ANALISIS VARIASI JUMLAH SUDU PADA KINCIR AIR ARUS BAWAH SEBAGAITENAGA IRIGASI SKALA LABORATORIU

Buku, Atus

Tangaran, Benyamin

Tiyow, Herby Calvin Pascal

English

Portal E-Journal System PNUP (Politeknik Negeri Ujung Pandang)

Prosiding Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2019 (pp.204-209) 978-602-60766-7-0Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,… 204ANALISIS VARIASI JUMLAH SUDU PADA KINCIR AIR ARUS BAWAH SEBAGAITENAGA IRIGASI SKALA LABORATORIUMAtus Buku1), Benyamin Tangaran1) , Herby Calvin Pascal Tiyow2)1) Program Studi Teknik Mesin Universitas Kristen Indonesia Paulus, Makassar2) Program Studi Teknik Sipil Universitas Kristen Indonesia Paulus, MakassarABSTRACTWaterwheel technology for lifting water from rivers has been known for a long time by the community. However, theuse of this technology is still not optimal because the lifting power of the water wheel is still small. This research isintended to study the variations in the number of blades. From the results of the study, it was found that the blades of thewindmill with the number of blades 12 pieces faster than the number of blades 8 pieces. Increase the number of blades tovariation with the number of blades 12 the higher the faster. When compared, with a total of 8 blades, the wheels turnslower. The maximum efficiency of water discharge (Q) carried at 8 blades is compared to 12 blades.Keywords: variations in the number of blades, undershot waterwheel, irrigation power1. PENDAHULUANTeknologi kincir air untuk pengangkatan air dari sungai sudah dikenal sejak lama oleh masyarakat. Namundemikian pemafaatan teknologi ini masih belum optimal antara lain, karena daya angkat kincir air yang msihkecil. Berdasarkan  hasil pengamatan tim penelitan dan pengembangan (Puslitbang) Sumber Daya Alam(SDM) di berbagai daerah,  tentang masalah kinerja kinjir air konvensional masih bisa ditingkatkan antara laindengan memperbaiki bahan, dimensi dan kontruksi, atau desain pengujian telah dilaksanakan dilaboratoriumpenelitian dan pengenbangan (Puslitbang) sumber daya alam (SDA) dengan maksud dan tujuan antara lain :mempelajari kinerja kincir air tradisional, membuat konsep kincir air yang dapat menghasilkan debitpenimbaan yang lebih besar dengan umur yang lebih lama, dan menerapkan kincir air di kalangan masyarakatdan diportipe untuk diteliti [1-3].Kincir air adalah jenis kincir air yang paling kuno, sudah sejak lama digunakan dimasyarakat.Teknologinya sederhana, material yang digunakan sangat sederhana untuk membuat jenis kincir air, tetapiuntuk operasih pada tinggi jatuh air yang besar biasanya kincir air dibuat dengan besi. Prinsip kerja kincir airadalah merubah sebagian atau keseluruhan tenaga dinamik dari aliran air menjadi tenaga mekanik.  Kincir airberputar pada suatu bidang datar, dimana putaran kincir terjadi akibat adanya kecepatan dan massa air yangmengenai/ menimpa sudu-sudu pada kincir sehingga kincir berputar. Kincir air merupakan sarana untukmembuat  atau mengubah energi air  potensial menjadi energi kinetik dimana kincir air terdiri dari poros,lingkaran roda yang dilengkapi dengan tabung dan sudu-sudunya yang di pasang disekeliling roda [4-7].Kincir air tradisional adalah bangunan kincir air untuk pengambilan air baku dari sumber air, terbentukbundar yang berputar pada sumbuhnya oleh dorongan aliran air sungai guna penyedian air bagi pertanian yangdibangun oleh masyarakat atau petani secara tradisional dengan pengetahuan yang diwarisi secara turunpemurun. Bahan utama yang di gunakan ialah bahan lokal