Perancangan dan perhitungan pompa hidram 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:
a. 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 ditentukan (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. mudah. b. 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. 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 = , /
= 0,54 0,5402 02 = 54,0 54,022
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 ± 2 meter.
c. Badan Bak Dimensi badan bak yang dipakai dalah 2x2x2
,
sehingga volume bak
. 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 .
penampung adalah sebesar 8
2. Pipa Masukan dan Keluaran Hidram Pertimbangan yang digunakan dalam merancang pipa masukan hidram antara lain: a. Menghitung debit air pemasukan Untuk
menjaga
kestabilan
debit
air
input
hidram
digunakan
bak
penampung,sehingga kecepatan air yang keluar dari bak penampung dapat
= √ 2. . ℎ , dimana v = (10 m/ ),dan h = ketinggian
menggunakan rumus
kecepatan air(m/s), g =
percepatan gravitasi
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 ( ) 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= 3,14 x
(2x0,0254) x 5,47 Q= 0,0443 /s atau sama dengan 44,3 L/s .
b. 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:
30 44,3 ⁄ 0,5 = 50 = 13,29 ⁄ 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. c. 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 ± 32° sehingga dengan asumsi kemiringan lereng 32° dan lereng dianggap cukup rata,kita dapat mengetahui panjang pipa masukan hidram dengan rumus sinus, yaitu:
sin 32° =
=
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.
=
,6
= 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):
Nilai x adalah jarak pergeseran pompa hidram yang dibutuhkan.Nilai x dapat diketahui menggunakan aturan sinus dan cos inus,yaitu: Arc sin 54,46/95 =
= 34,97° cos =
x = 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: ,6
= 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
=3m
Tinggi = 3 m Sehingga voume dan daya tampung adalah sebesar 9 distribusikan ke rumah-rumah warga .
yang
selanjutnya akan di
