laporan acara 6

ACARA 6
MOTOR LISTRIK DAN POMPA
Diajukan untuk menyelesaikan tugas Matakuliah Energi dan Elektrifikasi
Pertanian (ENFITA)
LAPORAN
Oleh:
Angga Suprayogi
NIM 121710201034
Kelompok 2
TEP-B
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERSITAS JEMBER
2014
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia keteknikan sering kita dengar motor listrik, yaitu sesuatu yang
menimbulkan gerak karena pengaruh listrik, akan tetapi orang awam kesulitan
dalam membedakan yang namanya motor listrik dengan dynamo atau generator.
Motor sendiri adalah sebuah komponen yang terdiri dari kumparan dan magnet,
semakin besar magnet nya maka akan semakin cepat pula kumparan tersebut
berputar. Jadi motor listrik adalah alat yang digunakan untuk mengubah energi
listrik menjadi energi mekanik hal ini berbeda dengan generator atau dynamo
yang memiliki fungsi untuk mengubah energy mekanik menjadi energy listrik.
Pompa merupakan pesawat angkut yang bertujuan antara lain memindahkan
fluida. Pompa adalah mesin fluida yang digunakan untuk memindahkan fluida
dari suatu tempat ke tempat yang lain dengan cara memberikan energi, dalam
bentuk mekanik kepada fluida tersebut. Ditinjau dari penggunaannya maka pompa
harus mampu mengalirkan fluida dari tekanan statis rendah ke tekanan statis
tinggi. Fluida hanya mengalir bila terdapat perbedaan tekanan tertentu.
Pompa air banyak dipergunakan di rumah tangga untuk memenuhi kebutuhan
mengalirkan air. Pada umumnya pompa dipakai untuk mengalirkan air dari sumur
langsung ke keran, atau dari sumur menuju penampungan air, kemudian dari
penampungan air mengalir secara gravitasi menuju keran. Untuk mengatur operasi
pompa secara efisien dalam mengalirkan air, perlu adanya perhitungan agar
energy yang masuk dan keluar pada pompa dapat bekerja secara efisien.
1.2 Tujuan
Tujuan diadakannya praktikum motor listrik dan pompa ini adalah sebagai
berikut:
1. Agar mahasiswa dapat menjelaskan bagian-bagian motor listrik
2. Agar mahasiswa menyebutkan bentuk sudu pompa air yang digerakkan
listrik.
1.3 Manfaat
Manfaat yang dapat diperoleh dari praktikum motor listrik dan pompa ini
adalah sebagai berikut:
1. Dapat mengetahui
tentang bagian-bagian motor listrik dan
mengoprasikannya
2. Dapat mengetahui berbagai macam bentuk sudu pompa air yang
digerakkan oleh listrik.
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Pompa Air
Pompa merupakan alat yang lazim digunakan untuk mengalirkan fluida
dari satu unit operasi ke unit operasi lainnya. Pompa digunakan secara luas
diberbagai bidang kegiatan: industry, pertanian, rumah tangga dan berbagai
macam bidang kegiatan lainnya. Industri-industri banyak menggunakan pompa
sebagai salah satu peralatan bantu yang penting untuk proses produksi. Sebagai
contoh pada pembangkit listrik tenaga uap, pompa digunakan untuk menyuplai air
umpan ke boiler atau membantu sirkulasi air yang akan diuapkan di boiler.
Pompa merupakan pesawat angkut yang bertujuan untuk memindahkan zat
cair melalui saluran tertutup. Atas dasar kenyataan tersebut maka pompa harus
mampu
membangkitkan
tekanan
fluida
sehingga
dapat
mengalir
atau
berpindah.Fluida yang dipindahkan adalah fluida inkompresibel atau fluida yang
tidak dapat dimampatkan. Dalam kondisi tertentu pompa dapat digunakan untuk
memindahkan zat padat yang berbentuk bubukan atau tepung.
