MAKALAH TERMODINAMIKA TERAPAN

POMPA PADA IRIGASI DAN PENGENDALIAN BANJIR

Dosen Pembimbing :

M S. ALIM

Disusun Oleh :

HARYATI HIE108017

EKA SUCI WULANDARI HIE108035

ADELIA FAULINA SARI HIE108060

PROGRAM STUDI S1 TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU

2010

1

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha

Kuasa atas segala rahmat dan karunai-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

makalah Termodinamika ini.

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata

kuliah Termodinamika. Penyusunan laporan ini berdasarkan format yang telah

diberikan. Namun demikian, penulis menyadari keterbatasan yang dimiliki dalam

penyusunan makalah ini sehingga makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh

karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar makalah

ini menjadi lebih baik.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak M.S. Alim selaku dosen

pengajar dan pembimbing dalam penyusunan makalah ini. penulis mengharapkan

agar makalah ini dapat digunakan sebagaimana mestinya dan juga dapat

bermanfaat bagi kita semua.

Banjarbaru, 18 Mei 2010

Penulis

2

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.............................................................................................i

DAFTAR ISI............................................................................................................ii

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................1

BAB II ISI……………………................................................................................3

BAB III PEMBAHASAN……..............................................................................17

BAB IV PENUTUP………………………………..………………………….…23

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................24

3

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan salah satu faktor yang sangat penting dan dibutuhkan dala

m kehidupan  mahluk  hidup. Selain  untuk kebutuhan  perkembangan  fisiologis 

mahluk hidup, air juga menjadi input bagi beragam upaya  atau  kegiatan  mahluk 

hidup  dalam  rangka  mempertahankan dan atau menghasilkan sesuatu untuk 

kelangsungan  hidupnya.  Oleh  karena  itu,  air  harus  tersedia  kapanpun 

dan dimanapun dalam jumlah, waktu, dan  mutu  yang  memadai. Dengan  jumlah 

air  yang  tersedia relatif  tetap,  sementara  kebutuhan  air  semakin 

meningkat, maka  air  dari  sisi  ketersediaan  dan  permintaannya  perlu dikelola 

atau  diatur  sedemikan  rupa,  sehingga  air  dapat disimpan  jika  berlebihan  dan 

selanjutnya dimanfaatkan dan didistribusikan  jika  pada  waktunya  diperlukan.  

Munculnya permasalahan menyangkut  air  yang disebabkan  oleh  peningkatan 

beragam  kebutuhan  dan kepentingan  kehidupan  mahluk  hidup,  pada 

gilirannya berdampak terhadap terganggunya kon‐disi permintaan dan penyediaan 

air.  Peningkatan jumlah penduduk yang  harus  dibarengi  oleh  peningkatan 

kebutuhan  permukiman  dan pangan  (pertanian),  pembangunan  industri  serta 

sarana  dan prasarana  sosial  ekonomi  lainnya  menyebabkan  permintaan akan 

air  semakin tinggi. Untuk  memenuhi  permintaan  tersebut, beragam  teknologi 

pemanfaatan  air  telah  banyak  dikembangkan  sehingga  kebutuhan  air  dapat

terpenuhi dalam jumlah yang memadai. Penggunaan  pompa air yang digerakkan 

dengan  tenaga  listrik menjadi  pilihan utama saat ini. suatu model  teknologi 

irigasi  yang  menggunakan  pompa  air  yang lebih  tepat  guna,  efisien,  dan 

ekonomis  sehingga  dalam pengelolaannya  tidak  tergantung  pada  tenaga 

listrik  ataubahan  bakar  lainnya, membutuhkan  biaya  operasi  dan  peme‐liharaan (OP) yang  lebih sedikit.

Dewasa ini pengendalian banjir, drainase tanah, dan irigasi didasarkan

pada data-data ilmu yang akurat. Sebagai hasilnya adalah mungkin

4

memperkirakan ketepatan jumlah air yang diperlukan dan dengan demikian kita

dapat memilih jenis dan kelas pompa terbaik yang sesuai untuk persyaratan yang

telah ditetapkan. Salah satu penyebab terjadinya penurunan kualitas lingkungan

hidup, adalah terjadinya banjir dan genangan air pada musim hujan. Permasalahan

banjir sampai saat ini belum bisa diselesaikan secara menyeluruh, bahkan

cenderung semakin kompleks permasalahannya. Perubahan fungsi lahan, yang

semula merupakan lahan terbuka berubah menjadi pemukiman, bisa memperbesar

kemungkinan terjadinya banjir. Pengendalian banjir selama ini dilaksanakan

dengan pembuatan dan pemeliharaan saluran drainase. Paradigma lama yang

mengkaitkan banjir dengan drainase ternyata tidak bisa menyelesaikan masalah

secara menyeluruh. Paradigma baru dalam pengendalian banjir selain pembuatan /

pemeliharaan saluran drainase adalah dengan pengelolaan air hujan. Air hujan

yang jatuh ke tanah dikelola dengan teknik tertentu sehingga tidak menyebabkan

terjadinya banjir, tetapi diresapkan ke dalam tanah sehingga menjadi air tanah..

