Pemilihan Pompa Irigasi

Pemilihan Pompa Irigasi - Pada pembahasan materi Agro, Irigasi dan Drainase kali ini mengenai pemilihan pompa irigasi dan juga tentang kriteria dan prosedur pemilihan pompa irigasi, menghitung kapasitas debit pompa berdasarkan kebutuhan tanaman dengan contoh soal dan jawaban, Kebutuhan Energi Pompa, Tenaga atau Daya (Power), Kurva Karakteristik Pompa, untuk lebih jelasnya dapat kalian simak dalam penjelasan singkat berikut ini!

Pemilihan Pompa Irigasi

Kriteria dan Prosedur Pemilihan Pompa untuk Irigasi

Faktor utama pemilihan pompa adalah: (1) keperluan air irigasi untuk tanaman, (2) debit sumber air (sungai, kolam, sumur), (3) ketersediaan dan biaya dari jenis pompa dan energi.

Pemilihan Pompa Irigasi

Penentuan Kapasitas Debit Pompa

Data ketersediaan debit aman dari sumur dan sumber air lainnya, serta debit air irigasi yang diperlukan tanaman harus diduga dengan perhitungan.

Kapasitas debit pompa berdasarkan kebutuhan tanaman

Debit pompa harus mampu memenuhi keperluan puncak tanaman. Debit pompa tergantung pada luas areal pada tanaman yang berbeda, keperluan puncak tanaman, perioda rotasi dan lama operasional pemompaan dalam satu hari. Hubungan tersebut dapat dihitung dengan persamaan:

dimana:
q: debit pompa (liter/detik);
A : luas areal tanaman (hektar);
y: kedalaman air irigasi (cm);
R: perioda rotasi (hari);
T: lama pemompaan per hari (jam/hari)

Contoh soal:
Seorang petani mempunyai lahan seluas 5 hektar yang akan ditanami berbagai jenis tanaman sebagai berikut:

Jenis Tanaman	Luas areal (hektar) A	Jumlah air irigasi (cm) y	Perioda Rotasi (hari) R	Jam Kerja Pemompaan (jam/hari) T
1. Padi	2	10	10	10
2. Jagung	2	7,5	15	10
3. Sayuran	1	7,5	10	10

Tentukanlah debit pompa yang diperlukan !

Jawaban:
Debit pompa irigasi yang diperlukan untuk keperluan penyiraman tanaman sesuai data di atas adalah:

Kebutuhan Energi Pompa

Energi

Dengan energi kita mampu bekerja. Dalam pemompaan energi diperlukan untuk mengangkat air dengan debit tertentu. Energi air dipasok oleh suatu pompa yang bergerak dengan tenaga manusia atau motor dengan menggunakan tenaga matahari, angin atau bahan bakar.

Energi biasanya diukur dalam satuan Watt-jam atau Watt-hour (Wh atau Wjam). Karena nilai 1 Wh ini sangat kecil maka satuan yang biasanya digunakan adalah kilowatt-jam (kWh) dimana 1 kWh = 1.000 Wh. Beberapa gambaran umum nilai energi yang digunakan untuk pekerjaan tertentu adalah:

• Seorang petani bekerja di sawah menggunakan energi sekitar 0,2 – 0,3 kWh setiap hari
• Kipas angin di atas meja menggunakan energi 0,3 kWh setiap jam
• AC menggunakan energi sekitar 1 kWh setiap jam

Perhatikan bahwa periode waktu selalu diberikan jika menerangkan jumlah energy yang diperlukan. Misalnya petani memerlukan energi 0,2 kWh setiap hari untuk bekerja, energi tersebut dipasok dari makanan yang dimakan setiap hari. Dalam irigasi jumlah energi yang diperlukan ditentukan dalam satuan waktu harian, bulanan atau musiman.

Aspek penting dalam energi adalah bahwa energi dapat diubah dari suatu bentuk energi ke bentuk lainnya. Manusia dan hewan mengkonversi makanan menjadi energi yang berguna untuk menggerakkan ototnya. Dalam suatu sistem pompa yang digerakkan oleh mesin diesel, energi diubah beberapa kali sebelum digunakan untuk memompa air. Energi kimia yang dikandung oleh bahan bakar diesel dibakar dalam mesin diesel menghasilkan energi mekanik. Energi ini masuk ke pompa melalui poros putar (drive shaft) dan akhirnya ke air.

Perhitungan energi yang diperlukan pompa

Jumlah energi yang diperlukan untuk memompa air tergantung pada volume air yang dipompa dan head yang diperlukan dihitung dengan rumus:

 

Contoh Soal
Air sebanyak 600 m3 dipompakan setiap hari ke suatu tangki air yang terletak 10 m di atas permukaan tanah. Hitunglah berapa jumlah energi yang diperlukan?

Perhitungan energi yang diperlukan pompa

Dengan menggunakan persamaan di atas maka energi air = (600 x 10)/365 = 16,4 kWh setiap hari.

