Cara Menentukan Diameter Pipa
Bebe Bebera rapa pa Metode Met Metod Metode odee Perhitungan Perhit Perhitung ungan an Beberapa
ContohContoh-contoh -cont contoh contoh oh kasus kasu kasuss Perhitungan Perh Perhit itun unga gann (Dalam (Dala Dalam Dalam m Perpipaan Perpi Perpipa paan an Tran Tr ansm smis isii Dan Dan Distribusi Distribusi)? )? Transmisi
Ukur Ukuran an Pipa PPiippaa dan da dan Pengaruh Peng Penga ngar aaruh ruh (Hidrolis Pada Sistem Sist Sistem em Ukuran (Hidrolis) Hidrolis) Pada �
Metode Menentukan Menentukan Diameter Diameter Pipa Metode Formula / Rumus
Darcy Weisbach, Weisbach, Chezy, Ma nning, Chezy, Manning, Colebrook and White, Hazen Williams,
Alat Bantu
Nomogram Tabeltabel Tabel-tabel - tabel Waterfl Wate Waterflow rflow ow calculator calculat calculator or (kalkul (kalkulator ator berben berbentuk tuk cakram) cakram) Software / piranti pira pirant ntii lunak: luna lunakk lunak Loop, Aleid, Pipes++, Loop, Watercad, Epanet,
�
Apa yang harus kita ketahui untuk menentukan diameter pipa? Parameter Debit Jarak Horisontal (panjang pipa) Jarak Vertikal (elevasi) Kehilangan tekan Diameter
Status Tersedia Direncanakan Direncanakan Dicari dengan rumus Diperoleh
�
Relevansi terhadap praktek di SAB Contoh-contoh Kasus dalam Perpipaan Transmisi & Distribusi
�
1. Berapa Debit Aliran Aliran Dalam Pipa ? Contoh :
Berapa Debit Aliran Aliran Sistem atau
Elv + 130 m
Kapasitas Sistem Transmisi (Q) ?
PMA
Q ? Reservoir
apabila dipasang Pipa Transmisi e
i
A A
eter sb : Elv + 90 m
Ø 4” Ø 3” Ø 2½ ” Ø 2” Ø 1½“
Data : Elevasi PMA
: + 130 m Elevasi Titik A A : + 90 m Jarak PMA ke Resv A : 3.5 3.5 km Resv di A
Ø 11/4” Ø 1”
�
1. Berapa Debit Aliran Aliran Dalam Pipa ? Jawab :
Ø“?
Elv + 130 m
Formula Hazen Williams PMA
Q = 0.2785 x C x D
2,63
Reservoir
x S 0.54
A A
Data : 0.2785 x C x D
2,63
x (∆ H/L) 0.54
Elevasi PMA : + 130 m Elevasi Titik A : + 90 m Jarak dari PMA : 3.5 km
Elv + 90 m
10 6
Hasil :
Pakai nilai C = 120 Dengan pipa ND 75 mm (Ø 3” atau 79.2 mm), Maka: Maka:
Q=
0.2785 x 120 x (79.2) 2,63 x ( (40/3.500)x100)0.54 10 6
Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
4 “ …… 3 “ …… 2 ½” …… 2” …. 1 1/2” ….. 1 1/4” ….. 1” ....
Q = 6.43 ltr/dtk Q = 3.79 ltr/dtk Q = 2.35 ltr/dtk Q = 1.48 ltr/dtk Q = 0.81 ltr/dtk Q = 0.45 ltr/dtk Q = 0.25 ltr/dtk �
1. Berapa Debit Aliran Aliran Dalam Pipa ? Hitung Menggunakan Tabel 1. Hitung Slope ∆ H / L = 40 / 3.500 = 0.0114 maka Slope per 100 m = 0.01114 x 100 = 1.14 2. Misalkan untuk pipa Ø 3 , Dari kolom Ø 3, tarik garis vertikal ke bawah, cari hingga ketemu angka 1.14 Jika tidak ada, lakukan interpolasi dari nilai di atas dan di bawah nya yang terdekat Kemudian tarik garis horizontal ke kiri , Catat angka Debit Q !!
