LEMBAR TAMBAHAN “BAHAN AJAR SPM BAB 5-8”
5. RESERVOIR AIR DAN POMPA Reservoir ada dua macam, yaitu reservoir atas dan reservoir bawah (ground reservoir). Reservoir bawah digunakan untuk menampung air dari pipa dinas PDAM, sedangkan reservoir atas untuk menampung air dan mendistribusikannya ke alat-alat plambing di setiap lantai. Rumus-rumus yang dipakai dalam perhitungan kapasitas reservoir, adalah sebagai berikut : 1. Pemakaian air rata-rata perjam Q Qh = d T dimana : Qh = pemakaian air rata-rata (m3/jam) Qd = kebutuhan air rata-rata sehari (m3) = 132,48 m3/hari. T = jangka waktu pemakaian (jam) = 6 jam/hari. 2. Pemakaian air jam-puncak Q h -max = ( C1 ) ( Q h ) dimana : Qh-max = pemakaian air jam-puncak (m3/jam) C1 = konstanta berkisar 1,5 sampai 2,0 bergantung pada lokasi, sifat penggunaan gedung, dsb. 3. Pemakaian air menit-puncak Q m-max = ( C 2 ) ( Q h / 60 ) dimana : Qm-max = pemakaian air menit-puncak (m3/jam) C2 = konstanta berkisar 3,0 sampai 4,0. 4. Kapasitas tangki atas (tangki atap) Kapasitas efektif tangli atas dinyatakan dengan rumus berikut ini :
(
)
VE = Q p − Q max Tp − Q pu x Tpu
dimana : VE = kapasitas efektif tangki atas (liter). Qp = kebutuhan air puncak (liter/menit). Qmax = kebutuhan jam puncak (liter/menit) Qpu = kapasitas pompa pengisi (liter/menit) Tp = jangka waktu kebutuhan puncak (menit), tentukan melalui survey lapangan. Tpu = jangka waktu kerja/operasi pompa pengisi (menit), disarankan kurang dari 8 jam/hari agar pompa tidak cepat rusak.
Sanitasi Pemukiman
1- 1
Problem set-1 : Sistem pelayanan air bersih pada suatu gedung kuliah yang dipakai untuk kegiatan belajar mahasiswa sebanyak 1380 orang, dengan ketentuan sebagai berikut : - kebutuhan air bersih = 80 liter/orang/hari. - jangka waktu kegiatan belajar = 6 jam/hari - jangka waktu kebutuhan puncak = 30 menit - jangka waktu kerja/operasi pompa = 10 menit Diminta : a) Tentukan volume reservoir yang cukup untuk melayani gedung kuliah tersebut ? b) Tentukan daya pompa yang diperlukan, bila reservoir berada pada ketinggian 12 m dari lantai bawah gedung tersebut, dan efisiensi pompa 0,85, sedang diameter pipa isap dan pipa dorong ∅4”, dan asumsikan head minor = 20% x head losses major ? Solusi : a) Menentukan dimensi reservoir Kebutuhan air bersih rata-rata = 1380 orang x 80 ltr/orang/hari = 110.400 liter/hari = 110,4 m3/hari. Diperlukan tambahan 20% untuk kebocoran, maka kebutuhan air bersih menjadi = 1,20 x 110,4 m3/hari Kebutuhan air perhari, Qd = 132,48 m3/hari. - Pemakaian air rata-rata perjam Qh =
Qd 132,48 m 3 /hari = = 22,08 m 3 /jam T 6 jam/hari
- Pemakaian air jam-puncak
Q h -max = ( C1 ) ( Q h ) = 2 x 22,08 m 3 /jam = 44,16 m 3 /jam = 736 liter/menit
- Pemakaian air menit-puncak
Q m -max = ( C 2 ) ( Q h / 60 ) = 3 x 22,08 m 3 /jam / 60 menit
= 1,1 m3/menit = 1100 liter/menit - Menentukan kapasitas (volume) reservoir atap
(
)
VE = Q p − Q max Tp − Q pu x Tpu
VE = (1100 liter/menit – 736 liter/menit) x 30 + 736 x 10 = 18.280 liter = 18,286 m3. b) Menentukan daya pompa
Sanitasi Pemukiman
1- 2