2.2 Cara Kerja Pompa
Pada pompa terdapat sudu-sudu impeler yang berfungsi sebagai tempat
terjadi proses konversi energi dari energy mekanik putaran mejadi energi fluida
head. Impeler dipasang pada poros pompa yang berhubungan dengan motor
pengerak, biasanya motor listrik atau motor bakar Poros pompa akan berputar
apabila penggeraknya berputar. Karena poros pompa berputar impeler dengan
sudu-sudu impeler berputar, zat cair yang ada di dalamnya akan ikut berputar
sehingga tekanan dan kecepatanya naik dan terlempar dari tengah pompa ke
saluran yang berbentuk volut atau spiral kemudian ke luar melalui nosel .
Jadi fungsi impeler pompa adalah mengubah energi mekanik yaitu putaran
impeler menjadi energi fluida (zat cair). Dengan kata lain, zat cair yang masuk
pompa akan mengalami pertambahan energi. Pertambahan energi pada zat cair
mengakibatkan pertambahan head tekan, head kecepatan dan head potensial.
Jumlah dari ketiga bentuk head tersebut dinamakan head total. Head total pompa
juga dapat didefinisikan sebagai selisih head total (energi persatuan berat) pada
sisi hisap pompa dengan sisi ke luar pompa.
2.3
Motor Listrik
Motor listrik adalah sebuah alat yang mengubah energi listrik menjadi
energi mekanik dengan komponen dari kumparan dan magnet. Suatu motor listrik
yang mengubah energi listrik menjadi magnet disebut elekto magnit. Dalam
penggunaanya, motor listrik mempunyai 2 komponen pendukung yaitu rotor dan
stator.
Motor listrik akan bekerja apabila terdapat arus listrik dalam medan
magnet yang memeberikan sebuah gaya. Kemudian kawat yang membawa arus
tersebut akan dibengkokkan sehingga membentuk sebuah loop. Pada kedua sisi
loop tersebut (sudut kanan medan magnet) akan mendapatkan gaya pada arah
yang berlawanan. Pasangan dari gaya-gaya yang berlawanan tersebut akan
menghasilkan tenaga untuk memutarkan kumparan. Kumparan-kumparan tersebut
yang nantinya akan mengubah energi listrik menjadi mekanik. Beberapa alat yang
menggunakan prinsip dari motor listrik adalah kipas angin dan pompa air.
Perubahan pada motor listrik ini dilakukan dengan mengubah tenaga
listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit. Sebagaimana kita
ketahui bahwa, kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan
kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan
jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar,
dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap. Motor listrik ini sering
digunakan dalam kehidupan sehari-hari khusunya dalam rumah tangga seperti
seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu.
Pada umumnya motor listrik ada dua macam komponen pendukung utama
yang dapat menjalankan motor listrik sebagai fungsinya diantaranya :
a. Rotor, motor induksi menggunakan 2 jenis rotor:
1. Rotor sangkar tupai, terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan
dalam petak-petak slot paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan
pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
2. Rotor belitan, yang memiliki gulungan 3 fasa, lapisan ganda dan
terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fasa digulungi
kawat pada bagian dalamnya dan ujung lainnya dihubungkan ke cincin kecil
yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.
b. Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dan slots untuk membawa
gulungan tiga fasa. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu.
Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat.