ND Q
65
2 1/2”
75
3”
V
hL/100
Ø 3”
-- 3.60 ltr/dtk
Ø 2 1/2” -- 2.20 ltr/dtk 3.50
1.12
?? 4.00
1.14 1.43
Dan seterusnya !
�
2. Berapa Diameter Pipa Yang Ekonomis ? Contoh : Data Jumlah jiwa yg akan dilayani
= 1.100 jiwa
Kebutuhan air
= 60 ltr/jiwa/hari
Kebutuhan lain-lain
= 20%
Faktor hari maksimum (f hm)
= 1.15
Koe isien kekasaran pipa
= 120
Tentukan Diameter Pipa Transmisi ! Data Panjang dan Elevasi : D= [
3.59 x 10 6 x Q CxS
0.54
0.38
]
Elevasi PMA : + 130 m Elevasi Titik A : + 90 m Jarak dari PMA ke Resv di Ttitk A : = 3.5 km = 3.500 m �
2. Berapa Diameter Pipa Yang Ekonomis ? Jawab :
Kapasitas Sistem Pipa Transmisi :
Kebutuhan air rata-rata (Q)
0.2785 x C x D 2,63 x S 0.54
= 1.100 x 60 / (24 x 60 x 60)
Q=
= 0.76 ltr/detik
Kebutuhan lain-lain 20% Ø 2” … Q transmisi = 1.48 ltr/dtk Ø 2½” … Q transmsi = 2.35 ltr/dtk
= 1.2 x 0.76 ltr/dtk = 0.91 ltr/dtk
Q hari maks, faktor 1.15 (Q hm)) = 1.15 x 0.91 = 1.05 liter/detik
106
Kecepatan Aliran Aliran dalam Pipa :
Slope (Q/1000)
= (40/3500)x100 = 1.14%
V=
Maka Diameter Pipa adalah = � �
[
3.59 x (10)6 x 1.05 120 x (1.14)0.54
0.38
]
(1/4) x 3,14 x (D/1000)2
Untuk pipa Ø 2” (1.48/1000)
D=
49.71
mm
Pipa ND 50 mm (Ø 2” atau 55.4 mm) Pipa ND 65 mm (Ø 2 1/2” atau 66 mm)
V=
(1/4) x 3,14 x (55.4/1000)2
Ø 2” ….V aliran = 0.61 m/dtk Ø 2½” ….V aliran = 0.69 m/dtk �
Hitung Menggunakan Tabel :
1.
Hitung debit (hari maks) = 1.15 x 0.91 = 1.05 ltr/dtk
2.
Hitung Slope ∆ H / L
= 40 / 3.500
= 0.0114 x 100 = 1.14
3. Start dari kolom Q Tarik garis vertikal ke bawah, cari hingga ketemu angka Q untuk 1.05 Jika tidak terdapat angka 1.05, lakukan interpolasi dari nilai di atas dan di bawahnya Kemudian tarik garis horizontal ke kanan, cari hingga ketemu angka 1.14 Jika tidak terdapat angka 1.14 , lakukan interpolasi , bulatkan ke kanan Terakhir tarik aris vertikal ke atas .... Catat bera a diameter i a Ø ” !! ND
40
1 1/2”
50
2”
65
2 1/2”
Q
V
hL/100
V
hL/100
V
hL/100
Contoh : Q 1.00 … 0,63 .... (Ø 2”) Q 1.10 … 0.77 ... (Ø 2”) 1.00
1.93
0.63
0.27
2.30
0.77
0.32
1.05 1.10
��
Skematisasi Aliran Masuk–Keluar Reservoir
Ø 2½” … 2.35 ltr/dtk Ø 2”
… 1.48 ltr/dtk
TRANSMISI
RESERVOIR overflow
Inlet
DISTRIBUSI
outlet
rata-rata 0.91
ltr dtk
Terjadi overflow (air dibuang) pada Reservoir Besarnya overflow pada kondisi rata-rata adalah :
Q
overflow
=Q
inlet
–Q
distrb rata-rata
Supaya tidak terjadi overflow, atur bukaan katub , katub-inlet-reservoir atau katub-outlet-sumber
��
BAGAIMANA KONDISI ALIRAN DALAM PIPA KALAU DEBIT SUMBER AIR TURUN/DROP MISAL MENJADI 0.85 ltr/dtk ?
