2.1. Mesin Diesel Pengerak Pompa Air Pengertian Mesin diesel

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1.  Mesin Diesel Pengerak Pompa Air    

2.1.1.   Pengertian Mesin diesel

Motor bakar diesel biasa disebut juga dengan Mesin diesel (atau mesin pemicu kompresi) adalah motor bakar pembakaran dalam yang menggunakan panas kompresi untuk menciptakan penyalaan dan membakar bahan bakar yang telah diinjeksikan ke dalam ruang bakar. Mesin ini tidak menggunakan busi seperti mesin bensin atau mesin gas. Mesin ini ditemukan pada tahun 1892 oleh Rudolf Diesel, yang menerima paten pada 23 Februari 1893. Diesel menginginkan sebuah mesin untuk dapat digunakan dengan berbagai macam bahan bakar termasuk debu batu bara. Dia mempertunjukkannya pada Exposition Universelle (Pameran Dunia) tahun 1900 dengan menggunakan minyak kacang. Mesin ini kemudian diperbaiki dan disempurnakan oleh Charles F. Kettering.

Mesin diesel memiliki efisiensi termal terbaik dibandingkan dengan mesin pembakaran dalam maupun pembakaran luar lainnya, karena memiliki rasio kompresi yang sangat tinggi. Mesin diesel kecepatan-rendah (seperti pada mesin kapal) dapat memiliki efisiensi termal lebih dari 50%.

Mesin diesel dikembangkan dalam versi dua-tak dan empat-tak. Mesin ini awalnya digunakan sebagai pengganti mesin uap. Sejak tahun 1910-an, mesin ini mulai digunakan untuk kapal dan kapal selam, kemudian diikuti lokomotif, truk, pembangkit listrik, dan peralatan berat lainnya. Pada tahun 1930-an, mesin diesel mulai digunakan untuk mobil. Sejak saat itu, penggunaan mesin diesel terus meningkat dan menurut British Society of Motor Manufacturing and Traders, 50% dari mobil baru yang terjual di Uni Eropa adalah mobil bermesin diesel, bahkan di Perancis mencapai 70%.

mesin diesel adalah jenis mesin termal yang menggunakan proses pembakaran internal (internal combustion engine) untuk mengubah energi yang tersimpan dalam ikatan kimia dari bahan bakar menjadi energi mekanik berdaya guna.

Ini terjadi dalam dua langkah :

bahan bakar akan bereaksi secara kimia atau pembakaran dan melepaskan energi dalam bentuk panas. Kedua panas menyebabkan gas yang terperangkap dalam silinder memuai dan pemuaian gas dibatasi oleh silinder menyebabkan piston bergerak memperluas ruang silinder.

Gerakan bolak-balik (reciprocating) piston ini kemudian diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft, kruk as). Untuk mengkonversi energi kimia bahan bakar menjadi energi mekanik berdaya guna semua pembakaran internal mesin harus melalui empat kegiatan: isap, kompresi, usaha dan buang. Bagaimana peristiwa tersebut dihitung dan bagaimana mereka terjadi membedakan berbagai jenis mesin.

Semua mesin diesel masuk ke dalam salah satu dari dua kategori, mesin siklus dua langkah atau 2 tak atau mesin siklus empat langka atau 4 tak. Siklus mengacu pada setiap operasi atau rangkaian kejadian yang berulang. Dalam kasus mesin 4 tak, mesin memerlukan empat langkah piston (isap, kompresi, usaha dan buang) untuk menyelesaikan satu siklus penuh. Oleh karena itu, diperlukan dua putaran dari poros engkol atau 720° dari rotasi poros engkol (360° x 2) untuk menyelesaikan satu siklus. Dalam mesin 2 tak peristiwa isap, kompresi, usaha dan buang terjadi dalam satu putaran poros engkol atau 360°.

2.1.2. Prinsip Kerja Mesin diesel

Prinsip kerja motor diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi kimia di dapatkan melalui proses reakasi kimia (pembakaran) dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).Pada motor diesel ruang bakarnya bisa terdiri dari satu atau lebih tergantung pada penggunaannya dan dalam satu silinder dapat terdiri dari satu atau dua torak. Pada umumnya dalam satu silinder motor diesel hanya memiliki satu torak. Tekanan gas hasil pembakaran bahan bakan dan udara akan mendorong torak yang dihubungkan dengan poros engkol menggunakan batang torak, sehingga torak dapat bergerak bolak-balik (reciprocating). Gerak bolak-balik torak akan diubah menjadi gerak rotasi oleh poros engkol (crank shaft). Dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol juga diubah menjadi gerak bolak-balik torak pada langkah kompresi.