Kecepatan aliran dalam pipa : Q Q 0,019 V= = = = 2,42 m/detik. 2 1 1 A πd ( 3,14 ) 0,10 2 4 4
(
Hilang tinggi tekanan major : hf =f
)
(
)
( 22) 2,42 2 =1,64 m. L V2 = 0,025 ( 0,10) ( 2 x 9,81) d 2g
Hilang tinggi tekanan minor : hL = 10% x hf = 0,10 (1,64) = 0,16 m. Daya pompa : P=
γ Q hp η
=
(9,81 kN/m ) (0,019 m 3
)
/detik (12 m +1,81 m ) = 3.03 kWatt 0,85 3
= 3030 Watt. Tenaga listrik : Besarnya tenaga listrik yang harus disediakan untuk system pemompaan pada kasus di atas : = ± 3P = ± 3 (3030) = ± 9080 Watt. Problem set-2 : Tentukanlah, debit pemompaan, volume reservoir1, dan volume reservoir2 untuk suatu sistem penyediaan air bersih Gedung Perhotelan, apabila diketahui hal-hal sebagai berikut : - Kebutuhan air hari maksimum = 15 liter/detik - Pemompaan dari reservoir1 ke reservoir2 dilakukan dari jam 03.00 hingga jam 09.00 dan jam 14.00 hingga jam 20.00. - Koefisien konsumsi air setiap jam seperti yang tercantum pada lembar perhitungan. Solusi : Perhitungan dilakukan secara tabelaris (lihat halaman berikutnya)
Sanitasi Pemukiman
1- 3
PROBLEM SET-2 : RESERVOIR AIR
Jam
Konsumsi air (l/det) = Jangka waktu produksi (jam) = Jangka waktu pemompaan (jam) = Produksi air Debit Volume Kumulatip (L/det) (Liter) (Liter) (2) (3) (4) 15 54000 54000 15 54000 108000 15 54000 162000 15 54000 216000 15 54000 270000 15 54000 324000 15 54000 378000 15 54000 432000 15 54000 486000 15 54000 540000 15 54000 594000 15 54000 648000 15 54000 702000 15 54000 756000 15 54000 810000 15 54000 864000 15 54000 918000 15 54000 972000 15 54000 1026000 15 54000 1080000 15 54000 1134000 15 54000 1188000 15 54000 1242000 15 54000 1296000
(1) 00 - 01 01 - 02 02 - 03 03 - 04 04 - 05 05 - 06 06 - 07 07 - 08 08 - 09 09 - 10 10 - 11 11 -12 12 - 13 13 - 14 14 - 15 15 - 16 16 - 17 17 - 18 18 - 19 19 - 20 20 - 21 21 - 22 22 - 23 23 - 24 Kesimpulan : Debit pemompaan ke reservoir 2 =
Sanitasi Pemukiman
30
15 24 12 Pemompaan ke reservoir 2 Volume air Debit Volume Kumulatip di Reservoir 1 (L/det) (Liter) (Liter) (Liter) (5) (6) (7) (8) 0 54000 0 108000 0 162000 30 108000 108000 108000 30 108000 216000 54000 30 108000 324000 0 30 108000 432000 -54000 30 108000 540000 -108000 30 108000 648000 -162000 648000 -108000 648000 -54000 648000 0 648000 54000 648000 108000 30 108000 756000 54000 30 108000 864000 0 30 108000 972000 -54000 30 108000 1080000 -108000 30 108000 1188000 -162000 30 108000 1296000 -216000 1296000 -162000 1296000 -108000 1296000 -54000 1296000 0 Reservoir 1 (R1) : Liter/det. maks. R1 = 162000 min. R1 = -216000 378000 vol.air R1 =
Nama : No. Absen :
0
Konsumsi air Volume air Koefisien debit Vol. Kum. di reservoir 2 (-) (L/det) (Liter) (Liter) (9) (10) (11) (12) 0,2 3 10800 -10800 0,2 3 21600 -21600 0,6 9 54000 -54000 0,8 12 97200 10800 1 15 151200 64800 2 30 259200 64800 2 30 367200 64800 2 30 475200 64800 1,5 22,5 556200 91800 1 15 610200 37800 0,8 12 653400 -5400 0,8 12 696600 -48600 1 15 750600 -102600 1 15 804600 -156600 1 15 858600 -102600 1 15 912600 -48600 1,5 22,5 993600 -21600 1,5 22,5 1074600 5400 1,5 22,5 1155600 32400 1 15 1209600 86400 0,8 12 1252800 43200 0,4 6 1274400 21600 0,2 3 1285200 10800 0,2 3 1296000 0 24 Reservoir 2 (R2) : Liter maks. R2 = 91800 Liter Liter min. R2 = -156600 Liter 248400 Liter. Liter. vol.air R2 =