Pipa Ø 2” dgn Q 1.48 ltr/dtk
Pipa Ø 2” dgn Q 0.85 ltr/dtk
Penurunan debit sumber air mengakibatkan aliran air dalam pipa menjadi tidak penuh, Kondisi ini mengakibatkan pipa menjadi seperti saluran terbuka biasa dan tidak bertekanan lagi !
��
PIPA DISTRIBUSI
��
������ ���������� Merepresentasikan porsi bagian terbesar untuk investasi awal (45% sampai dengan 70% biaya) – reservoir, pompa, klorinasi, bak pelepas tekan
��������� ��������� ��������� �������������� ������� �������������� ������ �� ��� ��� ������ ����
����� �������
������ ��������� ����������� �����
����� ����� �������� ���� ��� ������
����������
������� ������������ ������� ����� ������������ ����� ��������� ��� ����������� ���������
������ ���������� Jaringan distribusi dapat berupa jaringan “percabangan percabangan”” atau “loop”; “loop”; sistem “loop” disarankan untuk efisiensi hidrolik hidrolik..
Ukuran pipa didesain berdasarkan kebutuhan puncak; puncak; tekanan minimum untuk mencegah aliran balik; balik; head yang trsedia dari pompa atau reservoir; reservoir ; minimum tekanan yang diterima oleh konsumen
��
RENCANA SISTEM BPSAB TIRTA MAYA ( Jumlah Jiwa yang akan dilayani 1.100 orang)
Resv
A
300 jiwa Elev + 40 m
Elev + 90 m
L = 500 m
C
L=300m
B
200 jiwa Elev + 60
BPSAB Tirta Maya : • Jumlah jiwa : 1.100 L = 1000 m • Rencana Cakupan : 100% • Fa tor am punca Qjp : 1.75 • Data lain : Lihat pada gambar !
600 jiwa Elev + 20 m
D
Jumlah Penduduk
L
D Pipa
Kehilangan Tekan
Tinggi Garis Tekan (HGL)
���� �����
(Jiwa)
(m)
(inchi)
(m)
(m)
���
A – B
1.100
300
?
?
?
�
B–C
300
500
?
?
?
�
B–D
600
1.000
?
?
?
�
Jalur Pipa
��
SKEMATIK DISTRIBUSI KEBUTUHAN AIR Resv
A
Elev + 90 m
B
300 jiwa Elev + 40 m L = 500 m
C
L=300m 200 jiwa Elev + 60
L = 1000 m 600 jiwa Elev + 20 m
D
��
Langkah Penyelesaian : 1. Hitung kebutuhan air untuk Blok B, Blok C dan Blok D pada Jam Puncak (Q jp) ! Blok B : Jumlah Penduduk = 200 jiwa (asumsi kebutuhan air : 60 ltr/jiwa/hari) Kebutuhan air rata-rata Q = (200x60) / (24x60x60) = 0.139 ltr/dtk Kebut air pada jam puncak (Q jp) = 1.75 x 0.138 = 0.24 ltr/dtk Blok C : Kebut. air Qjp untuk Blok C dgn 300 jiwa = 0.36 ltr/dtk
Blok D : Kebut. air Qjp untuk Blok D dgn 600 jiwa = 0.73 ltr/dtk
Total Blok B , C dan D : Total Qjp untuk Blok B , C dan = 1.34 ltr/dtk
��
Berapa Diameter pipa untuk jalur
2.
A–B
(panjang L = 300 m) ?
