Visualisasi Pola Aliran di Sekitar Katup Limbah Pompa Hidram pada Variasi Kemiringan Badan Katup Pengantar

Abstrak

Abstrak
Pompa hidram merupakan jenis pompa yang bekerja tanpa penggunaan energi tambahan—seperti bahan bakar dan energi listrik—melainkan hanya bekerja dengan memanfaatkan ketinggian jatuhan dari suatu sumber air serta fenomena water hammer. Hal tersebut tentu menjadikan peran aliran air serta komponen-komponen pada pompa hidram itu sendiri menjadi sangat krusial dalam pengoperasiannya, khususnya katup limbah dan katup pengantar pompa hidram.
Oleh karena itu, penelitian ini berfokus pada pengamatan pengaruh variasi kemiringan badan katup pengantar dengan variasi 15°, 30° dan 45° terhadap karakteristik aliran khususnya di sekitar katup limbah, serta pengaruhnya terhadap karakteristik pompa hidram. Kurangnya penelitian yang membahas secara spesifik mengenai karakteristik aliran di dalam pompa hidram menjadi dasar penelitian ini untuk menggunakan pompa hidram berbahan dasar akrilik berwarna transparan. Penelitian dilakukan menggunakan dua metode; metode pengujian eksperimen dengan menggunakan kamera dengan rasio bingkai tinggi (high frame rate camera) serta bantuan perangkat lunak Tracker, kemudian metode pengujian pemodelan simulasi menggunakan perangkat lunak Ansys Fluent dengan pengaturan boundary condition pada velocity inlet dan outlet.
Hasil penelitian secara eksperimen dan simulasi menunjukkan bahwa kemiringan badan katup pengantar berpengaruh terhadap karakteristik aliran di sekitar katup limbah serta berpengaruh pula pada karakteristik pompa, dimana katup pengantar dengan kemiringan badan sebesar 45° menghasilkan pemompaan yang paling besar di antara kedua variasi lainnya.
Kata kunci: Pompa hidram; visualisasi pola aliran; katup limbah; kemiringan badan katup pengantar.
Abstract
Hydraulic ram pump is a type of pump that operates without the need of external additional energy—such as fuel and electricity—but instead it utilises the head of a water source and the water hammer effect. This makes the hydraulic ram pump’s components itself crucial to its operation and overall performance. This study focuses on observing the flow characteristics inside the hydraulic ram pump, around the waste valve to be exact and the hydraulic ram’s characteristics itself using various angled delivery valve bodies of 15°, 30° and 45°.
Considering the lack of studies about the flow pattern inside a hydraulic ram pump, this study uses a transparent acrylic-based hydraulic ram pump to better observe the flow pattern and the flow velocity inside the hydraulic ram pump. This study uses two methods of which are; experimental study by capturing the water flow using a high frame rate camera with the help of a computer software called Tracker, and through simulation modeling using the help of Ansys Fluent using velocity inlet and outlet as the boundary condition.
This study shows results that angled delivery valve bodies affect not only the flow characteristics particularly around the waste valve but also the hydraulic ram pump’s characteristics itself, whereas the bigger the angle of the delivery valve body the bigger the delivery rate. This study shows that the best delivery rate was obtained through the 45° angled delivery valve body.
Key words: Hydraulic ram pump; flow pattern visualisation; waste valve; angled delivery valve bodies.