1-
1
Keterangan : Untuk setiap baris perhitungannya ikuti langkah seperti dibawah ini Kol.(1) = Data, waktu operasional Kol.(2) = Data, kebutuhan hari maksimum Kol.(3) = Kol.(2)*60*60 Kol.(4) = Jumlah komulatif dari Kol.(3) Kol.(5) = Jangka waktu produksi / jangka waktu pemompaan * Kol.(2) Kol.(6) = Kol.(5)*60*60 Kol.(7) = Jumlah komulatif dari Kol.(6) Kol.(8) = Kol.(4) – Kol.(7) Kol.(9) = Koefisien konsumsi air pada jam-jam tertentu (hasil survey lapangan) Kol.(10) = Konsumsi air * Kol.(9) Kol.(11) = Jumlah komulatif dari Kol.(10), dalam satuan Liter. Kol.(12) = Kol.(7) – Kol.(11). Kesimpulan : a) Debit pemompaan = Kol.(5) = 30 Liter/detik. b) Volume reservoir 1: maks. R1 = Nilai maksimum pada Kol.(8) = 162000 Liter min. R1 = Nilai minimum pada Kol.(8) = - 216000 Liter Volume air.R1 = volume air maks. R1 – volume air min. R1 = 378000 Liter (lihat grafik R1). c) Volume reservoir 2: maks. R2 = Nilai maksimum pada Kol.(12) = 91800 Liter min. R2 = Nilai minimum pada Kol.(12) = - 156600 Liter Volume air.R2 = volume air maks. R2 – volume air min. R2 = 248400 Liter (lihat grafik R2). Penentuan Volume Reservoir-1 1400000 Min = -216000
1200000
Volume (liter)
1000000
800000
600000
400000
200000 Maks = 162000 0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam)
Pemompaan komulatif
Sanitasi Pemukiman
Produksi komulatif
1- 1
Penentuan Volume Reservoir-2 1400000
1200000
Volume (liter)
1000000
800000 Min = -156600 Maks = 91800 600000
400000
200000
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Waktu (jam)
Pemompaan komulatif
Konsumsi komulatif
Problem set-3 : Tentukan tinggi menara pendistribusi air bersih di titik 1, apabila diketahui data-data sebagai berikut : - kebutuhan air sambungan rumah = 150 liter/org/hari - kebutuhan air kran umum = 80 liter/org/hari - jumlah konsumen sambungan rumah = 6 orang/sambungan - jumlah konsumen kran umum = 200 orang/kran umum - kebocoran = 15 % - faktor maksimum = 1,3 - faktor puncak = 1,8 - koefisien kekasaran pipa (CHW) = 110 Data sambungan di setiap jalur : Jalur 1–2 2-3 3-4 3-5 2-6
Kran umum 2 1 1 3 2
Sambungan rumah 20 40 50 15 50
Solusi : Perhitungan tinggi reservoir air, dilakukan secara tabelaris seperti lembar di berikut ini.
Sanitasi Pemukiman
1- 2
PROBLEM SET-3 : TINGGI MENARA RESERVOIR PENDISTRIBUSI AIR BERSIH Tentukan tinggi menara di titik 1, apabila diketahui hal-hal sebagai berikut : - Kebutuhan air sambungan rumah = 120 Liter/orang.hari - Kebutuhan air keran umum = 80 Liter/orang.hari
Catatan : Tinggi tekanan air (head) terhadap tinggi muka tanah setempat (PDAM) : - Tinggi tekanan dinamis minimal, hmin = 6 m.k.a untuk pipa pelayanan.
- Konsumen sambungan rumah - Konsumen keran umum - Kebocoran - Faktor maksimum
= = = =
6 orang/sambungan 200 orang/kran umum 15 % 1,3
- Tinggi tekanan statis maksimal, hmaks. = 50 % x tekanan kerja pipa yang dipakai..
- Faktor puncak - Koefisien kekasaran pipa (CHW )
=
1,8
- Tekanan minimal, pmin = 5 psi (35 kN/m2) atau h = 3,57 m.k.a. untuk keran rumah tangga
=
110
Data sambungan di setiap jalur pipa Sambungan Konsumen/samb. (or) Jalur pipa Keran umum Rumah Keran umum Rumah (1) 1-2 2-3 3-4 3-5 2-6
(2) 2 1 1 3 2
(3) 20 40 50 15 30
(4) 400 200 200 600 400
(5) 120 240 300 90 180
Keran umum
Rumah
(6) 32000 16000 16000 48000 32000
(7) 14400 28800 36000 10800 21600
Menurut WRM (water resources management) : - Tekanan minimal, pmin = 20 psi (140 kN/m2) atau h = 14,77 m.k.a. untuk pipa pelayanan.
Kebutuhan air (Liter/hari) Qd Qm=(1,3Qd) Qp=(1,8Qd) Bocor 15% (8) 6960 6720 7800 8820 8040
(9) 53360 51520 59800 67620 61640
(10) 69368 66976 77740 87906 80132
(11) 96048 92736 107640 121716 110952
HL hitung (m)
HL grafik (m)
jalur
penyaluran
L (m)
d (mm)
mayor + minor
mayor + minor
(12) 1,112 1,073 1,246 1,409 1,284
(13) 6,124 3,728 1,246 1,409 1,284
(14) 500 400 400 500 500
(15) 150 125 75 75 100
(16) 0,797 0,618 0,977 1,533 0,318 4,243
(17)
Konsumsi (Ltr/det)
Ukuran pipa
Sambungan : Jalur pipa (1) 1-2 2-3 3-4 3-5 2-6
Konsumsi (Ltr/det) jalur penyaluran (12) (13) 1,112 6,124 1,073 3,728 1,246 1,246 1,409 1,409 1,284 1,284
Ukuran pipa L (m) d (mm) (14) (15) 500 150 400 125 400 75 500 75 500 100
HL hitung (m) HL grafik (m) mayor + minor mayor + minor
(16) 0,797 0,618 0,977 1,533 0,318 4,243
(17)
Elevasi air pizometrik (HGL) versi PDAM di titik : 3= 735,477 atau 3= 736,033 3= 736,033 (dipilih) 2= 736,651 atau 2= 736,351 2= 736,651 (dipilih) 1= 737,448 (Elevasi menara) 6,948 m terhadap MT.di titik 1. Tinggi menara >
Tinggi tekanan air (HGL) versi WRM di titik : 3 = 747,447 atau 3 = 741,747 3 = 747,447 (dipilih) 2 = 748,065 atau 2 = 747,765 2 = 748,065 (dipilih) 1 = 748,862 (Elevasi menara) 17,565 m terhadap MT.di titik 1. Tinggi menara =
Keterangan : Kol. (1) = Data Kol. (2) = Data Kol. (3) = Data Kol. (4) = Konsumen persambungan keran umum*Kol.(2) Kol. (5) = Konsumen persambungan rumah*Kol.(3) Kol. (6) = Kebutuhan air keran umum*Kol.(4) Kol. (7) = Kebutuhan air sambungan rumah*Kol.(5) Kol. (8) = Persentase tambahan air akibat kebocoran*(Kol.(6) + Kol.(7)) Kol. (9) = Kol.(6) + Kol.(7) + Kol.(8) Kol.(10) = Faktor maksimum*Kol.(9) Kol.(11) = Faktor puncak*Kol.(9) Kol.(12) = Kol.(11) / (60*60*24) Kol.(13) = Debit penyaluran disesuaikan dengan kondisi jalur pipa Kol.(14) = Data panjang pipa (L) setiap jalur pipa Kol.(15) = Data diameter pipa (d) setiap jalur pipa Kol.(16) = Nilai hL hitungan = 1,1*(HL mayor) = 1,1*(10,66*L / (C^1,852*d^4,87))*Qp^1,852 Kol.(17) = Nilai HL dari grafik Hazen-William Elevasi air pizometrik (HGL) di titik : 3 = Elevasi titik 4 + head titik 4 + head losses di titik 4, atau 3 = Elevasi titik 5 + head titik 5 + head losses di titik 5 3 = pilih elevasi air pizometrik (HGL) di titik 3 yang tertinggi dari 2 pilihan di atas 2 = Elevasi air pizometrik (HGL) di titik 3 (dipilih) + head losses di titik 3, atau 2 = Elevasi titik 6 + head titik 6 + head losses di titik 6 2 = pilih elevasi air pizometrik (HGL) di titik 2 yang tertinggi dari 2 pilihan di atas 1 = Elevasi air pizometrik (HGL) di titik 2 (dipilih) + head losses di titik 2 Tinggi menara = Elevasi air pizometrik (HGL) di titik 1 - elevasi muka tanah di titik 1.
