## PENGARUH TINGGI DAN DIAMETER  INLET TERHADAP KAPASITAS POMPA HIDRAM DENGAN MODEL SIMULASI PROGRAM DELPHI
Budiyanto
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional Malang Telp. (0341) 417636 – Pes. 516, Fax. (0341) 417634

## ABSTRAKS
Air  merupakan  salah  satu  kebutuhan  yang  sangat  penting  bagi  setiap  makhluk hidup,  khususnya  manusia  baik  untuk  sumber  tenaga,  maupun  untuk  kebutuhan  sehari- hari. Pompa merupakan suatu alat yang dapat mengangkat air dari ketinggian yang lebih rendah ketempat yang lebih tinggi, namun karena pompa yang ada dipasaran banyak yang menggunakan  energi  listrik  sebagai  pembangkit  daya  serta  harga  jual  yang  cukup  tinggi bagi masyarakat  pedesaan  ,  maka  dibutuhkan  suatu  pompa  yang  tepat  guna  dan  murah. Pompa Hydram adalah salah satu alternatip, dimana cara kerja alat ini dapat menaikkan air ketempat yang lebih tinggi dengan energi atau daya yang berasal dari air itu sendiri . Pembuatan pompa Hydram itu sendiri relative murah, sederhana dan tahan lama . Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh variasi tinggi inlet (tinggi jatuh air) dan  diameter  inlet  terhadap  kapasitas  Pompa  Hydram.  Sehingga  dengan  adanya  variasi tinggi inlet dan diameter inlet tersebut dapat memberikan pengaruh terhadap kapasitas pada Pompa Hydram yang lebih tinggi dan menghasilkan kapasitas debit air yang lebih besar .
Kata kunci : pompa Hydram, kapsitas pompa, tinggi air jatuh, tinggi angkat air.

## PENDAHULUAN
Air  merupakan  salah  satu  kebutuhan yang  penting  bagi  makhluk hidupdan sebagian masyarakat
pedesaan mempunyai  masalah  dengan  penyedian air  untuk  kebutuhannya,  terutama didaerah  yang  ketinggian  airnya  lebih rendah dari daerah pemukiman masyarakatnya.  Untuk  dapat  menaikkan air  ke  daerah  pemukiman  dibutuhkan suatu alat yang dapat mengangkat air dari sumber air tersebut.
Pompa  adalah  suatu  alat  yang  dapat mengangkat  air  dari  ketinggian  yang rendah  ketempat  yang  lebih  tinggi, namun karena pompa yang ada dipasaran
banyak yang menggunakan energi listrik sebagai pembangkit daya  serta  harga  jual  yang cukup  tinggi  bagi  masyarakat  pedesaan, maka dibutuhkan suatu pompa yang tepat guna dan murah. Pompa Hydroulik Ram (Hydram) adalah salah  satu  alternatif,  dimana  cara  kerja alat  ini  menaikkan  air  ke  tempat  yang lebih  tinggi  dengan energi  atau  daya yang  berasal  dari  air  itu  sendiri. Pembuatan  Pompa  Hydram  itu  sendiri relatif murah, sederhana, dan tahan lama. Pompa  hidram  adalah  sebuah  sistem pompanisasi air dari tempat yang rendah menuju  ketempat  yang  lebih  tinggi dengan menggunakan tenaga mandiri air
itu sendiri, atau tenaga kinetis air., tanpa bahan  bakar  mesin  dan  bebas  polusi. pompa  ini  cocok  dipergunakan  untuk daerah  pegunungan  yang  mempunyai lokasi  sumber  air  ada  dibawah, sedangkan lokasi kebutuhan ada diatas Permasalahan yang dihadapi sekarang adalah  bagaimana  merancang  pompa hydram  dengan  ketinggian  air  masuk pompa  (tinggi  inlet)  dan  debitnya  dari sumber  terhadap  kapasitas  air  yang dipompa. Berdasarkan dari latar belakang tersebut maka permasalahan yang timbul adalah  apakah tinggi  dan  perubahan diameter  (penampang)  pipa  inlet berpengaruh  terhadap  kapasitas  yang dihasilkan  oleh  Pompa  Hydram. Sehingga  dengan  adanya perubahan tinggi  dan  diameter  inlet  tersebut akan berpengaruh  terhadap  efisiensi dan kapasitas pompa Hydram . Manfaat dari adanya  perubahan  tinggi  dan  diameter inlet serta  kapasitas debit air maka akan dapat  dilakukan  optimasi  kerja  pompa hydram  sesuai  kondisi  pemasangan dengan  menyesuaikan  ketinggian  air masuk pompa (inlet)