• Debit jam puncak jalur pipa A – B = 1.34 ltr/dtk • Berapa diameter pipa jalur A-B ? Trial and error, coba-coba masukkan beberapa ukuran diameter pipa (Gunakan tabel kehilangan tekanan !)
o
Kehilangan tekanan dgn Pipa Dia. 25 mm (Ø 1 ”) = 300 100 x 27.33 = 81.99 m Total hL (mayor + minor) = 1.1 * 81.99 = 90.19 m
o
Q
Kehilangan tekanan dengan Pipa Dia. 30 (Ø 1 ¼”) = 300/100 x 9.28 = 27.84 m Total hL = 1.1 x 27.84 = 30.62 m
o
Kehilangan tekanan dgn Pipa Dia. 40 mm (Ø 1½”)
1.30
3.13
1.40
= 300/100 x 3.13 = 9.39 Total hL = 1.1 x 9.39 = 10.33 o
Kehilangan tekanan dgn Pipa Dia. 50 mm (Ø 2”) = 300/100 x 1.02 = 3.06 Total hL = 1.1 x 3.06 = 3.37
��
3. Berapa Sisa Tekan di
B ?
Trial and error, coba-coba masukkan beberapa ukuran pipa Data : Elevasi A = +90m , Elevasi B = +60, Misal tinggi air di Reservoir = 1 m, maka :
Garis Tinggi Tekanan (HGL) di A = 90 + 1 m = 91 m Tinggi Tekanan tersedia utk jalur A-B = 90 – 60 = 30 .. 30 m + 1 m = 31 m
Untuk pemasangan pipa dengan Dia. 25 mm , HGL di B = Diam. pipa
91 – 90.19 = 0.81 m hL pipa A - B
HGL di B
Sisa Tekan di B
Ø 25 ( 1” )
90.19
91 – 90.19 = 0.81
0.81 – 60 = - 59.19
Ø 30 (1 ¼”)
30.62
91 - 30.62 = 60.38
60.38 - 60 = 0.38
Ø 40 ( 1 ½”)
10.33
91 – 10.33 = 80.67
80.67 - 60 = 20.67
Ø 50 (2’)
3.37
91 – 3.37 = 87.63
87.63 - 60 = 27.63
Jika digunakan pipa Dia. 25 mm (Ø 1”), tekanan di B akan negatif ( - 59.19 m ) !! ��
4. Berapa Diameter pipa jalur
B-C
?
dan Sisa tekan di
C
?
• Debit jam puncak untuk jalur B-C = 0.36 ltr/dtk • Elevasi di B = +60 m , Elevasi di C = +40 m , Panjang jalur B-C = 500 m • Jika dipilih jalur pipa A – B menggunakan pipa Ø 1 1/2” , maka : Sisa Tekan di B=20.67, Tinggi Garis Tekanan (HGL) di B= 60+20.67= 80.67 m • Trial and error, coba-coba masukkan untuk beberapa diameter -
Tinggi Garis Tekan, HGL (m) di C
Ø 25 ( 1” )
2.45 x 500/100 x 1,1 = 13.48
80.67 – 13.48 = 67.19
67.19 – 40 = 27.19
Ø 30 (1 ¼”)
0.83 x 500/100 x 1.1 = 4.57
80.67 - 4.57 = 76.1
76.1 – 40 = 36.1
Ø 40 ( 1 ½”)
0.28 x 500/100 x 1.1 = 1.54
80.67 – 1.54 = 79.13
79.13 – 40 = 39.13
Ø 50 (2’)
0.09 x 500/100 x 1.1 = 0.50
80.67 – 0.50 = 80.17
80.17 – 40 = 40.17
Angka dari tabel, interpolasi
��
5. Berapa Diameter pipa jalur B - D ?
dan Sisa tekan di
D
?
