Q)
•
Kurva Daya listrik terhadap debit aliran (Q) ▪ Kurva ηpompa terhadap debit aliran (Q)
c. Analisis data hasil bercobaan berdasarkan grafik yang didapat! d. Bandingkan peluang penghematan yang yang terjadi pada percobaan pompa tanpa kapasitor dengan percobaan pompa yang menggunakan kapasitor! e. Berikan kesimpulan saudara!
17
BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN IV.1
Data Hasil Praktikum
a. Bukaan Katup Bukaan Katup (%)
Tegangan (V)
Arus (I)
cos phi
Tinggi (m)
Volume (m3)
Waktu (s)
Q (m3/s)
Head (m)
P (kW)
S (kVA)
100 75 50 25 0
229,6 229,6 229,5 230,5 228,2
1,26 1,27 1,42 1,73 1,66
0,67 0,69 0,825 0,9 0,882
0,16 0,14 0,085 0,015 -
0,0144 0,0126 0,00765 0,00135 -
36 30 30 30 -
0,0004 0,00042 0,000255 0,000045 -
1,44 1,44 1,44 1,44 -
0,194 0,201 0,269 0,359 0,33
0,289 0,292 0,326 0,399 0,378812
Daya Hidrolis (kW) 0,00564 0,00593 0,00360 0,00064 -
Eff (%) 2,91 2,95 1,34 0,18 -
b. Dengan Kapasitor 14μF Bukaan Katup (%)
Tegangan (V)
Arus (I)
cos phi
Tinggi (m)
Volume (m3)
Waktu (s)
Q (m3/s)
Head (m)
P (kW)
S (kVA)
100 75 50 25 0
230 229,8 229,8 229,5 228,4
0,95 0,96 1,19 1,61 1,51
0,95 0,96 0,964 0,972 0,972
0,14 0,125 0,085 0,008 -
0,0126 0,01125 0,00765 0,00072 -
30 30 30 30 -
0,00042 0,000375 0,000255 0,000024 -
1,44 1,44 1,44 1,44 -
0,208 0,212 0,264 0,359 0,335227248
0,219 0,221 0,273 0,369 0,344884
18
Daya Hidrolis (kW) 0,0059 0,0053 0,0036 0,0003 -
Eff (%) 2,86 2,50 1,37 0,09 -
c. Dengan Kapasitor 14μF Bukaan Katup (%)
Tegangan (V)
Arus (I)
cos phi
Tinggi (m)
Volume (m3)
Waktu (s)
Q (m3/s)
Head (m)
P (kW)
S (kVA)
100 75 50 25 0
229,5 229,7 229,6 229,2 228,5
0,81 0,84 0,94 1,26 1,5
0,992 0,93 0,97 0,991 0,981
0,145 0,13 0,09 0,009 -
0,01305 0,0117 0,0081 0,00081 -
30 30 30 30 -
0,000435 0,00039 0,00027 0,000027 -
1,44 1,44 1,44 1,44 -
0,184 0,179 0,209 0,286 0,33623775
0,186 0,193 0,216 0,289 0,34275
IV.2
Daya Hidrolis (kW) 0,00614 0,00550 0,00381 0,00038 -
Analisis Data Contoh perhitungan pengolahan data dengan menggunakan percobaan
pertama
dengan (bukaan katup) 100%
Daya Hidrolis = ρ g Q H [kW] Daya Hidrolis = 1000 (kg/m3) 9,8 (m/s2) 0,0004 (m3/s) 1,44 (m) Daya Hidrolis = 5,64 [kW] = 0,00564 [kW]
ŋpompa =
0,00564[kW ] 0,194[kW ]
ŋpompa = 2,91 %
���� ������� = � � ���∅ ���� ������� = 229,6 (V) 1,26 (A) 0,67 ���� ������� = 194 [W] = 0,194 [kW] 19
x 100 %
Eff (%) 3,33 3,07 1,82 0,13 -
20
IV. 3
Pembahasan Pada Praktikum Konservasi Energi kali ini, kami melakukan konservasi energi kinerja
sistem pompa air. Langkah pertama yang dilakukan yaitu pengujian kinerja pompa pada kondisi existing (data kondisi yang ada), adapun konservasi energi dilakukan dengan cara mengatur variasi bukaan katup. Variasi bukaan katup/tanpa kapasitor pada sistem pompa diatur dengan mengatur bukaan katup (100,75,50,25 dan 0)%. Sebelum melakukan pengujian pastikan tangki terisi air, dan pastikan posisi bukaan katup. Pengukuran debit, volume dalam bak penampung, dan head harus dipastikan dengan benar, karena data yang diperolh merupakan daya hidrolis atau daya output dari sistem pompa, sedangkan untuk daya input sistem pompa air diperoleh dari daya listrik atau pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan alat ukur clamp on diperoleh nilai tegangan, arus dan cos phi. Selanjutnya, dilakukan konservasi energi pada pompa dengan cara pemasangan kapasitor, kapasitor yang digunakan mempunyai kapasitas 8 μF dan 14 μF. Pemasangan kapasitor dilakukan dengan cara merangkai kapasitor pada kabel/sumber arus. Berikut grafik karakteristik pompa yang didaptkan.