## METODOLOGI
Proses perubahan energi kinetis aliran air menjadi tekanan dinamik, dan sebagai akibatnya  menimbulkan  palu  air  (water hammer) sehingga terjadi tekanan tinggi dalam pipa tabung. Dengan mengusahakan supaya katub limbah dan katub  pengantar  terbuka  dan  tertutup secara bergantian maka tekanan dinamik diteruskan sehingga tekanan inersia yang terjadi  pada  pipa  pemasukan  memaksa
air  naik  ke  pipa  pengantar  dan seterusnya,
Head  pompa  merupakan  energi  yang diberikan  kepada  setiap  satuan  fluida didalam  pompa  Head  total  yang  terjadi pada  penampang  pompa  antara  sisi masuk  dan  sisi  keluarnya  dapat ditentukan  dengan  Head  manometer (Hm).  Besarnya  Head  atau  energi angkatnya dinyatakan dalam satuan daya persatuan  laju  aliran  berat  fluida ditentukan  oleh  beda  tekanan  pada  sisi isap/sisi keluar atau tekan.
Head Pompa (H) :
g v h h h H d p a 2 2 1     
Dimana : H = Head total pompa (m) h a = Head statis total (m) Δh p =  Perbedaan  head  tekanan  pada kedua permukaan air (m) h 1 = Kerugian head di pipa  (m)
Pompa  Hydram  atau  singkatan  dari Hydraulik Ram berasal dari kata Hydro = air  (cairan),  Ram  =  hantaman,  pukulan atau tekanan. Jadi Pompa Hydram adalah sebuah  pompa  yang  energi  atau  tenaga penggeraknya  berasal  dari  takanan  atau hantaman  air  yang  masuk  ke  dalam pompa melalui pipa.
Jenis pompa yang satu ini bekerja dengan mengambil  tenaga  dari  air  yang  jatuh kemudian memanfaatkannya untuk memompa sebagian air tersebut ketempat yang lebih tinggi.
Masuknya  air  yang  berasal  dari berbagai  sumber  air  kedalam  pompa harus berjalan secara kontinu atau secara
terus-menerus. Karena pompa ini bekerja tanpa  memerlukan  BBM  atau  motor listrik,  maka  disebut  juga  sebagai “  Pompa  Air  Tanpa  Motor”  (  Motorless Water Pump) atau disingkat PATM. Walaupun  begitu,  pompa  tersebut  hanya mau bekerja dengan baik bila memenuhi dua syarat,yaitu :
1. Mempunyai  jumlah  air  yang  cukup untuk menjalankan Ram (mempunyai  debit  air  minimal  5 liter/menit) 2. Mempunyai  tinggi  jatuh  air  yang cukup (minimal 1 meter)
Gambar 1. Kontruksi pompa Hydram

## Kerja Pompa
Pompa  Hydram  dipasang  di  lokasi yang  lebih  rendah  dari  sumber  air.  Air diluncurkan  ke  pompa  melalui  pipa penggerak  (  Drive – Pipe )  lalu  keluar lagi  lewat  katup  limbah.  Karena  air meluncur  masuk  dengan  kecepatan semakin  tinggi,  suatu  saat  aliran  itu sanggup  mengangkat  katup  limbah sehingga  tertutup  tiba-tiba.  Akibatnya, aliran  dalam  pipa  penggerak  terhenti mendadak  dan  menaikkan  tekanan  air dibadan pompa. Jika tekanan cukup kuat
katup  pengantar  dapat  terdorong  hingga terbuka, dan air mengalir ketabung udara atau tabung kompresor. Masuknya  air  ketabung  udara  atau tabung  kompresor  akan  mempersempit ruang  udara,  berarti  tekanan  udara semakin  besar  dan  akhirnya  berbalik menekan  air.  Namun  karena  airpun dihadang  katup  pengantar  (Delivery Valve). Maka air terpaksa keluar melalui pipa  pengantar  (Delivery  Pipe  ). Sementara  katup  pengantar  tertutup, katup  limbah  terbuka  dan  air  memancar keluar.  Demikian  seterusnya,  kedua katup  bekerja  bergantian.  Peristiwa membuka  dan  menutup  ini  berlangsung cepat dan terus – menerus selama pompa bekerja.
Gambar 2. Tinggi jatuh air inlet

## Komponen-komponen

## Klep Hantar
Klep  ini  menghantarkan  air  dari  pompa ketabung  udara  serta  menahan  air  yang telah masuk agar tidak kembali kerumah pompa.
Komponen ini dapat dilihat pada gambar berikut ini.