Sanitasi Pemukiman
1-
3
5.2 POMPA Pompa merupakan mesin hidrolik yang berfungsi untuk menaikkan tinggi tekanan air, atau perangkat alat yang dapat mengisi reservoir air yang letaknya berada di tempat yang lebih tinggi dari sumber air yang dipompa. 1) Daya pompa. γa Q h p
P=
η
dimana : P = daya pompa, dalam satuam watt Q = debit pemompaan, dalam satuam m3/detik hp = tinggi power pompa = hstatik + ∑hL , dalam satuan m. γa = berat jenis air, dalam satuan kN/m3. η = efisiensi pompa, tanpa satuan. 2) Effisiensi pompa. Untuk pompa yang relatif masih baru mempunyai efisiensi 85%, sedang pompa yang sudah lama efisiensinya berkisar 65%. η=
Out put water horse power WHP = = = (85 ~ 65) % In put BHP break horse power
3) Daya listrik. Tenaga listrik yang diperlukan untuk menggerakkan motor pompa (gerak mula) pada saat swtch-on cukup besar daya yang diperlukan, namun lambat-laun akan mencapai kondisi normal seperti besarnya daya pompa (P). Tenaga listrik yang harus disediakan untuk sistem pemompaan tersebut = ± 3P (Watt) 4) Menentukan NSPH (net positive suction head) Pada sisi isap pompa, umumnya terjadi tekanan rendah, dan pada kondisi ini kemungkinan dapat terjadi kavitasi di dalam pompa. Kavitasi terjadi apabila tekanan cairan pada suatu lokasi tertentu turun menjadi tekanan uap dari cairannya. Apabila ini terjadi, terbentuklah gelembung uap (“cairan mulai mendidih”), fenomena ini dapat menyebabkan turunnya efisiensi selain merusak struktur material pompa. Dalam kenyataannya terdapat dua harga NSPH. Yang pertama adalah NSPH yang diperlukan (required), dituliskan dengan NSPHR, yang nilainya harus dijaga agar tidak membesar, sehingga kavitasi tidak terjadi. Untuk menentukan besarnya nilai NSPHR untuk setiap laju aliran dapat ditentukan dari brosur / specifikasi pompa oleh pabrik pembuatnya. Yang kedua adalah NSPH yang tersedia (available), dituliskan dengan NSPHA. Untuk menentukan besarnya nilai NSPHA p p NSPH A = atm − v − z1 − ∑ hL γa γa dimana :
patm /γa = tekanan atmosfir, dalam satuan ft kolom air (lihat Tabel 5.1). pv/γa = Vapor pressure, dalam satuan ft kolom air (lihat Gambar 5.1) ∑hL = total hilang tinggi tekanan air pada pipa isap (suction line), dalam satuan ft. z1 = jarak muka air reservoir-1 terhadap sisi isap pompa, dalam satuan ft. Agar pompa dapat beroperasi dengan baik, maka NSPHA ≥ NSPHR.
Gambar 5.1 Kurva tekanan uap terhadap temperatur. Tabel 5.1 Tekanan atmosfir pada berbagai variasi ketinggian tempat terhadap muka air laut. Elevation above sea level (ft) 0 500 1000 1500
AtmosElevation pheric above pressure sea level (ft of water) (ft) 34,0 2000 33,3 2500 32,7 3000 32,1 3500
AtmosElevation pheric above pressure sea level (ft of water) (ft) 31,5 4000 31,0 4500 30,4 5000 29,9 5500
AtmosElevation pheric above pressure sea level (ft of water) (ft) 29,4 6000 28,9 7000 28,4 8000 27,9 10000
Atmospheric pressure (ft of water) 27,4 26,4 25,5 23,7
Gambar dan Kurva pompa yang penting untuk diketahui :
Sanitasi Pemukiman
1- 2
Gambar 5.2 Deep-well jet pump.
Gambar 5.3 Shallow-well .
Sanitasi Pemukiman
1- 3
Gambar 5.4 Portable submersble pump.
Sanitasi Pemukiman
1- 4
Gambar 5.5 Kurva unjuk kerja pompa Sentrifugal, Total head vs kapasitas.
Gambar 5.6 Kurva unjuk kerja pompa Centrifugal.
Sanitasi Pemukiman
1- 5
Gambar 5.7 Kurva unjuk kerja untuk 2x3-10 pompa sentrifugal pada 3500 rpm. Data didapat dari 5 macam diameter impeller yang berbeda.
Gambar 5.8 Gabungan kurva unjuk kerja untuk 2x3-10 pompa sentrifugal pada 3500 rpm. Data didapat dari 5 macam diameter impeller yang berbeda.
Sanitasi Pemukiman
1- 6
Gambar 5.9 Kurva karakteristik titik operasi pompa. Pompa dapat dipasang secara seri atau paralel untuk memenuhi tambahan head atau kapasitas aliran. Jika dua pompa dipasang seri,kurva unjuk kerja susunan pompa ini diperoleh dengan tambahan head pada laju aliran yang sama. Seperti diperlihatkan pada Gambar 1.10a, untuk dua buah pompa identik yang disusun secara seri, head aktual yang diperoleh oleh fluida maupun untuk laju alirannya akan meningkat, tetapi keduanya tidak akan menjadi dua kali lipat jika kurva sistem tetap sama. Titik oprasi pada (A) untuk satu pompa dan bergerak ke titik (B) untuk dua pompa yang dipasang seri. Untuk dua buah pompa identik yang dipasang secara paralel, kombinasi kurva unjuk kerja diperoleh dengan menambahkan laju aliran pada head yang sama, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.10b. Seperti yang diilustrasikan, laju aliran untuk sistem tidak menjadi dua kali lipat dengan tambahan dua pompa secara paralel (jika kurva sistem yang digunakan sama). Namun demikian, untuk kurva sistem yang relatif mendatar, seperti yang ditunjukkan Gambar 1.10b, dapat diperolrh kenaikan laju aliran yang cukup besar dengan bergeraknya titik operasi (A) ketitik (B).
A
B
Gambar 5.10 Pengaruh operasi 1 pompa, dan 2 pompa yang dipasang paralel.
Sanitasi Pemukiman
1- 7
Problem Set-5.1 : Lakukan pemilihan pompa yang layak digunakan serta besarnya tenaga listrik yang harus disediakan untuk sistem pemompaan seperti pada gambar, bila diketahui data seperti berikut : - Diameter pipa, d = 80 mm - Koefisien kekasaran pipa Darcy-Weisbach, f = 0,025 - Debit pemompaan, Q = 2,5 liter/detik.
Solusi : Perhitungan head losses dan daya pompa 1) Menentukan tinggi tekanan pada pipa isap (suction friction head) : - Debit Q = 2,5 liter/detik - Tinggi tekanan kecepatan pada pipa isap (suction velocity head) : (Q /( 14 π d 2 )) 2 (0,0025/( 14 π 0,082 )) 2 V2 2g
-
=
2g
=
2 (9,81)
= 0,01262 m.
Tinggi pipa isap (static suction lift) = 3,00 m.