Berdasarkan cara menganalisa sistim kerjanya, motor diesel dibedakan menjadi dua, yaitu motor diesel yang menggunakan sistim airless injection (solid injection) yang dianalisa dengan siklus dual dan motor diesel yang menggunakan sistim air injection yang dianalisa dengan siklus diesel (sedangkan motor bensin dianalisa dengan siklus otto). Pada mesin Diesel, dibuat ”ruangan” sedemikian rupa sehigga pada ruang itu akan terjadi peningkata suhu hingga mencapai ”titik nyala” yang sanggup ”membakar” minyak bahan bakar. Pemampatan yang biasanya digunakan hingga mencapai kondisi ”terbakar” itu biasanya 18 hingga 25 kali dari ruangan normal. Sementara suhunya bisa naik mencapai 500 oC .

 Cara kerjanya mudah, minyak solar yang sudah dicampur udara (seperti yang keluar dari semprotan obat nyamuk) disemprotkan ke dalam ruangan yang telah ”mampat” dan bersuhu tinggi, sehingga dapat langsung membuat ”kabut solar” tadi meledak dan mendorong ”piston” yang kemudian akan menggerakkan poros-poros roda, singkatnya menjadi TENAGA. Kejadian ini berulang-ulang dan tenaga yang muncul pun dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan mobil, generator listrik, dan sebagainya. Ketika udara dikompresi suhunya akan meningkat (seperti dinyatakan oleh Hukum Charles), mesin diesel menggunakan sifat ini untuk proses pembakaran. Udara disedot ke dalam ruang bakar mesin diesel dan dikompresi oleh piston yang merapat, jauh lebih tinggi dari rasio kompresi dari mesin bensin. Beberapa saat sebelum piston pada posisi Titik Mati Atas (TMA) atau BTDC (Before Top Dead Center), bahan bakar diesel disuntikkan ke ruang bakar dalam tekanan tinggi melalui nozzle supaya bercampur dengan udara panas yang bertekanan tinggi.

Hasil pencampuran ini menyala dan membakar dengan cepat. Penyemprotan bahan bakar ke ruang bakar mulai dilakukan saat piston mendekati (sangat dekat) TMA untuk menghindari detonasi. Penyemprotan bahan bakar yang langsung ke ruang bakar di atas piston dinamakan injeksi langsung (direct injection) sedangkan penyemprotan bahan bakar kedalam ruang khusus yang berhubungan langsung dengan ruang bakar utama dimana piston berada dinamakan injeksi tidak langsung (indirect injection).

Ledakan tertutup ini menyebabkan gas dalam ruang pembakaran mengembang dengan cepat, mendorong piston ke bawah dan menghasilkan tenaga linear. Batang penghubung (connecting rod) menyalurkan gerakan ini ke crankshaft dan oleh crankshaft tenaga linear tadi diubah menjadi tenaga putar. Tenaga putar pada ujung poros crankshaft dimanfaatkan untuk berbagai keperluan.

2.1.3. Mesin diesel  2 Tak Dan  4 Tak

a. Mesin diesel 2 tak

Orang mengetahui bahwasanya engine diesel itu proses kerjanya menggunakan proses 4 langkah.Tetapi dalam kenyataannya mesin diesel juga ada yang proses kerjanya menggunakan sistem 2 langkah.Pada mesin diesel 2 langkah ini bisanya dipergunakan blower yang khusus menyediakan udara bilas.Blower itu terdiri dari pasangan sayap yang saling bersinggungan rapat sesamanya dan dapat berputar dalam rumahnya.Salah satu dari sayap digerakkan oleh motor itu sendiri atau sumber dari luar.Udara yang terdapat diantara sayap –  sayap dibawa dan dipindahkan ke ruang penerima (Kotak Udara ) yang terdapat pada pinggang silinder.Blower itu berputar pada putaran beberapa kali lebih tinggi daripada putaran motor.Udara bilas itu berkumpul pada kotak udara yang terdapat pada pinggang silinder dimana terdapat saluran – saluran bilas.

Pemasukan udara bilas dilakukan melaui deretan lubang masuk yang terdapat pada sebagian besar dari pinggang silinder.Lubang – lubang tersebut dibuka dan ditutup oleh torak.Pada tutup silinder terdapat dua katup buang.Gas buang dikeluarkan melalui kedua katup tersebut dan muatan bilas masuk melalui lubang masuk yang ada pada pinggang silinder tadi. Katup itu terbuka pada saat yang sama dengan yang terjadi pada motor dua langkah dengan pembilasan engkol.