seperti kayu, bambu dan rotan [8-9].Namun dalam kenyataan yang ada, masyarakat Indonesia khususnya di pedesaan telah menerapkansuatu teknologi yang sangat tepat guna untuk membantu proses perairan pertanian mereka yang umumnya dikenal dengan kincir air. kincir air merupakan semacam roda besar yang di lengkapi dengan timbah ataupengambil air yang terbuat dari bambu yang berputar karena aliran airyang mengenai sudu ( kipas) sehinggakincir dapat berputar lalu menaikan air dari  sungai atau kali ke arah pertanian yang lebih tinggi posisinya dandi manfaatkan sebagai irigasi [10].Kincir ini digunakan agar kesejahteraan petani lebih mudah untuk mendapatkan air untuk kebutuhanpersawahan mereka  di Daerah janjung pati agar dapat berproduksi  tanpa harus menunggu musim hujan, atauair yang di butuhkan [11].1 Korespondensi penulis: Atus Buku, Telp 081392116322, atus@ukipaulus.ac.idProsiding Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2019 (pp.204-209) 978-602-60766-7-0Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,… 205Gambar 1. kincir air undershotPrinsip kerja kincir air undershot adalah kincir air yang bekerja bila air yang mengalir menghantambagian sudu-sudu seiring dengan berputarnya lingkaran roda kincir, kemudian kincir mengambil air darisungai dan menumpahkannya ke talang air. Selanjutnya dari talang tersebut didistribusikan mengandalkangaya gravitasi kearah yang akan dialiri. Pada kincir air undershot, posisi kincir air diletakkan agak ke atas dansedikit menyentuh air. Kemudian aliranair yang menyentuh kincir menggerakkan kincir. Dan kincir ini cocokdipasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata. Disini daerah air berlawanan arah sudu yang memutarkincir [11].Kincir undershot (roda aliran) merupakan kincir air roda vertikal, roda diputar oleh aliran air yangmendorong sudu-sudu dibagian bawah roda. Undershot berasal dari menghantam bagian bawah roda. Kincirair jenis ini dianggap kincir tertua, dan juga dianggap sebagi kincir air sederhana karena bahan yang digunakan sangat sederhahana [12].Keuntungan dari kincir air undershot yaitu: (1)  tipe ini lebih efisien dan sederhana di bandingkandengan tipe breatshot; (2) dapat di ap likasikandengan sumber air pada aliran datar [13]. Kerugian dari kincirair undershot yaitu: (1) karena aliran air berasal dari atas maka biasanya reservoir air atau bendungan air,sehingga memerlukan investasi yang lebih banyak; (2) tidak dapat di terapkan untukmesin putaran yang lebihtinggi [12].2. METODE PENELITIANBahan Penelitian yangPompa air, Akrilik, Besi, Bak penampung air untuk sirkulasi, Pipa, Baut, Sambungan pipa, Isolasi pipa, Lempipa, Besi plat 2 mm, Gelas ukurPeralatan yang Digunakan untuk membuat KincirMesin las, meter, gerinda, mesin bor, mistar sikuPembuatan Kincir AirKincir air ini mengggunakan besi plat 2 mm yang dibentuk menyerupai pelek sepeda, sedangkan sudu kincirdibuat dengan menggunakan bahan yang akrilik yang dibuat langka-langka sebagai berikut: (1) besi plat 2 mmdipotong kemudian dibentuk bundar dengan menyerupai kincir dengan diameter 44 cm sebanyak 2 buah,kemudian dari proses penyambungan menggunakan las.Gambar 2. Kincir air Sudu LengkungProsiding Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2019 (pp.204-209) 978-602-60766-7-0Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,… 206Prosedur Pengambilan DataPengambilan Data dilakukan dengan cara: (1) menyalakan pompa air; (2) mengatur tinggi bukaan pintu airsesuai dengan data yang telah ditentukan; (3) mengukur kecepatan aliran air dan putaran kincir