Tenaga atau Daya (Power)

Istilah tenaga atau daya sering membingungkan dalam konteks istilah energi. Istilah ini berhubungan tetapi berbeda arti. Energi adalah kapasitas untuk mengerjakan suatu kerja, sedangkan tenaga adalah laju dimana energi tersebut digunakan. Tenaga atau daya adalah laju penggunaan energi yang biasanya diukur dengan satuan kilowatt (kW). Tenaga yang diperlukan untuk memompa air disebut tenaga air yang dirumuskan dengan persamaan:


Satuan lainnya yang biasa digunakan untuk tenaga adalah tenaga kuda (HP) dengan konversi 1 HP = 0,74 kW atau 1 kW = 1,35 HP.

Contoh Soal:
Pada contoh di atas telah dihitung bahwa energi diperlukan setiap hari untuk mengangkat 600 m3 air setinggi 10 m adalah 16,4 kWh. Berapa tenaga air yang diperlukan ?

Untuk menghitung tenaga air dari energi air diperlukan waktu yang diperlukan untuk pemompaan:

• Jika pemompaan kontinyu selama 24 jam per hari, maka Tenaga Air (kW) adalah 16,4/24 = 0,68 kW = 0,92 HP
• Jika pompa hanya bekerja 12 jam/hari, maka tenaga air = 16,4/12 = 1,37 kW = 1,85 HP
• Jika pemompaan hanya 6 jam/hari, maka tenaga air = 16,4/6 = 2,73 kW = 3,68 HP.

Catatan:

Energi yang diperlukan adalah sama untuk ketiga kasus tersebut. Akan tetapi tenaga tergantung pada laju penggunaan energi tersebut. Jumlah tenaga diperlukan lebih besar jika waktu penggunaan energi lebih pendek.

Cara lain menghitung tenaga dan energi adalah menggunakan debit air yang dipompa (dari volume air yang dipompa).

Tenaga Air (kW) = 9,81x Debit (m/det) x Head (m)

Selanjutnya energi air dapat dihitung dari Tenaga air dengan mengalikan dengan waktu operasional,

Energi Air = Tenaga Air (kW) x Waktu operasional ( jam)

Water Horse Power (WHP):

Water horse power (WHP) adalah tenaga kuda teoritis yang diperlukan untuk memompa air dengan debit dan tinggi head tertentu. Head dan debit yang dinyatakan dalam daya kuda (horse power).



atau

1 HP = 75 liter/detik.meter= 0,075 m3/detik meter = 0,74 KW.

Shaft Horse Power adalah tenaga yang diperlukan pada poros pompa.


Efisiensi adalah perbandingan antara tenaga output dengan tenaga input.


Brake Horse Power adalah aktual tenaga yang diperlukan oleh mesin untuk memompa:

• Apabila digunakan sambungan langsung maka BHP = SHP
• Apabila menggunakan sabuk (belt) atau penghubung lainnya maka:

Kurva Karakteristik Pompa

Kurva karakteristik pompa biasa disebut juga kurva performansi, menggambarkan hubungan antara kapasitas, head, tenaga dan efisiensi pompa. Pengetahuan kurva karakteristik pompa diperlukan untuk memilih pompa pada kondisi operasional tertentu yang memberikan nilai efisiensi tinggi dan biaya operasional yang rendah. Umumnya Head, input tenaga dan efisiensi disusun sebagai ordinat sedangkan kapasitas sebagai absis pada kecepatan pompa konstan. NPSH apabila ditunjukan juga dipasang pada ordinat. Sekitar 6-12 titik digunakan selama uji pompa (pump test). Kurva yang halus dihubungkan pada titik-titik tersebut.

Kurva head - kapasitas memperlihatkan berapa besarnya debit air akan dikeluarkan pada head tertentu. Debit bertambah dengan menurunnya head. Efisiensi yang dihasilkan naik dari nol pada debit nol sampai suatu titik maksimum dan selanjutnya menurun kembali. BHP pada pompa sentrifugal biasanya naik sampai pada suatu selang sebagaimana debit bertambah, mencapai suatu titik maksimum. Kurva ini berubah dengan kecepatan pompa. Maka kecepatan harus dipertimbangkan dalam pemilihan pompa untuk mendapatkan efisiensi maksi-mum. Masing-masing kurva juga berubah terhadap tipe pompa.

Tipikal Kurva Karakteristik Pompa Sentrifugal

Cara membaca kurva, misalnya diinginkan untuk mendapatkan head, HP dan efisiensi pada kapasitas. Dengan membaca kurva perpotongan antara head, BHP akan diperoleh efisiensi.

Sekian pembahasan materi Pemilihan Pompa Irigasi dan juga tentang kriteria dan prosedur pemilihan pompa irigasi, menghitung kapasitas debit pompa berdasarkan kebutuhan tanaman dengan contoh soal dan jawaban, Kebutuhan Energi Pompa, Tenaga atau Daya (Power), Kurva Karakteristik Pompa, semoga dapat membantu sobat dalam belajar!