                         Gambar 1. Ruang Pembakaran Motor Diesel 2 Tak

Sumber: Data Sekunder

Prinsip kerja motor ini hampir sama dengan motor 2 langkah yang telah kita uraikan tadi.Tetapi katup buang mulai dibuka beberapa saat sebelum lubang masuk dibuka.Yaitu sebelum torak mencapai TMB. Saluran buang itu tetap terbuka selama lubang masuk terbuka.Penutupan katup buang terjadi setelah lubang masuk tertutup beberapa derajat engkol.Jadi pembuangan masih berlangsung beberapa saat setelah lubang masuk tertutup.Pembilasan dengan cara ini memberikan hasil yang lebih baik dari pada cara sebelumnya.
Dari uraian motor dua langkah dengan pembilasan ruang engkol maupun dengan pembilasan blower,kita dapat menyimpulkan bahwa motor dua langkah mempunyai ciri – ciri sebagai berikut:

Gambar 2. Proses Kompresi Pada Motor Diesel 2 Tak

Sumber: Data Sekunder

·      Untuk setiap dua kali langkah torak ada satu kali langkah usaha.

·      Pada dinding silinder terdapat lubang –lubang.

·      Pembilasan terjadi pada waktu torak berada disekitar TMB.

Kedudukan engkol pada sat lubang masuk dan lubang buang terbuka dan tertutup ditunjukkan pada gambar di bawah ini.Katup buang terbuka terlebih dahulu dari lubang buang,tetapi tertutup lebih terlambat. Untuk motor dengan pembilasan ruang engkol,lubang isap terbuka beberapa saat sebelum torak mencapai TMA.kemudian tertutup beberapa saat setelah torak turun ke TMB.

Pembilasan pada motor diesel dua langkah

- Pembilasan tukik

·      Mempergunakan cara pembukaan dan penutupan lubang yang simetris.

·   Tekanan efektif rata-rata biasanya ;lebih rendah dari yang menggunakan

  cara pembukaan dan penutupan lubang yang tidak simetris.

·      Daya persatuan berat motor lebih tinggi karena tidak dilengkapi alat  khusus untuk membuka dan menutup lubang.

- Pembilasan tukik balik

·      Lubang di atas lubang isap, pada sisi yang sama.

·      Biasanya digunakan pada motor dengan dimensi besar.

- Pembilasan ruang engkol

·      Udara dalam ruang engkol di tekan  torak ketika bergerak dari TMA menuju TMB

·      Ketika bagian atas torak melewati lu/bang bilas maka udara segar masuk ke dalam silinder dan mendorong keluar gas sisa pembakaran.

- Pembilasan dengan pompa sentrifugal

·      Pompa bilas sentrifugal di gerakkan okeh motor tersendiri.

·      Tekanan udara yang masuk kedalam silinder sebanding pangkat dua dari putaran pompa.

b. Mesin diesel 4 tak

Four stroke engine adalah sebuah mesin dimana untuk menghasilkan sebuah tenaga memerlukan empat proses langkah naik-turun piston, dua kali rotasi kruk as, dan satu putaran noken as (camshaft).

Empat proses tersebut terbagi dalam siklus :

-     Langkah hisap

            Bertujuan untuk memasukkan kabut udara – bahan bakar ke dalam silinder.  Sebagaimana tenaga mesin diproduksi tergantung dari jumlah bahan-bakar yang terbakar selama proses pembakaran.

Prosesnya adalah ;

• Piston bergerak dari Titik Mati Atas (TMA) menuju Titik Mati Bawah (TMB).
• Klep inlet terbuka, bahan bakar masuk ke silinder
• Kruk As berputar 180 derajat
• Noken As berputar 90 derajat
• Tekanan negatif piston menghisap kabut udara-bahan bakar masuk ke silinder

-     Langkah kompresi

Gambar 3. Langkah Kompresi Motor Diesel 4 tak

Sumber: Data Sekunder

Dimulai saat klep inlet menutup dan piston terdorong ke arah ruang bakar akibat momentum dari kruk as dan flywheel. Tujuan dari langkah kompresi adalah untuk meningkatkan temperatur sehingga campuran udara-bahan bakar dapat bersenyawa. Rasio kompresi ini juga nantinya berhubungan erat dengan

Prosesnya sebagai berikut :

• Piston bergerak kembali dari TMB ke TMA
• Klep In menutup, Klep Ex tetap tertutup
• Bahan Bakar termampatkan ke dalam kubah pembakaran (combustion chamber)
• Sekitar 15 derajat sebelum TMA , busi mulai menyalakan bunga api dan memulai proses pembakaran
• Kruk as mencapai satu rotasi penuh (360 derajat)
• Noken as mencapai 180 derajat

