Garis Energi dan Garis Hidrolik Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
1
Beberapa Hal Terkait Garis Energi dan Hidrolik • • • • • • •
Garis Energi (Energy Grade Line) Garis Hidrolik (Hidraulic Grade Line) Head kecepatan Mayor Losses Minor Losses Sisa Tekan Pressure Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
2
Contoh Soal 1 • Gambarlah garis energi dan garis hidrolik pada sistem pengaliran dalam pipa yang bersumber dari reservoir dengan tinggi muka air 80 m terhadap pipa. Debit air sebesar 50 L/detik melewati 5 pipa dengan diameter yang berbeda, sebagai berikut: Pipa
Panjang (m)
Diameter (mm)
1
100
200
2
50
100
3
100
150
4
150
250
5
200
200
Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
3
Jawaban 1 Pipa
L (m)
D (mm)
V (m/dt)
V2/2g
Minor losses (m)
Mayor losses (m)
k.V2/2g
(Q/0,2785. C.D2,63))1,85 xL
0–1 1
100
200
50
100
100
150
150
250
200
200
V = Q/A
V2/2g
1–2 2 2–3 3 3–4 4 4–5 5
Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
4
Gambar EGL dan HGL Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
+ 80 m hm hf 1
hm
hf 2 hm
hm
hf 3
hf total hf 4 hm hf 5 V2/2g
H sisa 1 D1 = 200
2 3 D2 = 100 D3 = 150
4 D4 = 250
5 D5 = 200
5
Contoh Soal 2 • Gambarkan garis energi dan garis hidrolik pada pemompaan air sebesar Q = 20 L/detik pada gedung bertingkat setinggi 20 meter. Sisa tekan yang diinginkan 10 m, jika diameter penghubung 100 mm (C = 120), dan panjang pipa 50 m. Hitunglah head pompa yang harus diperhitungkan? (minor losses diabaikan).
Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
6
Gambar EGL dan HGL Bangunan Bertingkat V2/2g Hf
Hf
V2/2g
H sisa
Hf statis = 20 m
Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
7
Jawaban 2 • Headloss pada pipa: Hf = ((Q)/(0,2785.C.D2,63))1,85 x L Hf = ((0,02)/(0,2785.120.0,12,63))1,85 x 50 Hf = 4 meter • V2/2g = (Q/A)2/2g = (0,02/(1/4).π.(0,1)2)2/2.(9,81) = 0,33 meter • Total head pompa = 20 + 4 + 10 + 0,33 = 34,33 meter Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
8
Contoh Soal • Gambarlah garis energi dan garis hidrolik pada pengaliran pipa cabang di bawah ini, jika: 1.) Minor losses diabaikan 2.) pipa 1,2,3 berada pada elevasi yang sama 3.) elevasi muka air di reservoir = 20 m 4.) debit yang dialirkan = 100 L/detik 5.) diameter (C = 120) : D1 = 200 mm, D2 = 200 mm, dan D3 = 150 mm 6.) L1 = L2 = L3 = 200 m Berapa debit air yang dialirkan di pipa 1 dan pipa 2. Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
9
Jawaban 3 • Karena sistem mempunyai diameter yang berbeda, maka harus dihitung hf pada ke-3 pipa tersebut: H statis Hf V2/2g Hf
H = 20 m
V2/2g
P/ɣ L1, D1
L2, D2 L3, D3
Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
10
Jawaban 3 • Dengan melihat pada gambar tersebut dapat dihitung hf1, sebagai berikut: Hf1 = ((Q1)/(0,2785.C.D12,63))1,85 x L1 Hf1 = ((0,1)/(0,2785.120.0,22,63))1,85 x 200 Hf1 = 10,8 meter • Karena kedua pipa pada elevasi yang sama dan panjang yang sama, maka dapat ditulis: Hf2 = Hf3 ((Q2)/(0,2785.C.D22,63))1,85 x L2 = ((Q3)/(0,2785.C.D32,63))1,85 x L3 atau dapat ditulis: (Q2 / D22,63) x L2 = (Q3 / D32,63) x L3 L2 = L3 Q2 = (D2/D3 )2,63 .Q3 Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
11
Jawaban 3 • Q1 = Q2 + Q3 Q1 = [(D2/D3 )2,63 + 1] .Q3 0,1 = [(200/150 )2,63 + 1] .Q3 Q3 = 0,032 m3/detik • Q2 = Q1 - Q3 Q2 = 0,1 – 0,032 Q2 = 0,068 m3/detik • Hf2 = ((Q2)/(0,2785.C.D22,63))1,85 x L2 Hf2 = ((0,068)/(0,2785.(120).(0,2)2,63))1,85 x 200 = 5,3 meter • V12/2g = (Q/A)2/2g = [(0,1 x 4) / (π x (0,2)2]2 . 1 / (2 x 9,81) = 0,51 m • V22/2g = (Q/A)2/2g = [(0,068 x 4) / (π x (0,2)2]2 . 1 / (2 x 9,81) = 0,23 m Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
12
Pipa Transmisi • Beberapa masalah dalam sistem transmisi: 1.) aliran gravitasi dengan menggunakan lebih dari 1 ukuran diameter pipa. 2.) aliran dengan menggunakan pompa. 3.) pipa diatas garis EGL 4.) aliran gravitasi dengan total Head lebih dari 100 m • Pipa transmisi pipa yang berfungsi mengalirkan air dari sumber ke tempat pengolahan, reservoir atau ke pipa distribusi. • Pipa transmisi tidak ada pengambilan atau penyadapan air. Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan
13