Untuk melindungi kawasan ini dari banjir, rekomendasi yang diharapkan mampu

mengatasi masalah ini adalah dengan pembuatan tanggul sungai dan pemasangan

pompa air. Tanggul sungai dimaksudkan untuk melindungi lokasi dari luapan

banjir, sedangkan pompa air diperlukan untuk membuang ganangan air hujan dari

lokasi studi sehingga penggunaan pompa dalam kehidupan sehari – hari sangat

penting yaitu untuk memindahkan fluida kerja dari satu tempat ke tempat lain.

1.2 . Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk mengetahui jenis pompa dan

penggunaanya pada proses perpompaan dalam irigasi dan pengendalian banjir

serta untuk mengetahui hubungan pompa pada Termodinamika.

1.3.Metode Penulisan

Dalam pembuatan makalah ini, metode yang digunakan adalah metode

kepustakaan, yaitu dengan mengumpulkan data-data dari literatur-literatur

bersangkutan dengan pengunaan pompa pada irigasi dan drainase untuk

pengendalian banjir. Selain itu pengumpulan data juga di dapat dari pencariam

informasi-informasi dari internet.

5

BAB II

ISI

2.1. 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 secara sederhana didefinisikan sebagai alat

transportasi fluida cair. Jadi, jika fluidanya tidak cair, maka belum tentu pompa

bisa melakukannya.

Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan antara

bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan kata lain,

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.

Gambar .1. Pompa

Pompa memiliki dua kegunaan utama:

1) Memindahkan cairan dari satu tempat ke tempat lainnya (misalnya air dari

aquifer bawah tanah ke tangki penyimpan air)

6

2) Mensirkulasikan cairan sekitar sistim (misalnya air pendingin atau

pelumas yang melewati mesin-mesin dan peralatan)

Salah satu jenis pompa pemindah non positip adalah pompa sentrifugal

yang prinsip kerjanya mengubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi

potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing.

Sesuai dengan data-data yang didapat, pompa reboiler debutanizer di

Hidrokracking Unibon menggunakan pompa sentrifugal single - stage double

suction.

Keunggulan Pompa Sentrifugal

Prinsip kerjanya sederhana

Mempunyai banyak jenis

Konstruksinya kuat dan perawatannya mudah

Tersedia berbagai jenis pilihan kapasitas output debit air

Poros motor penggerak dapat langsung disambung ke pompa

Bagian-bagian Utama Pompa Sentrifugal

Secara umum bagian-bagian utama pompa sentrifugal dapat dilihat sepert gambar 

berikut :

Gambar. 2. Rumah Pompa Sentrifugal

7

A.Stuffing Box

Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros

pompa menembus casing.

B. Packing

Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing pompa

melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

C. Shaft (poros)

Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama

beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya.

D. Shaft sleeve

Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan keausan pada

stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai leakage joint, internal bearing

dan interstage atau distance sleever.

E. Vane

Sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.

F. Casing

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung

elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet

nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan

energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

G. Eye of Impeller

Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

H. Impeller

Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi

kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga cairan pada

sisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat

perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya.

8

I. Wearing Ring

Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati

bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan cara

memperkecil celah antara casing  dengan impeller.

J. Bearing

Beraing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros agar

dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga

memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada

tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil.

 K. Casing

Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung

elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet

nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan

energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

2.1. Pompa Untuk Irigasi

A. Jenis Irigasi

Irigasi merupakan upaya yang dilakukan manusia untuk mengairi lahan

pertaniannya. Dalam dunia modern saat ini sudah banyak model irigasi yang

dapat dilakukan manusia. Pada zaman dahulu jika persediaan air melimpah karena

tempat yang dekat dengan sungai atau sumber mata air, maka irigasi dilakukan

dengan mangalirkan air tersebut ke lahan pertanian. Namun demikian irigasi juga

biasa dilakukan dengan membawa air dengan menggunakan wadah kemudian

menuangkan pada tanaman satu-persatu. Untuk irigasi dengan model seperti ini di

Indonesia biasa disebut menyiram. Sebagaimana telah diungkapkan, dalam dunia

modern ini sudah banyak cara yang dapat dilakukan untuk melakukan irigasi dan

ini sudah berlangsung sejak Mesir Kuno.

Jenis- jenis irigasi di antaranya adalah:

Irigasi Permukaan

9

Irigasi Permukaan merupakan sistem irigasi yang menyadap air langsung di

sungai melalui bangunan bendung maupun melalui bangunan pengambilan bebas

(free intake) kemudian air irigasi dialirkan secara gravitasi melalui saluran sampai

ke lahan pertanian. Di sini dikenal saluran primer, sekunder dan tersier.

Pengaturan air ini dilakukan dengan pintu air. Prosesnya adalah gravitasi, tanah

yang tinggi akan mendapat air lebih dulu.

Irigasi Lokal

Sistem ini air distribusikan dengan cara pipanisasi. Di sini juga berlaku gravitasi,

di mana lahan yang tinggi mendapat air lebih dahulu. Namun air yang disebar

hanya terbatas sekali atau secara lokal.

Irigasi dengan Penyemprotan

Penyemprotan biasanya dipakai penyemprot air atau sprinkle. Air yang disemprot

akan seperti kabut, sehingga tanaman mendapat air dari atas, daun akan basah

lebih dahulu, kemudian menetes ke akar.

Irigasi Tradisional dengan Ember

Di sini diperlukan tenaga kerja secara perorangan yang banyak sekali. Di samping

itu juga pemborosan tenaga kerja yang harus menenteng ember.