-  Langkah tenaga

Gambar 4. Langkah Tenaga Motor Diesel 4 tak

Sumber: Data Sekunder

Dimulai ketika campuran udara/bahan-bakar dinyalakan oleh busi. Dengan cepat campuran yang terbakar ini merambat dan terjadilah ledakan yang tertahan oleh dinding kepala silinder sehingga menimbulkan tendangan balik bertekanan tinggi yang mendorong piston turun ke silinder bore. Gerakan linier dari piston ini dirubah menjadi gerak rotasi oleh kruk as. Enersi rotasi diteruskan sebagai momentum menuju flywheel yang bukan hanya menghasilkan tenaga, counter balance weight pada kruk as membantu piston melakukan siklus berikutnya.

Prosesnya sebagai berikut :

• Ledakan tercipta secara sempurna di ruang bakar
• Piston terlempar dari TMA menuju TMB
• Klep inlet menutup penuh, sedangkan menjelang akhir langkah usaha klep buang mulai sedikit terbuka.
• Terjadi transformasi energi gerak bolak-balik piston menjadi energi rotasi kruk as
• Putaran Kruk As mencapai 540 derajat
• Putaran Noken As 270 derajat

-      Langkah buang

Gambar 5. Langkah Buang Motor Diesel 4 tak

Sumber: Data Sekunder

Langkah buang menjadi sangat penting untuk menghasilkan operasi kinerja mesin yang lembut dan efisien. Piston bergerak mendorong gas sisa pembakaran keluar dari silinder menuju pipa knalpot. Proses ini harus dilakukan dengan total, dikarenakan sedikit saja terdapat gas sisa pembakaran yang tercampur bersama pemasukkan gas baru akan mereduksi potensial tenaga yang dihasilkan.

Prosesnya adalah :

• Counter balance weight pada kruk as memberikan gaya normal untuk menggerakkan piston dari TMB ke TMA
• Klep Ex terbuka Sempurna, Klep Inlet menutup penuh
• Gas sisa hasil pembakaran didesak keluar oleh piston melalui port exhaust menuju knalpot
• Kruk as melakukan 2 rotasi penuh (720 derajat)
• Noken as menyelesaikan 1 rotasi penuh (360 derajat)

Finishing, penting, overlaping

Overlap adalah sebuah kondisi dimana kedua klep intake dan out berada dalam possisi sedikit terbuka pada akhir langkah buang hingga awal langkah hisap.

Berfungsi untuk efisiensi kinerja dalam mesin pembakaran dalam. Adanya hambatan dari kinerja mekanis klep dan inersia udara di dalam manifold, maka sangat diperlukan untuk mulai membuka klep masuk sebelum piston mencapai TMA di akhir langkah buang untuk mempersiapkan langkah hisap. Dengan tujuan untuk menyisihkan semua gas sisa pembakaran, klep buang tetap terbuka hingga setelah TMA. Derajat overlaping sangat tergantung dari desain mesin dan seberapa cepat mesin ini ingin bekerja.

manfaat dari proses overlaping :

• Sebagai pembilasan ruang bakar, piston, silinder dari sisa-sisa pembakaran
• Pendinginan suhu di ruang bakar
• Membantu exhasut scavanging (pelepasan gas buang)
• memaksimalkan proses pemasukkan bahan-bakar

2.2.  Pompa Air Pada Budidaya

2.2.1.  Pengertian Pompa Air

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). 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.

Pompa juga dapat digunakan pada proses-proses yang membutuhkan tekanan hidraulik yang besar. Hal ini bisa dijumpai antara lain pada peralatan-peralatan berat. Dalam operasi, mesin-mesin peralatan berat membutuhkan tekanan discharge yang besar dan tekanan isap yang rendah. Akibat tekanan yang rendah pada sisi isap pompa maka fluida akan naik dari kedalaman tertentu, sedangkan akibat tekanan yang tinggi pada sisi discharge akan memaksa fluida untuk naik sampai pada ketinggian yang diinginkan.

Dalam aplikasi kehidupan sehari-hari banyak sekali aplikasi yang berkaitan dengan pompa. Contoh pompa yang di temui dalam kehidupan sehari-hari antara lain pompa air, pompa diesel, pompa hydram, pompa bahan bakar dan lain-lain. Dari sekian banyak pompa yang ada tentunya mempunyai prinsip kerja dan kegunaan yang berbeda-beda, walaupun pada akhirnya pompa adalah alat yang di gunakan untuk memberikan tekanan yang tinggi pada fluida.

            Berikut penjelasan macam – macam pompa air:

a. Pompa Submersible.

Pompa Submersible (pompa benam) disebut juga dengan electric submersible pump (ESP ) adalah pompa yang dioperasikan di dalam air dan akan mengalami kerusakan jika dioperasikan dalam keadaan tidak terdapat air terus-menerus. Jenis pompa ini mempunyai tinggi minimal air yang dapat dipompa dan harus dipenuhi ketika bekerja agar life time pompa tersebut lama. Pompa jenis ini bertipe pompa sentrifugal. Pompa sentrifugal sendiri prinsip kerjanya mengubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing.

Gambar 6. Komponen Pompa Submersible

Sumber: Data Sekunder

Prinsip kerja pompa jenis ini berbeda dengan jenis Jet Pump. Jika pompa yang saya sebut erakhir bekerja dengan cara menyedot air, jenis pompa submersible bekrja dengan mendorong air ke permukaan. 

Berikut kelebihan dari jenis pompa submersible :

·      Biaya perwatan yang rendah

·      Tidak bising, karena berada dalam sumur

·      Pompa memiliki pendingin alami, karena posisinya terendam dalam air

·      System pompa tidak menggunakan shaft penggerak yang panjang.

b. Pompa Aksial

Pompa aksial adalah salah satu alat yang berfungsi untuk mengalirkan fluida dari potensial rendah ke potensial yang lebih tinggi dengan menggunakan gerak putaran dari blades dan mempunyai arah aliran yang sejajar dengan sumbu porosnya.

            Persamaan-persamaan dasar teoritis dalam menganalisa karakteristik pompa aksial adalah:

§  Persamaan kontinuitas

§  Persamaan energi

§  Persamaan momentum

§  Persamaan sirkulasi

§   Persamaan teori Kutta-Zhukowsky

            Pompa aksial ini dapat juga digolongkan sebagai salah satu dari kinetik pump, karena perpindahan fluida di sini tidak disebabkan oleh perpindahan dari alat-alat yang digerakkan oleh tenaga kinetis yang berasal dari tenaga penggerak tersebut. Pada umumnya pompa aksial mempunyai dua bagian yang penting yaitu:

·      Casing          : yang meliputi rumah dan bantalan poros utama.

·      Blades          : yang terdiri dari runner blades (yang berputar) dan diffuse

                            blades (blades yang diam).

·      Runner      : berfungsi menaikkan energi potensial fluida, karena dari  sinilah terjadi perpindahan energi, dari energi mekanik  menjadi energi fluida, dengan cara memberikan energi di kinetiknya kepada fluida.

·      Diffuser blades (Guide Vane)  : berfungsi merubah energi kinetik menjadi energi potensial fluida, dengan cara memberikan aliran fluida yang helical menjadi aliran yang lurus (straight flow) sepanjang sumbu pompa.

Cara Kerja Pompa Aksial

Karena adanya perputaran dari blade yang mempunyai kedudukan sudut tertentu sehingga tekanan dari sisi hisap blades pada daerah suction menjadi lebih rendah, akibatnya fluida mengalir ke sisi hisap, blades tersebut yang selanjutnya masuk ke sisi tekan blades, pada daerah discharge yang bertekanan lebih tinggi, dan dari sini fluida bergerak atau mengalir ke tempat yang bertekanan lebih rendah.

Gambar 7. Contoh Pompa Aksial

Sumber: Data Sekunder

Pada pompa aksial ini fluida mengalir pada suatu pipa yang sama sehingga dapat diasumsikan bahwa kecepatan aksial sebelum dan sesudah runner blades adalah sama. Dengan demikian semua teori pada pompa aksial selalu berdasarkan pada asumsi tersebut.

c. Pompa sentrifugal

Pompa Sentrifugal atau centrifugal pumps adalah pompa yang mempunyai elemen utama yakni berupa motor penggerak dengan sudu impeller yang berbutar dengan kecepatan tinggi. Prinsip kerjanya yakni mengubah energi mekanis alat penggerak menjadi energi kinetis fluida (kecepatan) kemudian fluida di arahkan ke saluran buang dengan memakai tekanan (energi kinetis sebagian fluida diubah menjadi energi tekanan) dengan menggunakan impeller yang berputar di dalam casing. Casing tersebut dihubungkan dengan saluran hisap (suction) dan saluran tekan (discharge), untuk menjaga agar di dalam casing selalu terisi dengan cairan sehingga saluran hisap harus dilengkapi dengan katup kaki (foot valve).