## Gambar 3. Klep Hantar

## Tabung Udara
Tabung Udara berfungsi meneruskan dan melipat  gandakan  tenaga  pemompaan, sehingga air  yang  masuk  ke  tabung kompresor dapat di pompa naik. Komponen ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 4. Tabung Udara / Kompresor Dengan pemakaian tabung udara, terjadi penurunan  perubahan  head  tekanan dalam  pipa  penghantar  dalam  instalansi pompa  hidram.  Pemasangan  tabung udara dapat meningkatkan debit air pada pipa  penyalur  maka  tabung  udara  dapat meningkatkan  efisiensy  pompa  dengan demikian  tabung  udara  meningkatkan unjuk kerja pompa hidram.
Simulasi  dengan  program  delphi  untuk memperoleh  harga  kapasitas  pompa hidram  berdasarkan  tinggi  jatuh,  tinggi
angkat dan diameter pipa inlet dan outlet serta pembebanan katup.
Diameter  pipa  inlet  dipilih  1”,  1,5  “, 2”, 2,5” dan 3” dan panjang diukur dari sumber  air  sampai  dengan  air  masuk pompa sepanjang  ± 5    s/d  7 m karena pengaruh sudut elevasi dan tinggi angkat dipilih 1, 2, 3, 4 dan 5 m. Dengan model simulasi program delphi diperoleh harga kapasitas air dari pompa:
Diameter pipa inlet Tinggi Jatuh (m) 1 2 3 4 5 1 " 2,6 5,3 8 11 15,9 1,5 “ 3,9 8,4 12,5 21,8 26,6
2” 9,6 18,4 27,5 36,5 39,5 2,5” 14,8 25,6 34,6 44,3 51,8 3” 21,5 29,4 40,2 48,8 55,8 Pada model  simulasi  program  delphi untuk  poma  hidram  tinggi  angkat ditentukan  5,    7,5,  10,  15  dan  20  untuk mengangkat  air  diperlukan  model  katup dengan pemberat 2, 4,5, 6, 8, dan 10 kg disesuaikan dengan tinggi jatuh 1, 2, 3, 4 dan  5  m,  maka  diperoleh  kapasitas  air pada ujung pipa outlet.
Tinggi jatuh (m) Pemb erat katup (kg) Tinggi angkat (m) 5 7,5 10 15 20 1 2 0,24 0,16 0,12 0,08 0,02 2 4,5 0,45 0,3 0,24 0,16 0,12 3 6 0,7 0,48 0,36 0,24 0,18 4 8 0,95 0,6 0,48 0,32 0,24 5 10 1,2 0,8 0,59 0,4 0,3
Diameter pipa outlet ditentukan 1”, 1,5”, 2”, 2,5” dan 3” dan tinggi angkat 5, 7,5, 10, 15, dan 20 m dengan model simulasi program delphi diperoleh harga kapasitas air outlet pompa:
Diameter pipa outlet Tinggi Angkat (m) 5 7,5 10 15 20
1 " 20,4 27,4 90 20,4 45 1,5 “ 30,6 38,6 34,6 31,6 44 2” 45,9 46,9 45 43,9 35 2,5” - 32 44 23 45 3” - 34 55 43 54

## PEMBAHASAN
Grafik 1. Pengaruh tinggi jatuh dan diameter pipa inlet terhadap kapasitas pompa hydram
(simulasi program delphi) 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 4 5 Tinggi jatuh H1 (m) Ka pa si ta s (l/ m en it ) Inlet 1 " Inlet 1,5 " Inlet 2 " Inlet 2,5 " Inlet 3 "
Elevasi  ketinggian  air  jatuh  dan  pompa dengan  diameter  pipa  inlet  akan mempengaruhi  volume  air  dalam  pipa dan  energi  air  yang  masuk  kedalam pompa sehingga berdampak pada kinerja katup  maka  juga  mempengaruhi  besar kecilnya kapasitas air keluar pompa saat masuk  pipa  outlet.  Maka  semakin  besar pipa inlet dan semakin tinggi elevasi atau tingg  jatuh  akan  memperoleh  air  yang dipindahkan  pompa semakin  besar volumenya.
Grafik 2. Pengaruh tinggi jatuh dan tinggi angkat terhadap kapasitas pompa hydram (simulasi program delphi )
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 5 7,5 10 15 20 Tinggi pemompaan H2 (m) D eb it (l /d et ik ) H1 (1m) H1 (2m) H1 (3m) H1 (4m) H1 (5m)