• Debit jam puncak untuk jalur B-C = 0.73 ltr/dtk • Elevasi di D = +40 m , Elevasi di B = +60 m , panjang = 1.000 m • Jika jalur pipa A – B menggunakan pipa Dia. 1 2” , maka : Sisa Tekan di B = 20.67 m , Tinggi Tekanan (HGL) di B = 60 + 20.67 = 80.67 m • Trial and error, coba-coba masukkan untuk beberapa diameter
Dia pipa
hL pipa B- D
ngg
ar s e an, (m) di D
Sisa Tekan (m) di D
Ø 25 ( 1” )
8.68 x 1000/100 x 1.1 = 95.48
80.67 – 95.48 = - 14.81
- 14.81 – 20 = - 34.81
Ø 30 (1 ¼”)
2.95 x 1000/100 x 1.1 = 32.45
80.67 – 32.45 = 48.22
48.22 – 20 = 28.22
Ø 40
0.99 x 1000/100 x 1.1 = 10.89
80.67 – 10.89 = 68.78
68.78 – 20 = 48.78
0.32 x 1000/100 x 1.1 = 3.52
80.67 - 3.52 = 77.15
77.15– 20 = 57.15
(1 ½”)
Ø 50 (2’)
��
Jmh Pddk
L
D Pipa
Khlgn Tekan hL
Tinggi Garis Tekanan ,HGL
Sisa Tekan
(Jiwa)
(m)
(inchi)
(m)
(m)
(m)
A – B
1.100
300
1½“
10.33
80.67
20.67
B–C
300
500
1“
13.48
67.19
27.19
B–D
600
1.000
1¼“
32.45
48.22
28.22
Jalur Pipa
����� ������ �������� ����� ����� �� � ����� ��
i g ) �� g n M i ( T
��
� �
���
�
���
���
�
���
���
���
���
���
Jarak (M)
���
����
����
����
����
� ��
SOAL :
RENCANA SISTEM BPSAB TIRTA MAYA ( Jumlah Jiwa yang akan dilayani 1.300 orang)
Resv
A
300 jiwa Elev + 40 m
Elev + 90 m
+ 110
L = 500 m
C
L=300m 200 jiwa Elev + 60
B BPSAB Tirta Maya : • Jumlah jiwa : 1.300 • Rencana Cakupan : 100% • Fa tor am punca Qjp : 1.75 • Data lain : Lihat pada gambar !
L = 1000 m 600 jiwa Elev + 20 m
D L = 400 m
Tinggi Garis Tekan (HGL)
Sisa Tekan
(m)
(m)
(m)
?
?
?
?
500
?
?
?
?
800
1.000
?
?
?
?
200
400
?
?
Jumlah Penduduk
L
(Jiwa)
(m)
(inchi)
A – B
1.300
300
B–C
300
B–D D-E
Jalur Pipa
200 jiwa Elev + 30 m
Khlgn D Pipa Tekan
?
E
��
Harga Pipa & Valve (Sept ‘09)
HARGA 4 m’ PVC (Rucika)
Per Panjang
No
Inchi
mm
PAV (Maspion)
AW , SNI 1
½
2
¾
3
16
6 m‘ Pipa Besi A
Ball Valve lokal-1
Gate valve
lokal-2
17,000
22,000
91,500
106,000
40,000
20
20,500
26,000
118,500
135,000
52,000
1
25
25,500
38,000
184,000
185,000
82,000
4
1¼
30
36,000
51,000
236,000
5
1½
40
47,000
66,000
275,000
6
2
50
70,000
94,000
374,000
7
2½
65
90,000
8
3
75
9
4
100
70,000
120,000 165,000
185,000
210,000
543,000
298,000
315,000
120,000
530,000
128,000
185,000
680,000 2,241,000
970,000
915,000
187,000
283,000
983,000 3,472,000
1,754,000 2,707,000
��
Standar SNI
Diameter Luar (mm) 32 40 50 63 75 90 110
Ukuran Ketebalan Dinding Pipa (mm) S -10 S – 12,5 Kuat Tekan T = 10 kg/cm2 T = 12,5 kg/cm2 T = 10 kg/cm2 1,6 1,9 2,4 30 24 3,6 2,9 4,3 3,5 5,3 4,2
��
