cara kerja pompa hidram

Pompa hidram

Pompa Hidram (  hidraulik ram ) adalah suatu alat yang digunakan untuk menaikkan air dari tempat rendah ke tempat yang lebih tinggi secara automatik dengan memanfaatkan energi yang berasal dari air itu sendiri. Alat ini sederhana dan efektif digunakan pada kondisi yang sesuai dengan syarat-syarat yang diperlukan untuk operasinya. Dalam kerjanya alat ini memanfaatkan tekanan dinamik air yang ditimbulkan memungkinkan air mengalir dari yang rendah, ke tempat yang lebih tinggi.

Penggunaan pompa hidram tidak terbatas hanya pada penyediaan air untuk kebutuhan rumah tangga, tapi juga dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan air untuk pertanian, peternakan dan perikanan darat. Di beberapa daerah pedesaan di Jepang, alat ini telah banyak digunakan sebagai alat penyediaan air untuk kegiatan pertanian maupun untuk keperluan domestik.

Dalam operasinya, alat ini mempunyai keuntungan dibandingkan dengan jenis pompa lain, biaya operasinya murah, tidak memerlukanpelumasan, hanya mempunyai dua bagian yang bergerak sehingga memperkecil terjadinya keausan, perawatannya sederhana dan dapat bekerja dengan efisien pada kondisi yang sesuai serta dapat dibuat dengan peralatan bengkel yang sederhana.

Bagian-bagian utama Pompa hidram ini terdiri dari pipa pemasukan (drive pipe), pipa pengeluaran atau pipa pengantar (delivery pipe), katup limbah (waste valve), katup pengantar (delivery valve), katup udara (air valve) dan ruang udara (air chamber).

Prinsip kerja pompa hidram merupakan proses perubahan energi kinetis aliran air menjadi tekanan dinamik dan sebagai akibatnya menimbulkan palu air (water hammer) sehingga terjadi tekanan tinggi dalam pipa tabung udara. Dengan mengusahakan supaya katup limbah (waste valve) dan katup pengantar (delivery valve) terbuka dan tertutup secara bergantian , maka tekanan dinamik diteruskan sehingga tekanan inersia yang terjadi dalam pipa pemasukan memaksa air naik ke pipa pengantar.

Air mengalir dari suatu sumber atau sebuah tangki melalui pipa pemasukan dan keluar melalui katup limbah (gambar 2A). Aliran air yang melalui katup limbah cukup cepat, maka tekanan dinamik yang merupakan gaya ke atas mendorong katup limbah sehingga tertutup secara tiba-tiba sambil menghentikan aliran air dalam pipa pemasukan(gambar 2B. Aliran air yang terhenti mengakibatkan tekanan tinggi terjadi secara tiba-tiba dalam ram, jika tekanan cukup besar akan mengatasi tekanan dalam ruang udara pada katup pengantar dengan demikian membiarkan air mengalir ke dalam ruang udara dan seterusnya ke tangki penampungan (gambar 2CD).

Gelombang tekanan atau “hammer” dalam ram sebagaian dikurangi dengan lolosnya air ke dalam ruang udara dan denyut tekanan melompat kembali ke pipa pemasukan yang mengakibatkan hisapan di dalam badan ram. Hal ini menyebabkan katup pengantar menutup kembali kan menghalangi mengalirnya air kembali ke dalam ram. Katup limbah turun atau terbuka dan air dari sumber melalui pipa pemasukan mengalir ke luar dan siklus tadi terulang lagi.

Sejumlah kecil udara masuk melalui katup udara selama terjadi hisapan pada siklus tersebut. Air masuk ke dalam ruang udara melalui katup pengantar pada setiap gelombang air yang masuk ke dalam ruang udara.

Ruang udara diperlukan untuk meratakan perubahan tekanan yang drastis dalam hidraulik ram. Udara dimampatkan dalam ruang dan secara kontinyu terjadi pergantian dengan udara baru yang masuk melalui katup udara, sebab ada sebagai udara, yang telah dimanpaatkan bersama dengan air ke luar melalui pipa pengantar, dan selanjutnya ke tingkat penampungan.

Pada Gambar dibawah, diperlihatkan dengan secara sangat sederhana bentuk ideal dari tekanan dan kecepatan aliran pada ujung pipa pemasukan dan kedudukan katup limbah selama satu siklus kerja hidram.

diagram satu siklus kerja hidram

Periode 1.Akhir siklus yang sebelumnya, kecepatan air melalui ram mulai bertambah, air melalui katup limbah yang sedang terbuka, timbul tekanan negative yang kecil dalam hidraulik ram.

Periode 2.Aliran bertambah sampai maksimum melalui katup limbah yang terbuka dan tekanan dalam pipa pemasukan juga bertambah secara bertahap.

Periode 3.Katup limbah mulai menutup dengan demikian menyebabkan naiknya tekanan dalam hidraulik ram. Kecepatan aliran dalam pipa pemasukan telah mencapai maksimum.

Periode 4.Katup limbah tertutup, menyebabkan terjadinya palu air (water hammer) yang mendorong air melalui katup pengantar. Kecepatan aliran pipa pemasukan berkurang dengan cepat.

Periode 5.Denyut tekanan terpukul ke dalam pipa pemasukan, menyebabkan timbulnya hisapan kecil dalam hidraulik ram. Katup limbah terbuka karena hisapan tersebut dan juga karena beratnya sendiri. Air mulai mengalir lagi melalui katup limbah dan siklus hidraulik ram terulang lagi.

Aliran yang terjadi dari suatu tempat ke tempat yang lain pada suatu system pemipaan adalah akibat dari adanya perbedaan tinggi tekanan di kedua tempat yang bisa terjadi karena perbedaan elevasi atau karena digunakan pompa.

Gambar berikut mengilustrasikan bahwa dengan mengabaikan kehilangan tenaga skunder kecil, maka sepanjang pipa garis tekanan berimpit dengan garis tekanan. Pada bagian curat garis tenaga dan tekanan memisah, garis tenaga menurun sedikit sedangkan garis tekanan turun dengan tajam menuju ujung curat hilir di mana tekanan adalah atmosfir.

pengaliran pipa dengan kolam dan curat

Tinggi tekanan efektif yang terjadi pada ujung curat adalah :

H =H s - hf................................(1)

Akibat tinggi tekan, H pada curat menimbulkan daya (power) sebesar :

P =γ.Q.H = ρ.g.Q.H..............................(2)

dengan Hs adalah tinggi jatuh air dari kolam, dalam meter ; H, tinggi tekanan pada ujung curat dalam meter ; hf, tinggi kehilangan pada pipa ; γ , berat jenis air ; ρ , rapat masa air dalam t/m3 ; g, percepatan gravitasi dalam m/dt2; dan Q adalah debit air yang keluar dari curat dalam m3/detik.

Apabila pada ujung curat diberikan pompa hidram maka, daya (power) yang diberikan pompa hidraam adalah :

Ps= η. γ .Qs.H...............................(3)

dengan P adalah daya pompa dan η efisiensi pompa ram, Qs : adalah debit yang masuk ke dalam pompa

Dengan menggunakan persamaan Hukum kekekalan energi yaitu energi daya atau daya yang masuk ke pompa (dari curat) adalah sama dengan energi daya yang dikeluarkan pompa hidram. Pernyataan tersebut secara matematis ditukis dengan :

P s = PD

η.γ. Qs.H = γ.qd.Hd..................................(4)

Dengan PD = γ.qD.h D adalahdaya yang diberikan pompa untuk menaikkan air ke atas, jumlah debit air pada pipa pengantar dalam m3/detik ; hD, tinggi air pengantar dalam meter ; Qs dan Hsmasing-masing adalah jumlah debit pemasukan dan tinggi kolam pemasukan terhadap katup pompa hidram.

 Demikianlah penjelasan tentang cara kerja pompa hidram semoga bermanfaat.