Irigasi Pompa Air

Air diambil dari sumur dalam dan dinaikkan melalui pompa air, kemudia dialirkan

dengan berbagai cara, misalnya dengan pipa atau saluran. Pada musim kemarau

irigasi ini dapat terus mengairi sawah.

Irigasi Tanah Kering dengan Terasisasi

Di Afrika yang kering dipakai sustem ini, terasisasi dipakai untuk distribusi air.

Empat jenis sistem irigasi yang umum digunakan saat ini adalah:

1. Kolam

10

2. pengatur

3. alur

4. penyiraman

Dengan berpatokan pada pompa ini, tiga sistem yang pertama

mensyaratkan jumlah daya yang akan dikembangkan pada saat air disedot dari

bawah tanah atau suplai air permukaan. Sistem terakhir, yaitu penyiraman, bisa

mensyaratkan daya besar yang cukup baik keran kehilangan air dalam pemipaan

antara pompa dan penyiram serta daya tekanan yang diperlukan pada bagian

dalam penyiram sangat kecil. Tekanan nosel minimum yang diperlukan untuk

penyiram ini cukup bervariasi yakni sekitar 20 hingga 100 psi, sedangkan nosel

besar menggunakan tekanan yang lebih besar. Daya yang akan dikembangkan

pompa dalam pelayanan irigasi ini mungkin tinggi apabila air yang digunakan

diperoleh dari sumur yang dalam. Akan tetapi, dengan pasokan air permukaan

atau sumur dangkal, maka pada umumnya daya yang diperlukan akan rendah.

B. Jenis – jenis pompa

Sejumlah pompa sentrifugal dengan jenis berbeda-beda digunakan untuk

kepentingan irigasi. Jenis pompa ini bervariasi mulai unit penggerak-traktor

portabel kecil hingga pompa propeler besar dan pompa aliran campuran. Kesemua

faktor ini akan bergantung pada jenis irigasi yanng dikerjakan, sumber suplai air,

kondisi cuaca, dan lain sebagainya.

Pompa portabel dengan daya pompa itu sendiri yang digunakan untuk

kepentingan irigasi. Pada umumnya, pompa ini dirakit agar dapat bekerja secara

otomatis. Sedangkan pompa sejenis tetapi tanpa mesin dirakit sebagai

perlengkapan temporer untuk menggerakkan poros traktor. Kapasitas yang

diperlukan pompa portabel untuk layanan irigasi kira-kira diatas 6.000 gpm.

Sedangkan untuk irigasi jenis penyiram, kita acap menggunakan pompa

penggerak-mesin jenis rumah keong dua tingkat.

Penggunaan pompa turbin untuk kepentingan irigasi di Amerika Serikat

sangat luas. Barangkali pompa turbin yang paling sering diaplikasikan untuk

pelayanan sumur dalam-pipa buangnya disalurkan dengan arah yang tepat ke

suatu lapangan yang akan dialiri. Pompa turbin gandeng-tertutup vertikal acap

11

digunakan sebagai penguat (boster) untuk irigasi tanah apabila air yang dialirkan

ke field temperaturnya sangat rendah. Untuk daerah-daerah yangn jauh dari jalur

raya, maka pompa yang akan digunakan adalah pompa-mesin diesel atau

bensin.Pada umumnya pompa turbin vertikal tadi bisa kita pilih, tergantung pada

aliran yang diperlukan rendah atau menengah sedangkan daya yang akan

dikembangkan tinggi. Ini merupakan karakteristik yang lazim untuk pelayanan

sumur dalam.

Pompa penggerak motor gandeng tertutup mendapatkan berapa

penggunaan untuk irigasi, baik sebagai unit permanen yang ditanahkan, maupun

sebagai unit temporer yanng ditanahkan pada kemiringan gelincir dari tempat

penampungan ke sungai atau danau. Dengan menyusun kedua pompa ini

sedemikian rupa, maka pipa buang fleksibel dapat kita gunakan diantara pompa

dan pipa untuk mengalirkan air ke medan. Ini memungkinkan pompa tersebut

bergerak turun-naik pada gelincir sesuai dengan perubahan permukaan air.

Pompa di bawah permukaan air mengaplikasikan beberapa penggunaan

untuk suplai air irigasi. Pompa propeler di bawah permukaan air ini banyak

digunakan untuk dok galian yang bukan pengairan yang juga digunakan untuk

beberapa proyek irigasi yang lebih besar. Bila kita menggunakan pompa propeler

24 inci yang dioperasikan di bawah permukaan air, maka kita akan dapat

mengalirkan air kira-kira 40.000 gpm dengan daya 40 lt, sedangkan pompa

propeler berukuran 16 inci dengan desain yang sama bisa mengalirkan air sekitar

8.000 gpm pada daya 50 lt.