2.2.2. Cara Kerja Pompa Sentrifugal

Pompa Centrifugal adalah suatu pompa yang memindahkan cairan dengan memanfaatkan gaya sentrifugal yang dihasilkan oleh putaran impeler. Pompa sentrifugal mengubah enegi kecepatan menjadi energi tekanan. Ada juga yang menyebutnya sebagai mesin kecepatan karena semakin cepat putaran pompanya maka akan semakin tinggi tekanan (head) dihasilkan.

 Prinsip kerja Pompa Sentrifugal

Gambar 8. Contoh Pompa Sentrifugal

Sumber: Data Sekunder

Ketika sebuah objek benda diputar dalam gerak melingkar, benda tersebut akan cenderung terlempar keluar dari pusat lingkaran. Satu cara untuk menambah energi kepada fluida cair adalah dengan memutar fluid atersebut dalam arah melingkar. Gaya yang mengakibatkan sebuah objek terlempar keluar dalamgerak melingkar disebut gaya sentrifugal.Bagian pompa yang memutar flluida cair disebut impeller. Fluida cair mengalir meleluiinlet pompa dan masuk kedalam titik pusat impeller. Selanjutnya impeller akan menggerakkan fluida tersebut dalam gerak melingkar, Fluida cair akan didorong dari titik pusat menuju bagian terluar dari bibir impeller. Semakin cepat impeller berputar, akan semakin cepat fluida cair  bergerak. Impeller disusun dari rangkaian vanes atau blade, yang berpungsi untuk mengarahkan aliran fluida).

Pompa sentrifugal bekerja berdasarkan prinsip gaya sentrifugal yaitu bahwa benda yang bergerak secara melengkung akan mengalami gaya yang arahnya keluar dari titik pusat lintasan yang melengkung tersebut. Besarnya gaya sentrifugal yang timbul tergantung dari masa benda, kecepatan gerak benda, dan jari-jari lengkung lintasannya.

Bagian bagian pompa sentrifugal:

Gambar 9. Bagian – bagian Pompa

Sumber: Data Sekunder

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.

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).

2.3. Pengoperasian Dan Perawatan Mesin diesel   

2.3.1. Pengoperasian Mesin Diesel Pengerak Pompa Air 

            Hal berikut merupakan langkah – langkah saat mengoperasikan mesin diesel antara lain:

a. Pemeriksaan

    Memeriksa bagian mesin.

Semua bagian mesin yang bergerak harus diperiksa untuk penyetelan, penyebarisan, dan mengetahui jika terjadi kebocoran mesin baik air pendingin atau oli sebagai pelumas. Ini mencakub katub, pompa bahan bakar, governor, alat pelumas, pompa minyak serta pemesinan utama yang digerakkan.

b. Setelah Mesin Hidup ( Pemanasan )

Setelah mesin dapat distart, menjalankan mesin pada putaran sedang tanpa beban selama kurang lebih 5 menit sampai setiap bagian mesin dan air atau minyak pelumas mencapai temperatur kerja yang normal. Hal-hal yang perlu

diperhatikan setelah mesin hidup, yaitu :

Bunyi dan getaran. Biasanya mesin berbunyi keras pada permulaan start, tetapi bunyi tersebut akan berangsur-angsur menjadi lunak setelah mesin menjadi panas.

Mengamati tekanan pelumasan dan kerja dari alat pelumas dan menghitung jumlah tetesan untuk operasi yang benar ( apakah ada kecocokan atau tidak ). Untuk setiap mesin diberitahukan berapa besar tekanan minyak pelumasnya yang normal. Pada umumnya berkisar antara 2 – 4% kg/cm2.

c. Menjalankan Mesin

Secara umum perhatian yang harus dilakukan diberikan oleh operator kepada mesin dalam operasi biasa adalah sepanjang urutan yang sama seperti selama periode pemanasan. Perbedaannya adalah bahwa pengamatan yang bersangkutan harus dilakukan secara berkala setiap 15 atau 20 menit. Dan paling sedikit setiap 30 menit, meskipun mesin dilengkapi dengan isyarat tanda bahaya otomatis dalam jumlah yang cukup dan kedua bahwa semua pengamatan dimasukkan ke dalam buku harian mesin.

d. Pelaksanaan Mematikan Mesin

Hindari mematikan mesin secara tiba-tiba. Lepaskan bebannya terlebih dahulu secara berangsur-angsur, kemudian biarkanlah mesin bekerja tanpa beban pada putaran rendah kira-kira 5 menit sehingga mesin menjadi agak dingin. Setelah itu mesin dimatikan.

Ada dua cara mematikan mesin yaitu yang pertama dengan menutup aliran bahan bakar dan yang kedua adalah dengan cara menekan atau menarik tuas dekompresi sehingga tidak terjadi proses kompresi.

Urutan mematikan mesin yaitu :

Menurunkan putaran atau kecepatan mesin. Menurunkan tegangan dan frekuensi mesin.

Mematikan mesin dengan cara memutar tuas dan tombol start keposisi Out Off, sehingga mesin akan mati dalam selang waktu 5 menit karena suhu mesin telah turun. Melepas kabel Accumulator.

2.3.2. Perawatan Mesin Diesel

Perawatan adalah suatu usaha untuk melakukan pemeliharaan dan perbaikan serta penggantian agar mesin selalu dalam kondisi baik dan siap pakai, serta memperpanjang umur ekonomis mesin tersebut, berhasil atau tidaknya suatu perawatannya. Jadi di dalam perawatan diperlukan pengalaman, ketekunan rasa tanggung jawab. Maka dalam operasi mesin diesel perlu dicek setiap saat untuk mengetahui kerusakan-kerusakan yang terjadi. Sehingga mesin dapat mengganggu proses produksi dan dapat menjaga kualitas produksi.

Secara umum perawatan yang digunakan pada mesin diesel dibagi menjadi dua, yaitu :

a. Preventive Maintenance

Yaitu kegiatan pemeliharaan yang dilakukan untuk mencegah timbulnya kerusakan yang terduga dan dapat menimbulkan kondisi atau keadaan yang menyebabkan mesin mengalami kerusakan pada waktu digunakan. Adapun faktor-foktor tersebut adalah :

Cara kerja yang baik. Peralatan mesin yang lengkap. Pemakaian minyak pelumas yang sesuai. Tersedia spare part yang lengkap. Administrasi yang teratur.
Pengetahuan teknis yang baik. Keenam faktor di atas mempunyai tujuan yang sangat erat satu sama lain guna mencapai preventive maintenance yang baik.
Keuntungan-keuntungannya sebagai berikut :

Mencegah kerusakan yang lebih besar. Umur mekanis yang lebih panjang. Kerusakan mesin yang cukup diketahui karena adanya pengontrolan.
Mesin jarang rusak. Menjaga kelangsungan jalannya proses dengan baik.
b. Break Down Maintenance

Yaitu kegiatan memelihara dan perawatan yang diperlukan setelah terjadinya kerusakan-kerusakan atau kelainan-kelainan pada mesin sehingga tidak dapat berfungsi dengan baik, kegiatan ini sering disebut dengan kegiatan

perbaikan atau reparasi.

2.4. Pengoperasian Dan Perawatan Pompa Air

2.4.1. Pengoperasian Pompa Air

Pompa yang baru selesai dipasang atau sudah lama dipakai, harus terlebih dahulu diperiksa sebelum dijalankan. Adapun prosedur pemeriksaannya adalah sebagai berikut :

a. Pembersihan tadah isap dan pipa isap.

Sebelum pompa dioperasikan harus dipastikan kondisi pipa isap atau tadah isap serta kondisi didalam pompa harus bersih dari segala benda asing. Jika selama pembangunan instalasi ada benda asing, kotoran atau sampah yang masuk kedalam pipa isap atau tadah isap, maka pompa akan mengalamai gangguan yang serius. Karena itu pompa harus diperiksa sebelum uji coba dan benda-benda yang dapat mengganggu atau merusak harus disingkirkan. Perhatian khusus perlu diberikan kepada pompa yang menggunakakan perapat mekanis. Dalam kasus tertentu, paking tekan harus dipakai lebih dahulu didalam kotak paking pompa dan kemudian setelah air didalam pompa benar-benar bersih, perapat mekanis dipasang.

b. Pemeriksaan dengan memutar poros

Perputaran poros yang halus saat diputar dengan tangan, merupakan indikasi keadaan normal. Jika sebaliknya, maka perlu untuk dilakukan pengecekan pada pompa. Untuk itu, poros harus dapat diputar dengan halus jika diputar dengan tangan.

c. Pemeriksaan pipa alat pembantu

Semua katup pada sistem pipa pembantu seperti pipa pendingin, pipa perapat untuk mekanis, dan pipa pengimbang harus terbuka penuh. Jumlah dan tekanan air pendingin dan air pelumas harus sesuai dengan persyaratan yang ditetapkan.

d.. Pemeriksaan katup sorong pada pipa isap

Katup sorong yang dipasang di tengah pipa isap (pada sistem isapan dengan dorongan) harus diperhatikan dalam keadaan terbuka penuh.

e. Memancing

Pompa harus dipancing dengan mengisi penuh pompa dan pipa isap dengan zat cair. Pompa ini membutuhkan sedikit pancingan pada saat pertama kali dioperasikan yaitu dengan cara sebagai berikut :

·      Tuangkan air pancingan setelah membuka penutup pada pompa (brass plug).

·      Tutup kembali penutupnya setelah itu bukalah satu keran.

·      Nyalakan pompa dan operasikan. Setelah itu akan keluar air beberapa menit kemudian.

·      Jika air tidak keluar kemungkinan air pancingannya kurang sehingga ulangi lagi pemancingannya.

f. Pemanasan/pendinginan awal

Untuk pompa bertemperatur tinggi (atau pompa bertemperatur rendah), zat cair dengan temperature tinggi (atau rendah) harus secara berangsur-angsur dimasukkan kedalm pompa untuk pemanasan (pendinginan) awal sebelum pompa dijalankan. Dalam hal ini temperature awal pompa tidak boleh berbeda lebih dari 25°C dengan temperature kerjanya setelah pompa beroperasi normal. Jika pemanasan (atau pendinginan) awal ini kurang, pompa dapat macet atau bergesek pada celah-celah sempit antara bagian yang diam dan yang berputar.

g. Pemeriksaan arah putaran

Pemeriksaan arah putaran dapat dilakukan langsung dengan menghidupkan motor sesaat dan lihat arah putarannya. Pengecekan juga dapat dilakukan dengan menggunakan alat ukur pada terminal RST. Pemeriksaan arah putaran biasanya dilakukan dengan terlebih dahulu melepas kopling atau sabuk yang menghubungkan pompa dan motor penggerak. Motor dihidupkan sendiri dan diperiksa putarannya. Namun, untuk pompa-pompa kecil pemeriksaan putaran dapat dilakukan dengan menghidupkan pompa selama satu detik tanpa melepas koplingnya.

Pada pompa benam, untuk pemeriksaan putaran dapat digunakan kabel sementara. Katup keluar dibuka sedikit dan pompa dijalankan untuk waktu singkat dalam salah satu arah putaran dan manometer yang dipasang pada belokan dibaca. Kemudian terminal motor diubah untuk memutar pompa dalam arah yang berlawanan. Manometer dibaca dan dan dibandingkan dengan penunjukkan pada arah putaran yang terdahulu. Tekanan yang lebih tinggi menunjukkan arah putaran yang benar.

2.4.2. Perawatan Pompa Air

            Berikut merupakan perawatan yang biasa digunakan untuk merawat atau memelihara pompa air:

a. Jika pompa dipasang pada sumber air yang mengandung pasir atau kotoran

lainnya, maka diperlukan saringan atau filter. Hal ini akan melindungi impeller dan pengikisan/aus yang pada akhirnya akan menurunkan kinerja pompa.

b. Hindari pengoperasian pompa tanpa beban (air) atau pada kondisi kering dalam waktu yang lama. Hal ini akan mengakibatkan kerusakan pada motor pompa dan akan memperpendek usia pemakaian pompa.

c. Hindari pengoperasian pompa dalam kondisi suhu ruangan diatas 40°C dan dibawah suhu -10°C. Karena hal ini akan mengakibatkan dan memperpendek usia pemakaian pompa.

d. Jangan menggunakan pompa untuk cairan selain air, kecuali pada industry. Cairan yang mudah terbakar, bensin atau cairan yang bersifat asam akan merusak pompa atau mengakibatkan kebakaran.

e. Hindari pemasangan pompa dari sinar matahari langsung atau air hujan karena akan memperpendek usia pemakaian pompa dan juga bahaya tersengat oleh cairan listrik yang disebabkanisolasi kabel yang rapuh/rusak.

f. Jangan membungkusi atau menyelimuti pompa terutama motornya dengan kain. Hal ini untuk menghindari kebakaran.

g. Toleransi tegangan sumber yang bisa diterima oleh motor pompa yaitu +10%  dari tegangan kerja motor.

2.5.   Analisa Biaya

            Biaya operasional mesin diesel penggerak pompa laut pada budidaya pembesaran udang vannamei milik PT. Tirta Karunia Jaya. Mesin diesel dioperasikan jika terjadi pasang air laut, mesin diesel dioperasikan  untuk melakukan penyedotan air laut yang nantinya akan ditandon ke tambak yang dibuat dengan bertujuan untuk wadah air. Berikut merupakan rumus analisa biaya pada mesin diesel penggerak pompa laut:

·         Rumus                  = Pk mesin / jam x pk mesin : berat jenis bahan

                bakar x jam x harga bahan bakar