air; (4)mengukur volume yang dihasilkan dalam satu kali putaran; (4) mengukur ketinggian air pada bakpenampungan atas; (5) mencatat data pada tabel pengujian; (6) mengulang pengujian sebnyak tiga kali dalansetiap bukaan pintu air kemudian setelah pengambilan data matikan pompa dan mulai kembali dari awal jikaingin mengambil data kembali.3. HASIL DAN PEMBAHASANGambar 3. hubungan tinggi air terhadap Jumlah putaran kincir.Pada gambar 3. menunjukkan hubungan tinggi air menghantam sudu terhadap putaran kincir. Darihasil perhitungan menunjukkan bahwa semakin besar debit aliran maka putaran juga akan semakin besar.Dari dua variasi jumlah sudu diperlihatkan bahwa kincir air dengan jumlah sudu 12 memiliki kenaikanefisiensi yang lebih besair dibandingkan dengan 8 sudu ketika debit aliran meningkat.0.100.150.200.250.300.350.400.030 0.035 0.040 0.045 0.050 0.05512 sudu 8 suduh (m)n (put/s)Prosiding Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2019 (pp.204-209) 978-602-60766-7-0Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,… 207Gambar 4. grafik hubungan tinggi aliran air terhadap daya kincirBerdasarkan grafik hubungan tinggi aliran air dengan daya kincir memperlihatkan ketika tinggi air dalamsaluran meningkat maka daya kincir juga akan semakin besar, penyebab dari semakin besarnya daya kincirjuga dipengaruhi oleh torsi dan kecepatan aliran yang mengalir pada saluran. Pada gambar juga diperlihatkanbahwa kincir air dengan 12 sudu memiliki daya yang lebih besar dari 6 sudu.Gambar 5. Grafik hubungan tinggi aliran air terhadap effesiensi pada kincir.Pada gambar 5. Memperlihatkan efesiensi kincir cenderung mengalami penuruan ketika tinggi air dalamsaluran naik. Penurunan efisiensi akibat kenaikan daya kincir tidak signifikan dibanding dengan daya air.Faktor yang menyebabkan daya air meningkat yaitu debit aliran dan tinggi air yang mengalir dalam saluran.0.1000.1500.2000.2500.3000.3500.4000.4500.5000.0300 0.0350 0.0400 0.0450 0.0500 0.055012 sudu 8 suduh (m)Pkincir(watt)101520253035400.0300 0.0350 0.0400 0.0450 0.0500 0.055012 sudu 8 suduh (air)(%)Prosiding Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2019 (pp.204-209) 978-602-60766-7-0Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,… 208Gambar 6. grafik hubungan tinggi air (h) terhadap debit  bucket (Qb)Pada gambar 6 grafik diatas terlihat bahwa debit air pada baket semakin  meningkat seiring denganmeningkatnya dari tinggi air, dari grafik di atas dapat juga dilihat debit pada backet dengan jumlah sudu 8buah lebih banyak bila dibandingkan dengan jumlah sudu 12 buah, ini disebabkan oleh karena putaran kincir 8sudu lebih lambat di bandingkan dengan jumlah sudu 12.4. KESIMPULANPengaruh jumlah sudu terhadap variasi dengan jumlah sudu 12 buah dimana putaran kincir semakincepat. Bila di bandingkan, dengan jumlah sudu 8 buah putaran kincir yang lebih lambat. Effesiensimaksimum dari debit air (Q) yang di angkut backet dengan jumlah sudu 8 buah yaitu 5,7500 106m3/s lebih besar di bandingkan dengan variasi jumlah sudu 12 buah.  Semakin banyak jumlah suduyang diberikan maka debit air yang di pindahkan semakin kecil yaitu 5,5000 106 m3/s begitupunsebaliknya semakin sedikit jumlah sudu yang dipakai debit air (Q) yang didapatkan semakin besar.5. DAFTAR PUSTAKA[1]. Departemen Permukiman Dan Prasarana Wilayah, “Membangun kincir air tipe Pusair untuk irigasidesa”. Pedoman  Konstruksi  dan  Bangunan, 10, 2004.[2]. Dewi, P. E. “Analisa Sumbangan Nilai Ekonomi Air Pada Kincir Air Irigasi Terhadap PendapatanPetani Dan Masyarakat Tani”. Teknologi Pertanian Pada Universitas Andalas, 2011.