Gambar. Bagian-bagian Motor Listrik
BAB 3. METODOLOGI
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum Motor listrik dan pompa ini dilaksanakan pada:
Hari
: Jum’at
Tanggal
: 18 April 2014
Pukul
: 07.30 WIB – selesai
Tempat
: Laboratorium Instrumentasi Fakultas Teknologi Pertanian
Universitas Jember.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Alat-alat yang digunakan pada praktikum motor listrik dan pompa ini
antara lain:
1. Satu set pompa air listrik yang diperuntukkan bongkar pasang
2. Satu unit pompa air listrik praktikum yang bekerja normal
3. Alat pengukur arus listrik
4. Gelas/panic pengukur volume air 5 liter
5. Stop watch
3.2.2 Bahan
Bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah air
3.2 Cara Kerja
Praktikum acara infiltrasi air ke dalam tanah dilakukan dengan langkah
kerja sebagai berikut:
Mulai
Membongkar pompa
listrik dan menggambar
sket
Menyediakan sumber air dan
memasang peralatan pipa
Mengukur besarnya arus
listrik selama proses
pemompaan
Mengukur debit air dalam
proses pemompaan
Selesai
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengamatan
Tabel 1. Data dengan kran terbuka penuh
Pengukuran ke-
Arus
Listrik
Tegangan
Volume
Air
Waktu
Penunjukan
Manometer
Tekanan
1
0,88 A
163 V
4,83 L
10 s
0
0
2
0,87 A
213 V
9,75 L
20 s
0
0
3
0,88 A
210 V
15,07 L
30 s
0
0
Tabel 2. Data dengan kran tertutup sebagian
Pengukuran ke-
Arus
Listrik
Tegangan
Volume
Air
Waktu
Penunjukan
Manometer
Tekanan
1
0,79 A
163 v
4L
10 s
22 cm
0,025 Mpa
2
0,89 A
215 V
7,9 L
20s
26 cm
0,030 Mpa
3
0,90 A
215 V
8,9 L
30 s
49,5 cm
0,1 Mpa
4.2 Pembahasan
4.2.1 Bagaimana Mekanisme Kerja dari Pompa Manual
Cara kerja pompa air yaitu pompa mempunyai sebuah impeller (balingbaling) untuk mengangkat air dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih
tinggi. Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutarkan impeller
di dalam air . Maka air yang ada didalam impeller oleh dorongan sudu-sudu dapat
berputar. Karena itu timbullah gaya sentrifugal maka air mengalir dari tengah
impeller ke luar melalui saluran diantara sudu-sudu. Disini head tekanan zat cair
menjadi lebih tinggi. Air yang keluar melalui impellee dan saluran keluar pompa.
4.2.2 Gambar Sudu-sudu Pompa
1. Casing merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai
pelindung elemen di dalamnya.
2. Packing digunakan untuk mencegah dan mengurangi kebocoran cairan
dari casing pompa yang berhubungan dengan Poros, biasanya terbuat dari
Asbes atau Teflon.
3.
Shaft berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama
beroperasi dan tempat tumpuan impeller dan bagian-bagian lain yang
berputar.
4. Vane adalah sudu impeller yang berfungsi sebagai tempat berlalunya
cairan pada impeller.
5. Discharge nozzle adalah bagian dari pompa yang berfungsi sebagai tempat
keluarnya fluida hasil pemompaan.
6. 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.
7. Bearing berfungsi untuk menumpu atau menahan beban dari Poros agar
dapat berputar. bearing juga berfungsi untuk memperlancar putaran poros
dan menahan poros agar tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek
dapat diperkecil.
8. Eye of impeller adalah bagian masuk pada arah hisap impeller.
4.2.3 Jelaskan Bagaimana Mekanismenya Sehingga Air Bisa dipompa (dihisap
dan dihantarkan)
Penghisapan terjadi dengan membuat tekanan pada suatu lokasi yang
lebih rendah daripada tekatanan atmosfer. Prinsip ini sama halnya dengan
prinsip pada sedotan miuman. Kaitannya dengan pompa air adalah karena
pada pompa air memiliki pipa dan pipa tersebut harus dikondisikan agar
vakum udara sehingga air dapat mengalir ketika dihisap oleh pompa.
Dalam praktikum yang menggunakan pompa listrik yang
memanfaat kan energi listrik sebagai sumber tenaganya. Pompa listrik
mempunyai
mempunyai
sebuah
impeller
(baling-baling)
untuk
mengangkat zat cairdari tepat yang lebih rendah ke tempat yang lebih
tinggi. Daya dari luar diberikan kepada poros pompa untuk memutarkan
impeller didalam zat cair. Maka zat cair yang ada didalam impeller, oleh
dorongan sudu-sudu dapat berputar. Karena timbul gaya sentrifugal maka
zat cair mengalir dari tengah impeller ke luar melalui saluran diantara
sudu-sudu. Disini head tekanan zat cair menjadi lebih tinggi. Demikian
pula head kecepatannya menjadi lebih tinggi karena mengalami
percepatan. Kemudian air akan di tampung atau di proses oleh manometer
selanjutnya air akan mengalir pada saluran pembuangan.
4.2.4 Apa yang disebut Rotor Motor
Rotor adalah bagian dari motor listrik atau generator listrik yang
berputar pada sumbu rotor. Perputaran rotor di sebabkan karena adanya
medan magnet dan lilitan kawat email pada rotor. Sedangkan torsi dari
perputaran rotor di tentukan oleh banyaknya lilitan kawat dan juga
diameternya.
4.2.5 Apa yang disebut Stator Motor
Stator motor adalah bagian diam dari motor listrik yang mengeluarkan
tegangan bolak-balik. Rangka stator terbuat dari besi tuang dan merupakan
rumah dari semua bagian-bagian rotor. Rangka stator ini berbentuk
lingkaran dimana sambungan-sambungan pada rusuknya akan menjamin
rotor terhadap getaran-getaran. Inti stator terbuat dari bahan ferromagnetic
atau besi lunak disusun berlapis-lapis disusun berlapis-lapis tempat
terbnentuknya fluks magnet. Sedangkan belitan stator terbuat dari tembaga
disusun dalam alur-alur, belitan stator berfungsi tempat terbentuknya gaya
gerak listrik.
4.2.6 Apa yang disebut Seal, Terbuat dari Bahan Apa dan Gunanya ?
Seal pompa berfungsi mencegah terjadinya kebocoran air melalui
poros pompa pada saat pompa hidup atau mati,seal terbuat dari carbon.
Kebocoran yang berlebihan dapat mengakibatkan kerusakan pada bagianbagian pompa dan juga dapat mengganggu kerja pompa. Kebocoran dapat
berupa keluarnya minyak pelumas dari pompa.
4.2.7 Berapa Putaran Motor yang Berakibat Berputarnya Sudu. Jika putaran hanya
10 rpm, dapatkah pompa tersebut berfungsi ?
Pada putaran pompa yang umum digunakan rpmnya sebesar 100-1000
rpm. Karena rmp sangat berpengaruh terhadap kinerja pompa. Sedangkan
yang ditanyakan 10 rpm maka kinerja pompa akan terhambat bahkan
mungkin tidak bisa bekerja secara normal. Karena semakin besar rpm
maka semakin besar proses kinerja dari suatu pompa.
4.2.8 Tuliskan hasil rerata pengamatan tabel 1 dalam nilai debit dan daya listrik
yang diambil dari PLN pada tabel 3 di bawah ini. Dengan asumsi “power
faktor” sebesar 1, maka daya listrik yang digunakan adalah sebesar P = I .
V watts.
Tabel 3. Data tentang daya dan ketinggian air yang dihantarkan saat kran terbuka
penuh
Pengukuran
ke
Daya
listrik
(watt)
1-3
Debit
Penunjukan
(m3/sec)
manometer
0.0049
0
171.08
Penunjukan manometer
setara dg ketinggian air
…..(m)
0
Dari tabel 3 dapat diketahui bahwa energi listrik yang masuk adalah sebesar:
3421,656. Nilai energi diperoleh dari rumus energi = V x I x t, dengan V
adalah tegangan listrik yang memiliki rata-rata nilai dari tiga percobaan
sebesar 195,3; sedangkan I adalah arus listrik yang mengalir dengan nilai
dari tiga percobaan sebesar 0,876; dan t adalah waktu yang digunakan
dengan rata-rata 20 detik.
Dari tabelitu juga dapat diketahui nilai “daya” yang dimiliki air yang
dipindahkan dari tempat rendah ke tempat yang lebih tinggi adalah sebesar
171,08 dari rumus P = I x V.
Efisiensi pompa adalah 100 %, persentase ini diperoleh karena tidak ada
hambatan yang menghalangi air menuju ke tempat saluran akhirnya. Rumus
yang digunakan η = W2 / W1 x 100 %, keterangan W1 adalah daya poros, W2
adalah daya air.
Tabel 4. Data tentang daya dan ketinggian air yang dihantarkan saat kran agak
tertutup
Pengukuran ke
1-3
Daya listrik
Debit
(watt)
(m3/sec)
199.28
0.0004
Penunjukan
Penunjukan
manometer
manometer setara dg
(cm)
ketinggian air …..(m)
40.33
0.4033
4.2.9 Mengapa Saat Kran Keluar/Pengantaran ditutup Daya Listrik yang diambil dari
PLN Semakin Besar Bila dibandingkan dengan Daya Pada Tabel 3?, Bukankah
Debit Keluaran Pompa Mengecil?
Karena pada saat aliran air dengan kran terbuka maka daya yang
dibutuhkan untuk mengambil air sangat kecil karena tidak ada halangan ketika
air mengalir sehingga nilai debinya besar. Sedangkan ketika kran tertutup
sebagian maka daya yang dibutuhkan lebih besar dikarenakan aliran air
terhambat oleh kran yang ditutup dan beditnya juga semakin kecil karena ada
halangan yaitu kran nya ditutup sebagian.
4.2.10 Gambarkan
bagaimana
konstruksi
valve
pompa
air
listrik
ini.
Pembongkarannya dilakukan saat menjalankan Pengamatan di sub
Praktikum 5.5.3 dan 5.5.4
Mekanisme kerja dari valve atau sering disebut katub ini yakni
dengan cara sistem buka-tutup terhadap aliran yang bekerja secara
otomatis, tanpa digerakkan manusia. ketika valve tersebut tidak ada atau
memang sengaj diambil maka air akan mengalir secara terus menerus
bahkan akan mengakibatkan kerusakan pada pompa.
Valve
On/Off
Air
Air
Gambar. Konstruksi Valve
4.2.11 Bagaimana Bila Pada Sistem Pompa Motor Listrik ini Valve Tersebut
diambil? Sistem Lalu Tidak Menggunakan Valve Ujung Pipa di Sumber
Air Apa Akibatnya, Kenapa Bisa Demikian?
Semua penghambat aliran disebut valve, tetapi dalam kehidupan
sehari-hari dibedakan antara valve (klep atau katup) dengan kran. Jadi
ketika valve tersebut diambil maka air akan mengalir secara terus menerus
bahkan akan mengakibatkan pompa rusak karena air yang mengalir tidak
bisa ditutup secara otomatis apabila kapasitas kebutuhan airnya sudah
terpenuhi. Karena valve adalah unit buka-tutup terhadap aliran yang
bekerja secara otomatis, tanpa digerakkan manusia.
BAB 5. PENUTUPAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas maka dapat di ambil kesimpulan yaitu:
1. Pompa
merupakan
pesawat
angkut
yang
bertujuan
antara
lain
memindahkan fluida. Pompa adalah mesin fluida yang digunakan untuk
memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain dengan cara
memberikan energi, dalam bentuk mekanik kepada fluida.
2. Motor listrik adalah sebuah alat yang mengubah energi listrik menjadi
energi mekanik dengan komponen dari kumparan dan magnet. Suatu
motor listrik yang mengubah energi listrik menjadi magnet disebut elekto
magnet.
3. Cara kerja pompa air yaitu pompa mempunyai sebuah impeller (balingbaling) untuk mengangkat air dari tempat yang lebih rendah ke tempat
yang lebih tinggi.
4. Untuk mencari daya listrik dapat dihitung mengunakan rumus sebagai
berikut P = I.V
5. Sedangkan untuk mencari energy listrik dapat dihitung menggunakan
rumus W= P x t
5.2 Saran
Dalam praktikum selanjutnya para asisten supaya memberikan bimbingan
yang lebih terhadap para praktikan terlebih dahulu supaya tidak menghambat
jalannya praktikum dan tidak ada kesalahan dalam proses pengumpulan data.
DAFTAR PUSTAKA
Dandy, Anugrah & Hendro. 2003. Teknik Praktis Motor Listrik. Semarang:
Penerbit Titik Terang.
Moejono, B., S. 1980. Catatan Perbaikan Motor Listrik. Jakarta: PRAKERIN
LAMPIRAN
Gambar. Motor Listrik (Alat Peraga)
Casing
Stator
Frame
Magnet
Bearing
Cooling fan
Rotor
Penghasil
Arus
Gambar. Motor Listrik Menggunakan Ms. Visio