Sanitasi Pemukiman
1- 8
Uraian hilang tinggi tekanan pada pipa isap (suction friction head losses) : System line 1. Strainer, GSP ∅80 mm 2. Foot valve, GSP ∅80 mm 3. Pipa GSP ∅80, pjg 3,00 m 4. Elbow 90o, GSP ∅80 mm 5. Gate valve, GSP ∅80 mm 6. Pipa GSP ∅80, pjg 2,00 m
Head losses major dan minor, (m). hL1 = k (V2/2g) = 0,05 (0,01262) = 0,00063 hL2 = k (V2/2g) = 1,40 (0,01262) = 0,01767 hf1 = f L/d (V2/2g) = 0,025(3/0,08) (0,01262) = 0,01183 hL3 = k (V2/2g) = 0,20 (0,01262) = 0,00252 hL4 = k (V2/2g) = 0,15 (0,01262) = 0,00189 hf2 = f L/d (V2/2g) = 0,025(2/0,08) (0,01262) = 0,00789 ∑hL = 0,04244 m. Total tinggi tekanan pada pipa isap (suction friction total head) : = (0,01262 + 3,00 + 0,04244) = 3,05506 m. 2) Menentukan tinggi tekanan pada pipa penyalur (discharge friction head) - Tinggi tekanan kecepatan pada pipa penyalur (discharge velocity head) : (Q /( 14 π d 2 )) 2 (0,0025/( 14 π 0,082 )) 2 V2 2g
-
=
2g
=
2 (9,81)
= 0,01262 m.
Tinggi pipa penyalur (static discharge head) = 13,00 m.
Uraian hilang tinggi tekanan pada pipa penyalur (discharge friction head losses) : System line Head losses major dan minor, (m). 2 h = k (V /2g) = 2,50 (0,01262) = 0,03155 1. Check valve, GSP ∅80 L1 2 hL2 = k (V /2g) = 0,15 (0,01262) = 0,00189 2. Gate valve, GSP ∅80 hf1 = f L/d (V2/2g) = 0,025(5/0,08) (0,01262) = 0,01972 3. Pipa GSP ∅80, pjg 5 m hL3 = k (V2/2g) = 0,20 (0,01262) = 0,00252 4. Elbow 90o, GSP ∅80 5. Pipa, GSP ∅80, pjg 13 m hf2 = f L/d (V2/2g)=0,025(13/0,08) (0,01262) = 0,05127 hL4 = k (V2/2g) = 0,20 (0,01262) = 0,00252 6. Elbow 90o, GSP ∅80 hf3 = f L/d (V2/2g) = 0,025(1/0,08) (0,01262) = 0,00394 7.Pipa GSP ∅80, pjg 1m hL5 = k (V2/2g) = 0,20 (0,01262) = 0,00252 8. Elbow 90o, GSP ∅80 ∑hL = 0,11595 m. Total tinggi tekanan pada pipa penyalur (discharge friction total head) : = (0,01262 + 13,00 + 0,11595) = 13,12857 m. 3) Menentukan daya pompa (power pump) Daya pompa, P =
γa Q h P ( 9,81) ( 2,5/1000) ( 3,05506 + 13,12857 ) = 0,397 kWatt. = η 0,85
= 397 Watt. 4) Tenaga listrik yang harus disediakan untuk sistem pemompaan tersebut = ± 3P
= ± 1191 Watt
Sanitasi Pemukiman
1- 9
≈ 1300 Watt. 5) Menentukan NSPH (net positive suction head) p p NSPH A = atm − v − z1 − ∑ hL γa γa NSPHA = 31 – 2,19 - 9,84 - 0,380316 = 18,589 ft. NSPHR = 5,0 ft (dari kurva karakteristik pompa sentrifugal/brosur/spesifikasi pompa dari pabrik pembuatnya) NSPHA = 18,589 ft > NSPHR = 5,00 ft → (Ok, kavitasi pada pompa dapat dihindari). Kriteria Pemilihan Pompa - Jenis Pompa Dipilih pompa type sentrifugal dengan data-data sebagai berikut : a) Kapasitas pompa = 2,5 liter/detik = 150 liter/menit. b) Total head, hp = hstatic lift + hstatic discharge + ∑(hL pipa, fittings, dll.) = 3,00 m + 13,00 m + (0,04244 +0,11595) m = 16,15839 m. ≈ 17,00 m. - Size Pompa Dengan mengetahui kapasitas dan total head dapat dipilih size pompa, seperti terlihat pada gambar di bawah ini (kurva karakteristik pompa sentrifugal atau brosur/spesifikasi pompa dari pabrik pembuatnya) → Jadi diperlukan pompa yang berkapasitas Q = 150 liter/menit, dan total head h = 17,00 m, daya pompa P = 397 Watt, diameter impeller D = 6”, dan kecepatan putaran impeller pada oprasi pompa N = 3500 rpm.
Sanitasi Pemukiman
1 - 10
Sanitasi Pemukiman
1 - 11