Pompa propeler aneka tingkat dan satu tingkat standar serta pompa aliran

aksial banyak digunakan untuk lift rendah hingga menengah pada kapasitas yang

besar. Sebagaimana diperlihatkan dalam ilustrasi ini, pompa jenis propeler tadi

biasanya disusun sedemikian rupa agar dapat menyangga kuda-kuda di bawah

motor, kolom yang ditanam secara tegak lurus ke dalam air. Jarak di antara

belokan (elbow) saluran dengan motor bisa saja berbeda, apabila diperlukan. Ini

memungkinkan kita menempatkan motor penggerak di atas permukaan air yang

tinggi. Desain pompa pelumas-air atau pelumas-minyak bisa saja digunakan untuk

pelayanan tersebut. Pada umumnya, pompa kuningan merupakan pompa yang

12

sangat memenuhi untuk kepentingan irigasi. Sebagian besar pompa jenis ini dapat

dengan mudah disangga pada kerangka baja struktur yang relatif ringan.

Pompa parit merupakan pompa propeler rancangan standar dengan harga

ekonomis yang tentu saja dapat terjangkau yang dirakit untuk penggunaan daya di

atas 20 ft dan kapasitas kira-kira 10.000 gpm. Pompa tanggul-lereng merupakan

unit jenis propeler yang dirancang sedemikian rupa agar dapat menyangga

permukaan air yang miring pada suatu tanggul. Biasanya pompa-pompa tadi

dipasang di dalam tabung protektif-misalnya. Pompa 20 inci dimasukkan ke

dalam tabung 34 inci; tabung 16 inci dimasukkan ke dalam 28 inci; dan tabung 14

inci dimasukkan ke dalam tabung 24 inci. Tabung-tabung ini bisa dipasang pada

kereta luncur kayu sederhana guna memudahkan dan menjamin pergerakkan

pompa masuk atau keluar air. Peluncur dengan biaya rendah tidak jarang dirakit

melebihi ujung atas pompa tersebut agar memungkinkan motor terproteksi. Biaya

yang diperlukan untuk instalasi pompa tanggul ini sangat ekonomis.

Pompa air buangan merupakan unit pompa turbin vertikal satu tingkat

yang dirancang untuk pemanfaatan ulang air selokan dalam pelayanan irigasi.

Salah satu produsen merakit unit tadi dalam empat rancangan standar yaitu 2; 3;

5; dan 7 daya kuda (hp) yang masing-masing unit tersedia dalam tiga ukuran

yakni 6; 8; dan 12 ft. Pompa ini dirancang sedemikian rupa agar dapat kita

operasikan dalam penampungan air lalu air yang mengalir akan dipompakan

kembali ke suatu lereng yang tinggi untuk penggunaan ulang, konservasi suplai

air dan memungkinkan lebih banyak air untuk kepentingan irigasi. Kapasitas

pompa tersebut sekitar 1.000 gpm dengan daya kira-kira 15 hingga 30 ft. Untuk

daya yang lebih rendah dalam kapasitas yang sama, kita menggunakan pompa

selokan.

C. Pemilihan Pompa

Kapasitas: Kapasitas yang diperlukan berbeda-beda tergantung pada

jumlah uap dalam tanah, kondisi cuaca, dan lain-lain. Tanah gersang memerlukan

11.000 hingga 1.600.000 galon air per akre setiap tahunnya. Untuk mendapatkan

sejumlah air untuk kepentingan irigasi, kita dapat mencarinya dengan mengurangi

total air yang diperlukan untuk panen, uap air dalam tanah, dan curah hujan.

13

Perhitungan dasar unit dalam irigasi adalah akre-inci = 27.154 galon = 112,2 gpm

per 12 jam/hari pemompaan = 0,25 detik-ft = 0,2479 akre-ft. Dengan perhitungan

ini, kita dengan mudah mendapatkan perhitungan lainnya. Panen seperti gula-bit,

kentang, rumput untuk makanan sapi, jagung, terigu, gandum, ragi, kacang, dan

buncis, memerlukan air kira-kira 1,0 sampai 3,5 akre-ft per akre/tahun.

Kehilangan air dalam pelayanan irigasi untuk jenis penyiraman pada musim hujan

atau musim kemarau berkisar antara 20 hingga 40 persen. Kehilangan air yang

cukup memprihatinkan ini perlu ditanggulangi dengan cara pemasokkan air

tambahan ke field. Perhitungan jumlah daya penyemprot dengan aliran perdaya

untuk mendapatkan aliran total sangat kita perlukan yakni dengan menambah 2

persen aliran untuk menutupi kebocoran yang mungkin timbul. Penyemprot ini

membuang 1 hingga 25 gpm, bergantung pada ukuran pipa, tekanan internal, dan

lain-lain.

Daya: Untuk irigasi horisontal yang kemiringan tanahnya mempengaruhi

aliran air, pompa dimaksud hanya perlu mengembangkan daya yang cukup untuk

menaikkan air ke titik distribusi. Ini memungkinkan pemusatan areal dalam

instalasi yang lebih kecil. Pada pertanian besar, air dipompakan ke daya-luar lalu

air tadi akan mengalir ke tempat pemanenan. Kehilangan pemipaan dan perkakas,

daya pada ketel, dan lift isap selanjutnya perlu dihitung dengan menjalankannya

sebagai rangkaian indeks. Penyiram menyaratkan tekanan internal 25 hingga100

psi, sedangkan nosel yang lebih besar memerlukan tekanan yang lebih besar pula

karena pipa pembuangannya lebih besar. Pompa ini perlu dikembangkan hingga

mendapatkan daya yang cukup agar dapat menggerakkan lift isap, dan gesekkan

dalam pemipaan, perkakas, dan daya internal (sekitar 20 psi) serta pengaliran air

ke nosel pada tekanan-internal yang diperlukan. Pada sistem penyiram yang

berlaku, suatu pompa penguat (boster) mungkin diperlukan jika pompa yang

tersedia tidak dapat mengembangkan tekanan yang cukup. Ini acap kali dilakukan

pada pompa turbin gandeng vertikal jenis gandeng-tertutup untuk perhitungan

dayanya.