[3]. Maryanto, dan Rosana D. “Pelatihan Pembuatan dan Modifikasi Kincir Air Tipe Pus Air BagiKelompok Petani Ikan Tawar Untuk Mengatasi Kesulitan Air Pada Musim Kemarau di Daerah AirSungai”. Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta, 2016.[4]. Buku A., Irwan L. K. W., Josefine E. L., dan Herby C. P. “A Labaratory Scale Curve BladedUnershot Water Wheel Characteristik As An Irrigation Power”. International Journal Of MechanicalEngineering And Teknologi (IJMET), Volume 9 No. 9: pp.1048-1058, Oktober 2018.[5]. Irwan L. K. W., Buku A.,  Josefine E. L., dan Herby C. P. “Performance of Undershot WaterwheelCurved Blade of the Laboratory Scale”. Materials Science Forum, Volume 967: pp. 250-255, Agustus2019.[6]. Wahyudi, S., Dimas, N. C., dan Purnami. “Pengaruh Variasi Tebal Sudu Terhadap Kinerja Kincir AirTipe Sudu Datar”. Jurnal Rekayasa Mesin, Volume. 3, No. 2, hal. 337-342, 2012.00.0000010.0000020.0000030.0000040.0000050.0000060.0300 0.0350 0.0400 0.0450 0.0500 0.055012 sudu 8 suduh (m)Qb (m³/s)Prosiding Seminar Nasional Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat 2019 (pp.204-209) 978-602-60766-7-0Bidang Ilmu Teknik Mesin, Industri, Energi Terbarukan, Teknologi Pertahanan,… 209[7]. Sasongko, E. T., Muhajir, K., Badrawadai. G., dan Anton. “Pengaruh Laju Aliran Massa TerhadapDaya Turbin Air Francis Pada Sub Unit PLTA Jelok Semarang”, Jurnal Teknologi, Vol. 1, No. 1, hal.9-13, 2008.[8]. Jamlay, K., Sule, L. dan Hasan, D. “Perancangan Roda Air Arus Bawah Sudu Bengkok SebagaiPembangkit Listrik Tenaga Picohydro di Desa Tamangil”. Jurnal Teknik Mesin Institut TeknologiPadang , Vol. 6, No. 1, hal. 32-37, April 2016.[9]. Kosjoko, “Cross Flow As Turbine Power Plant Minihidro (PLTM) Village To Self Energy, InfoTeknik, Volume 16 No. 2, hal. 159-170, Desember 2015.[10]. Elfiano, E., Kurnia, H., dan Apriyan, D., “Pembuatan Kincir Air Untuk Pembangkit Listrik DenganPemanfaatan Arus Air Sungai Rokan di Desa Rantau Binuang Sakti Kabupaten Rokan Hulu ProvinsiRiau”, Jurnal Untuk Mu Negeri, Vol. 1, No.2, November 2017.[11]. Putra, A.R., Rinaldi, dan Hendri, A. “Model Laboratorium Kincir Air Untuk Irigasi Pertanian”, JurnalTeknik Sipil Universitas Riau Pekanbaru, Volume 3 No. 2, hal. 1-5, Oktober 2016.[12]. Oktoviana, G. “Irigasi Sawa Menggunakan Kincir Air Di Daerah Tanjung Pati”, Jurnal TeknologiPertanian Pada Politeknik Pertanian Negeri Payakunbuh, Volume 1, No. 4, hal. 103-107, September2016.[13]. Sukasih, O. H., Arifin D., dan Helmi H. “Analisa Perubahan Dimensi Kincir Air Terhadap KecepatanAiliran Air (Studi Kasus Desa Pandan Enim)”. Jurnal Teknik Sipil Dan Lingkungan Pada UniversitasSriwijaya, Volume. 1, No. 1, hal. 1-4, Desember 2013.[14]. Sihaloho, dan Dedek, L.“Rancang Bangun Alat Uji Model Sistem Pembangkit Listrik Tenaga MikroHidro (PLTMH) Menggunkan Turbin Aliran Silang”. Fakultas Teknik Unuversitas Lampung, BandarLampung, 2017.6. UCAPAN TERIMA KASIHTerima kasih kepada kepada Direktorat Jenderal Riset dan Pengembangan Kementerian Riset, Teknologidan Pendidikan Tinggi Republik Indonesia yang telah memberikan dana dalam rangka pelaksanaan kegiatanpenelitian.

ANALISIS VARIASI JUMLAH SUDU PADA KINCIR AIR ARUS BAWAH SEBAGAI TENAGA IRIGASI SKALA LABORATORIUM

http://jurnal.poliupg.ac.id/index.php/snp2m/article/download/1901/1744

ANALISIS VARIASI JUMLAH SUDU PADA KINCIR AIR ARUS BAWAH SEBAGAI TENAGA IRIGASI SKALA LABORATORIUM

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Portal E-Journal System PNUP (Politeknik Negeri Ujung Pandang)