## Keterangan:
Pemberat katup untuk H1 (1m) = 2 kg Pemberat katup untuk H1 (2m) = 4,5 kg Pemberat katup untuk H1 (3m) = 6 kg Pemberat katup untuk H1 (4m) = 8 kg Pemberat katup untuk H1 (5m) = 10 kg
Pengaruh energi  pada  air  masuk  pada pipa  inlet  untyuk  kerja  katup  hantar sangat  berpengaruh  terhadap  kapasitas pompa  dengan  demikian  penggunaan pemberat katup harus disesuaikan dengan tinggi  jatuh  dan  tinggi  angkat  air. Semakin besar tinggi air jatuh maka akan mengasilkan  tinggi  angkat  air  yang semakin  tinggi  dan  pemberat  katup semakin  besar pula  untuk  menghasilkan kapasitas air yang tinggi pula.
Grafik 3. Pengaruh diameter pipa outlet terhadap tinggi pemompaan dan kasitas pompa hydram (simulasi program delphi)
0 10 20 30 40 50 60 5 7,5 10 15 20 Tinggi pemompaan (m) Kapas itas (l /de tik ) Outlet 1" Outlet 1,5 "
Outlet 2 " Outlet 2,5" Outlet 3"
Diameter  pipa  outlet  akan  berpengaruh terhadap  tinggi  angkat  air  dari  pompa demikian pula debit air yang dipindahkan pompa. Diameter pipa outlet yang cukup kecil  akan  mendapatkan  tinggi  angkat yang  tinggi  dan  menghasilkan  kapasitas pompa yang cukup besar pula.

## KESIMPULAN
1. Diameter pipa oulet untuk mengalirkan  air  dari  pompa  dan ketinggian pemompaan atau ketinggian angkat sangat berpengaruh terhadap  debit  air  yang  dihasilkan pompa hidram.
2. Pengaruh  diameter  pipa  inlet  air masuk  pompa  dan  tinggi  jatuh  yaitu elevasi  ketinggian  sumber  air  dan posisi pompa sangat berpengaruh pada debit  air    yang  dipindahkan  pompa, semakin besar diameter pipa inlet dan semakin  tinggi  ketinggian  air  jatuh maka  hasil  air  yang  depindahkan semakin banyak.
3. Berat  beban  katup  pompa  hidram sesuai  tinggi  jatuh  dan  tinggi  angkat pompa  akan  berpengaruh  pada  hasil air  yang  keluar  pompa.  Tingg  jatuh semakin besar  maka  diperlukan pemberat  semakin  besar  pula  dan berpengaruh  terhadap  tinggi  angkat karena  semakin  besar  tinggi  angkat semkin kecil air yang dipindahkan.
4. Diameter pipa oulet untuk mengalirkan  air  dari  pompa  dan ketinggian pemompaan atau ketinggian angkat sangat berpengaruh terhadap  debit  air  yang  dihasilkan pompa hidram.
5. Ada  korelasi  tinggi  jatuh,  diameter pipa  inlet  dan  beban  katup  dengan tinggi angkat dan pipa outlet terhadap debit air yang dihasilkan pompa.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Djarwanto Ps, Drs Pangestu Subagyo, Drs,  M.B.A,  1995, Statistik  Induktif , Edisi  Ke  Empat,  BPFE-Yogyakarta, Yogyakarta
2. Hadi, Sutrisno, Prof., Drs.,M.A.,1986, Metodologi Research , Jilid 1, Yayasan Penerbit Fakultas Teknologi Psikologi,  Universitas  Gajah  Mada, Yogyakarta 3. Maier, Emco, Dan co,1988, Technological Data, Teacher’s Handbook  EMCO    TU-3A ,  Pabrik Mesin  Khusus,  Friedmann-Maier-
Straβe 9, A-5400 Hallein,Austria.
4. Rochim,  Taufiq,  1993, Teori  Dan Teknologi  Proses  Pemesinan ,  KBK Teknik  Produksi,  Jurusan  Teknik
Mesin,  FTI-ITB,  Bekerja  Sama Dengan  HED  (Shigher  Educatiaon Development Support, DIKTI- Dep.P&K) Jakarta 5. Sudjana, Prof..,DR.,M.A.,M.,Sc , Desain  Dan  Analisis  Eksperimen , Edisi  IV,  Penerbit-Tarsito-Bandung, Bandung 6. Sudjana, Prof..,DR.,M.A.,M.,Sc,
Metode Statistika , Edisi IV, Penerbit- Tarsito-Bandung, Bandung.