Bahan-bahan: Pompa kuningan sangat sesuai untuk sebagian besar air

ringan, walaupun sebagian konstruksi pompa baja dan pompa besi juga dapat kita

gunakan.

14

Penggerak : penggerak yang biasa digunakan adalah motor, mesin diesel

dan bensin, turbin uap, tetapi penggerak yang paling banyak digunakan adalah

mesin diesel dan bensin. NPSH: Cobalah melengkapi npsh sebanyak-banyaknya,

khususnya jenis pompa horisontal.

Pengendali: Kontrol mulai dan berhenti tidak dapat dipisahkan karena

akurasi yang ekstrem untuk regulasi aliran tidak diperlukan.

Pemipaan: dengan pompa portabel, penggenangan lapangan harus cukup

dalam agar dapat merendam penyaring-isap dan katup pedal. Penyaring silindris

dan model kura-kura perlu dilengkapi dengan pipa isap pompa. Sedangkan untuk

penyiram, ukuran jalur utama 10 psi atau kurang. Selanjutnya, gunakan pipa yang

lebih besar jika jumlah pipa yang tersedia tetap, biaya pemompaan per jam, dan

biaya pompa itu sendiri melebihi biaya tambahan ukuran pipa berikutnya.

Perusahaan pompa Johnston menyarankan pipa berukuran 3 inci untuk kapasitas

50 sampai 100 gpm, pipa 4 inci untuk kapasitas 100 hingga 200 gpm, pipa 5 inci

untuk kapasitas 200 sampai 350 gpm, dan untuk kapasitas 350 hingga 600 gpm

diperlukan pipa berukuran 6 inci. Jalur suplai portabel tidak sesuai untuk kapasitas

di atas 600 gpm.

Biaya pemompaan: Total biaya yang diberlakukan antara sekitar 3 dolar

dan 42 dolar per akre-ft tiap musimnya untuk pompa-pompa yang digerakkan oleh

motor.

2.2. Pengendalian Banjir dan Drainase

Drainase adalah sistem saluran pembuangan air hujan yang menampung

dan mengalirkan air hujan dan air buangan yang berasal dari daerah terbuka

maupun dari daerah terbangun. Bila dilihat dari fungsinya, drainase ini untuk

menampung, mengalirkan, dan memindahkan air hujan secepat mungkin dari

daerah tangkapan ke badan penerima. Drainase penting untuk mengatur suplai air

demi pencegahan banjir.

15

Drainase dapat juga diartikan sebagai usaha untuk mengontrol kualitas air

tanah dalam kaitannya dengan salinitas. Sehingga, drainase tidak hanya

menyangkut air permukaan tapi juga air tanah.

Kegunaan drainase antara lain adalah:

a) Mengeringkan daerah becek dan genangan air;

b) Mengendalikan akumulasi limpasan air hujan yang berlebihan dan

memanfaatkan sebesar-besarnya untuk imbuhan air tanah;

c) Mengendalikan erosi, kerusakan jalan dan bangunan-bangunan;

d) Pengelolaan kualitas air.

Klasifikasi sistem drainase dapat beberapa kelompok antara lain:

a) Sistem drainase makro, seperti sungai atau kanal

b) Sistem drainase mikro yang berupa:

• sistem saluran drainase primer, yang menerima buangan air hujan baik

dari saluran sekunder maupun saluran lainnya dan mengalirkan air hujan

langsung kebadan penerima.

• Sistem saluran drainase sekunder yang mengalirkan buangan air hujan

langsung ke saluran drainase primer

• sistem saluran drainase tersier adalah cabang dari sistem sekunder yang

menerima buangan air hujan yang berasal dari persil bangunan atau

saluran lokal.

A. Pompa Drainase

Pemulihan lahan dengan merencanakan drainase merupakan fase yang

penting dari penyediaan luas ukuran tanah yang lebih bagi suatu pertanian.

Pelayanan drainase mirip dengan irigasi dalam banyak hal-kapasitas yangn

dikehendaki bagi daya angkat dari dasar sampai menengah biasanya besar.

Baling-baling vertikal, pompa tak tersumbat, dan pompa aliran aksial-campuran

banyak digunakan untuk pelayanan ini sebagaimana digunakan untuk unit-unit

horisontal. Pada tahun-tahun terakhir ini, pompa-pompa vertikal tampil untuk

16

menggantikan pompa yang lebih populer dalam beberapa areal karena pompa tadi

menggunakan ruang yang lebih kecil, memiliki efisiensi tinggi, dan relatif mudah

dipasang. Pompa aliran-campuran acap digunakan apabila daya angkatnya 30

hingga 60 ft.