Kurva Bukaan Katup Terhadap Debit 0 0 0 T anpa Kapasitor Debit (m/s) 0
Dengan Kapasitor 14 microfarad
Dengan Kapasitor 8 microfarad
0 0 20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
Bukaan Katup (%)
Kurva bukaan katup terhadap debit aliran diatas menunjukkan debit yang berubah sebanding dengan setiap perubahan bukaan katup. Sehingga semakin besar bukaan katup maka semakin
21
besar juga debit yang dialirkan, begitupun sebaliknya semaki kecil bukaan katup maka semakin keci juga debitnya.
Kurva Daya Listrik Terhadap Debit 0.400 0.300 Tanpa Kapasitor 0.200 Daya Listrik
Dengan Kapasitor 14 microfarad
Dengan Kapasitor 8 microfarad
0.100 0.000 0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Debit (m3/s)
Pada kurva daya listrik terhadap debit aliran, menunjukkan bahwa daya listrik yang digunakan pompa dipengaruhi oleh besar debit. Setiap makin besar debit maka daya listrik yang digunakan semakin rendah, sedangkan jika semakin rendah bukaan katup maka daya listrik yang digunakan semakin tinggi.
Kurva Efisiensi Pompa Terhadap Debit 3.5 3 2.5 2 Tanpa Kapasitor Efisiensi (%) 1.5
Dengan Kapasitor 8 microfarad
Dengan Kapasitor 14 microfarad
0
0
1 0.5 0 0
0
0
0
0
0
0
0
Debit (m3/s)
Untuk kurva efisiensi pompa terhadap debit aliran, menunjukkan bahwa semakin tinggi debit maka efisiensi semakin tinggi. Hal ini dikarenakan daya hirolik yang dihasilkan makin besar sehingga efisiensinya makin tinggi. Efisiensi pompa yang kami analisis, hanya berkisar 222
0
3%. Faktor yang mempengaruhi efisiensi pompa menjadi tidak optimal karena pompa bekerja tidak sesuai dengan kapasitasnya. Beban yang digunakan pada praktikum ini, sangat kecil, begitupun dengan head, serta debit yang dialirkan. Hal ini mempengaruhi nilai output pompa/daya hidrolisnya sangat kecil, sehingga efisiensinya rendah.
23
BAB V PENUTUP V.I
Kesimpulan Bedasarkan praktikum konservasi Energi Pada Sistem Pompa Air dapat disimpulkan
bahwa: 1. Pengujian kinerja pompa exsisting dapat dilakukan dengan membandingkan energy input berupa energy listrik dengan energy output yang berupa daya hidrolik 2. Konservasi pada pompa dengan melakuka variasi bukaan katup, akan mempengaruhi debit serta factor daya. Semakin besar bukaan katup maka debit yang dihasilkan semakin besar sehingga daya hidroliknya semakin besar pula. Sedangkan, untuk factor daya semakin kecil bukaan katup semakin besar fator daya sehingga konsumsi energy listrik semakin berkurang. 3. Konservasi pada pompa dengan melakukan pemasangan kapasitor akan memperbesar factor daya, sehingga
konsumsi energy listrik semakin besar. Daya rata-rata energy
listrik yang didapatkan dengan menggunakan kapasitor 8µF sebesar 0.215 kW dan Daya rata-rata energy listrik yang didapatkan dengan menggunakan kapasitor 14µF sebesar 0,275 kW. Hal ini dikarenakan perbedaan kapasitas kapasitor. Nilai cos phi dengan penggunaan kapasitor 8µF lebih baik, sehingga konsumsi energy listrik lebih optimal. 4. Faktor daya dapat diperbaiki dengan memasang kapasitor. Nilai rata-rata faktor daya dengan konservasi energy pompa dengan melalukan variasi bukaan katup sebesar 0,7713, untuk konservasi konservasi energy pompa dengan cara pemasanan kapasitor 8µF sebesar 0,9708 dan pemasanan kapasitor 14 µF sebesar 0,9636 5. Faktor daya optimum diperoleh pada percobaan konservasi pompa dengan menggunakan kapasitor 8 µF sebesar 0,992 dengan bukaan katup 100%, dan efisiensi optimum diperoleh sebesar 3,33 %.
24
6. Rata-rata efisiensi pompa yang didapatkan sebelum konservasi/exsisting diperoleh 1.84 %, dan rata-rata efisiensi pompa yang didapatkan setelah konservasi dengan pemasangan kapasitor 8µF 1.70 % dan 14 µF sebesar 2.08%.
25
DAFTAR PUSTAKA http://beatifulminders.blogspot.co.id/2009/03/teori-dasar-pompa.html Modul konservasi pompa air Politeknik Negeri Bandung Jurnal Penelitian Ir. Parlindungan Marpaung (HIMPUNAN AHLI KONSERVASI ENERGI(HAKE)) Nasirwan. 2008.Optimasi Pengujian Pompa Seri dan Paralel. Padang: Politeknik Negeri Padang
26