B. Pengendalian Banjir

Fungsi pengendalian banjir dan drainase acap digabungkan dalam suatu

stasiun pada saat kedua pengendalian tersebut diperlukan. Pengendalian ini juga

memasok air untuk tujuan irigasi. Pompa yang telah distandarkan digunakan unuk

stasiun kecil dan menengah, tetapi dalam stasiun besar pompa ini dirancang secara

khusus untuk lokasi tertentu, instalasi, dan kondisi alirannya. Pompa poros

tambahan mendapatkan banyak apikasi dalam drainase yang lebih

kecil,pengendalian banjir, dan stasiun irigasi.

C. Pemilihan Pompa

Kapasitas: Dengan sistem drainase sub permukaan, pengaliran air melalui

pompa perlu ditangani kira-kira 7 gpm per akre; untuk drainase selokan atau

permukaan rata dan panen lapangan memerlukan kira-kira 10 gpm/akre; untuk

panen sayur-sayuran diperlukan sekitar 15 gpm/akre. Kapasitas untuk setiap

instalasi drainase atau pengendalian banjir perlu mencakup pengaliran air dari

gravitasi ditambah perembesan. Catatan dari data yang diperlukan untuk

menentukan kapasitas pompa dapat kita peroleh dari Geological Survey, Weather

Bureau, Soil Conservation Service, dan Army Corps of Engineers Amerika

Serikat. Secara umum, produsen pompa ini perlu mendapat masukkan data

mengenai kapasitas pompa yang akan dirakit. Data-data tadi harus mencakup

tingkat banjir baik yang rendah maupun yang tinggi, daerah yang akan dialiri,

koefesien drainase, rembesan air, jenis tanah, dan daya pemompaan pada tingkat

banjir yang berbeda.

Daya: Daya ini berbeda dengan instalasi pompa yang kita temui pada

bahasan sebelumnya. Akan tetapi, pada umumnya pompa pengendalian banjir dan

drainase dioperasikan pada daya yang rendah yaitu diatas 60 ft. Oleh karena itu,

pastikan menghitung daya untuk kondisi permukaan air yang minimum. Bahan-

17

bahan: Pompa berlapis kuningan sangat memuaskan kecuali untuk cairan kesat

yang sangat keras yang memerlukan penggunaan bahan tertentu. Penggerak:

Penggerak yang digunakan meliputi motor listrik, mesin dengan bahan bakar

internal, atau juga turbin uap. NPSH: Tergantung pada daya minimum yang

diperlukan. Pengendalian: Pengendalian yang umum digunakan merupakan

kecepatan variabeldan apungan on-off (hidup-mati). Beberapa pompa

menggunakan katup impeler yang dapat disesuaikan baik terhadap daya maupun

kapasitas. Ini memberikan efisiensi tinggi melebihi gugus yang ditetapkan.

Pengepakan: Paking karet sederhana sangat banyak digunakan untuk pompa

dengan daya yang rendah.

Jumlah Pompa: Jika anda menemukan perbedaan kecil pada lift, misalnya

tidak lebih dari 10 ft, anda boleh menggunakan suatu pompa kecuali tidak

mencukupi kapasitas. Selanjutnya, unit tambahan perlu digunakan agar dapat

memperoleh kapasitas yang diinginkan. Akan tetapi, bila anda menemukan

perbedaan dalam lift yang lebih besar, misalnya 25 ft atau lebih, maka anda perlu

menggunakan dua pompa atau lebih. Pilihlah salah satunya untuk pengoperasian

kondisi lft-rendah sedangkan yang satunya lagi untuk kondisi lift-menengah, dan

kemungkinan yang ketiga untuk kondisi lift-tinggi. Unit lift-tinggi ini acap berupa

pompa aliran-campuran, sedangkan untuk lift-menengahdan lift-rendah pada

umumnya menggunakan jenis propeler. Ini memungkinkan pengoperasian

masing-masing pompa tadi dalam gugus daya efisiensi yang maksimum. Suatu

skema alternatif menggunakan pompa tanggul dengan penggerak kecepatan-

variabel. Yang terakhir ini lebih disukai oleh para insinyur. Pemipaan: Proteksi

erosi diberikan untuk saluran isap dan saluran buang. Gerbang dan pintu curah

dapat anda gunakan untuk mengatasi aliran gravitasi pada saat permukaan air

meluap yang diikuti dengan penghentian pompa.

2.3. DRAINASE AIR BADAI

Pengendalian banjir sepenuhnya otoritas negara bagian atau pemerintah

Federal karena wilayahnya relatif luas, yang pada umumnya memungkinkan

keterlibatan satu atau lebih negara bagian. Akan tetapi, drainase jalan dan jalan

lingkar dalam perkotaan menjadi otoritas pemerintah lokal, khusunya untuk

18

kawasan yang curah hujannya sangat besar. Aliran gravitasi memberikan arti

pengaliran air hujan dalam banyak daerah. Pengaliran ini akan berhasil jika

saluran utama dan lateral cukup besar untuk menangani aliran tersebut.

Demikian juga, aliran tadi harus diperluas pada selang waktu tertentu agar

dapat menampung banjir sesuai dengan pertumbuhan kota sekalipun demikian,

beberapa kota berada dalam kawasan yang air hujannya tidak dialirkan secara

gravitasi. Ini bisa terjadi apabila tanah didrainase di bawah permukaan air yang

berdekatan dengan sungai, danau, atau teluk. Dua kota pada kasus kita ini adalah

New Orleans, Los Angeles, dan Detroit, Michigan.

Untuk pelayanan ini, acap digunakan pompa aliran-campuran vertikal atau

pompa propeler jenis difuser aliran-aksial. Guna mendapatkan keamanan

maksimal, saluran pipa masuk air hujan disalurkan ke suatu tempat air dalam yang

besar yang kita kenal sebagai perigi, kemudian pompa tadi akan menyedotnya dari

perigi tersebut. Saluran ini dipipakan ke pipa buang yang berdekatan dengan

sungai, danau, atau teluk atau bahkan ke suatu saluran yang akan menyalurkannya

ke titik pembuangan sedemikian rupa. Daya yang diperlukan adalah sedang, tidak

lebih dari 50 ft, tetapi bila anda memerlukan kapasitas lebih, kapasitas tadi dapat

ditingkatkan menjadi 500 ft kubik/detik untuk pompa yang umum digunakan.

Dalam pelayanan ini, kita menggunakan pompa aliran-campuran yang pada

umumnya berputar pada kecepatan rendah yaitu antara 200 hingga 225 rpm.

19

BAB III

PEMBAHASAN

3.1. Termodinamika

Termodinamika merupakan salah satu bidang terpenting dalam ilmu

pengetahuan kerekayasaan. Cara kerja kebanyakan sistem dapat dijelaskan dengan

termodinamika, demikian pula mengapa pelbagai sistem tertentu tidak bisa

bekerja seperti yang diinginkan, serta mengapa sistem lainnya sama sekali tidak

mungkin bekerja

Terdapat empat Hukum Dasar yang berlaku di dalam system

termodinamika, yaitu

• Hukum Awal (Zeroth Law) Termodinamika

Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan

sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.

• Hukum Pertama Termodinamika

Hukum ini terkait dengan kekekalan energi. Hukum ini menyatakan perubahan

energi dalam dari suatu sistem termodinamika tertutup sama dengan total dari

jumlah energi kalor yang disuplai ke dalam sistem dan Kerja yang dilakukan

terhadap sistem.

• Hukum kedua Termodinamika

Hukum kedua termodinamika terkait dengan entropi. Hukum ini menyatakan

bahwa total entropi dari suatu sistem termodinamika terisolasi cenderung untuk

meningkat seiring dengan meningkatnya waktu, mendekati nilai maksimumnya.

• Hukum ketiga Termodinamika

Hukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. Hukum ini

menyatakan bahwa pada saat suatu sistem mencapai temperatur nol absolut,

semua proses akan berhenti dan entropi sistem akan mendekati nilai minimum.

Hukum ini juga menyatakan bahwa entropi benda berstruktur kristal sempurna

pada temperatur nol absolut bernilai nol.

20

3.2. Termodinamika Pada Pompa

Pada pompa terjadi perubahan energy, yaitu dari energy listrik menjadi

energy fluida. Prosesnya yaitu energi listrik akan diubah menjadi energi mekanik

pada motor listrik, energi mekanik tersebut adalah putaran poros motor listrik

yang akan diteruskan ke poros pompa. Pada pompa terjadi perubahan energi

mekanik menjadi energi fluida, fluida yang keluar dari pompa mempunyai energi

yang lebih tinggi dibanding sebelum masuk pompa.

Gambar .3. Konversi energi pada pompa atau kompresor

Hal menunjukkan bahwa energi selalu kekal, meskipun terjadi perubahan

bentuk energy sesuai dengan hukum Termodinamika 1 yang menyatakan Energi

tidak dapat diciptakan atau dilenyapkan, energi hanya dapat diubah dari bentuk

satu kebentuk lainnya.

3.3. Siklus Rankine

Pada Siklus Rankine terjadi siklus termodinamika yang mengubah

panas menjadi kerja, hal ini kerja pompa berhubungan dengan turbin.

21

Panas disuplai secara eksternal pada aliran tertutup, yang biasanya

menggunakan air sebagai fluida yang bergerak.

Siklus Rankine terkadang diaplikasikan sebagai siklus Carnot,

terutama dalam menghitung efisiensi. Perbedaannya hanyalah siklus ini

menggunakan fluida yang bertekanan, bukan gas. Efisiensi siklus Rankine

biasanya dibatasi oleh fluidanya.

Fluida pada Siklus Rankine mengikuti aliran tertutup dan

digunakan secara konstan. Berbagai jenis fluida dapat digunakan pada

siklus ini, namun air dipilih karena berbagai karakteristik fisika dan kimia,

seperti tidak beracun, terdapat dalam jumlah besar, dan murah.

Gambar.4. Bagian dari siklus Rankine

Proses termodinamika dari siklus Rankine tersebut adalah sebagai

berikut:

1-2 Proses kompresi adiabatis berlangsung pada pomp

2-3 Proses pemasukan panas pada tekanan konstan terjadi boiler

3-4 Proses ekspansi adiabatis berlangsung pada turbin

4-1 Prose pengeluaran panas pada tekanan konstan

22

Secara umum terdapat 4 proses dalam siklus Rankine, setiap siklus

mengubah keadaan fluida (tekanan dan/atau wujud).

Proses 1: Fluida dipompa dari bertekanan rendah ke tekanan tinggi dalam

bentuk cair. Proses ini membutuhkan sedikit input energi.

Proses 2: Fluida cair bertekanan tinggi masuk ke boiler di mana fluida

dipanaskan hingga menjad uap pada tekanan konstan menjadi uap jenuh.

Proses 3: Uap jenuh bergerak menuju turbin, menghasilkan energi listrik.

Hal ini mengurangi temperatur dan tekanan uap, dan mungkin sedikit

kondensasi juga terjadi.

Proses 4: Uap basah memasuki kondenser di mana uap diembunkan dalam

tekanan dan temperatur tetap hingga menjadi cairan jenuh.

3.4. NPSH (Net Positive Suction Head)

NPSH didefinisikan sebagai head yang menyebabkan zat cair

mengalir melalui pipa suction dan akhirnya masuk ke pompa. NPSH dibagi

dalam dua macam :

1. NPSH yang diperlukan (NPSH - R)

- Merupakan fungsi dari desain pompa, bervariasi terhadap pemakaian

pompa, kapasitas dan putaran pompa.

- Digunakan untuk mengatasi headloss internal dalam pompa.

- Terdapat pada brosur pompa dan diberikan oleh pembuat pompa.

2. NPSH yang tersedia (NPSH – A)

- Adalah suction head (tekanan atmosfer yang bekerja pada permukaan

zat cair suction ditambah atau dikurangi static suction head dikurangi

headloss di sepnjang pipa suction)

- yang dimiliki zat cair pada sisi suction pompa dikurangi dengan

tekanan uap jenuh zat cair pada temperatur pemompaan.

23

Gambar .5. Sistem dengan statis suction head untuk perhitungan NPSH-A

dimana :

NPSH-A = NPSH yang tersedia (m)

Pa = tekanan atmosfer (N/m2)

hs = static suction head (m)

hf = friction losses (m)

Pv = tekanan uap jenuh zat cair (kg/ m2)

= massa jenis zat cair (kg/ m3)

24

Pv

pompa

hs

Vs2/2g

hf

Pa

Gambar 6. Sistem dengan statis suction lift untuk perhitungan NPSH-A

NPSH mempunyai efek dalam pemilihan pompa, karena

menentikan besarnya head 25ystem dan pompa. Head yang menyebabkan

zat cair mengalirmelalui pipa suction dan akhirnya masuk ke pompa.

Hal yang harus diperhatikan dalam pemilihan pompa adalah

(Moelyowati,I., 1992) :

1. NPSH-A (yang tersedia) harus lebih besar atau sama dengan NPSH-R

(yang diperlukan) oleh pompa.

2. Sistem yang menghisap zat (suction) atau yang memiliki suction lift,

karena NPSH 25ystem hanya berasal dari tekanan atmosfer saja.

25

pompa

hs

Vs2/2g

hf

Pv

Pa

BAB IV

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

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 secara

sederhana didefinisikan sebagai alat transportasi fluida cair.

Pompa beroperasi dengan prinsip membuat perbedaan tekanan

antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge). Dengan

kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber

tenaga (penggerak) menjadi tenaga kinetis (kecepatan).

Dalam irigasi dan drainase banyak jenis pompa yang dapat

digunakan, namun perlu dilakukan pemilihan pompa dengan

memperhatikan kapasitas, daya, bahan, pemipaan, penggerak, pengendali

dan biaya pemompaan.

Pada pompa terjadi perubahan energy, yaitu dari energy listrik

menjadi energy fluida. Hal menunjukkan bahwa energi selalu kekal,

meskipun terjadi perubahan bentuk energy sesuai dengan hukum pertama

Termodinamika.

Pada pompa juga terjadi Siklus Rankine yang merupakan siklus

termodinamika yaitu mengubah panas menjadi kerja, hal ini kerja pompa

berhubungan dengan turbin.

4.2. Saran

Penulis menyarankan agar pompa dapat digunakan semaksimal

mungkin untuk irigasi maupun drainase sehingga dapat mencegah terjadi

banjir.

26

TINJAUAN PUSTAKA

Anonim1.2009. Pedoman Teknispengembangan Irigasi Pompa Hidram

(http://pla.deptan.go.id/pdf/09_PEDUM_HIDRAM_2009.pdf)

Di Akses tanggal 11 Mei 2010

Mukhori. 2007. Pengendalian Banjir Kota Studi Kasus Pada Perumahan Bluru Permai Sidoardjo

http://seadefenceconsultants.com/id/komponen/pengendalian-banjir-dan-

drainase-perkotaan/..

Di Akses tanggal 11 Mei 2010

Anonim2.2010. Irigasi

http://id.wikipedia.org/wiki/Irigasi

Di Akses tanggal 11 Mei 2010

Hernalom.2009. prinsip-kerja-pompa-sentrifugal

http://baiuanggara.wordpress.com/2009/01/04/prinsip-kerja-pompa-

sentrifugal/

Di Akses tanggal 11 Mei 2010

Cahyo Hardo.2009. Cara Mengkaji Piping & Instrumentation Diagram

http://www.migas-indonesia.com/files/article/Cara_mengkaji_P&ID-

Pompa.pdf

Di Akses tanggal 11 Mei 2010

Basyirun,dkk.2008. Mesin Konversi Energi

http://ocw.unnes.ac.id/ocw/teknik-mesin/pendidikan-teknik-mesin-s1/

ptm307-mesin-konversi-energi/Buku.pdf

Di Akses tanggal 11 Mei 2010

27