PERENCANAAN SALURAN TERTUTUP
Oleh PLUTO PRABADI NIM.1231310084
POLITEKNIK NEGERI MALANG JURUSAN TEKNIK SIPIL MALANG 2012
KATA PENGANTAR Syukur Alhamdulillah, Saya panjatkan kehadirat Allah SWT atas terselesainya Tugas Besar ini, dengan harapan tugas ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri khususnya dan para pembaca pada umumnya. Dengan adanya laporan tugas ini Mahasiswa diharapkan bisa memahami prakteknya di lapangan dan juga lebih terampil dan lebih menguasai materi ini, sehinggga dapat menjadi bekal dan mempersiapkan diri lebih baik untuk terjun dalam dunia kerja nantinya. Saya merasa tugas ini masih sangat jauh dari sempurna dikarenakan masih ada kekeliruan dalam penyusunannya. Oleh karena itu saran dan kritik dari pembaca yang membangun sangat Sayai harapkan. Semoga tugas yang Saya buat ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Malang, 26 Januari 2014
Pluto Prabadi
i|Page
Daftar Isi KATA PENGANTAR ......................................................................................................... i BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................................. 1 1.1
Latar Belakang..................................................................................................... 1
1.2
Tujuan ................................................................................................................. 1
BAB II DASAR TEORI .................................................................................................................. 2 2.1
Sistem Perpipaan ................................................................................................ 2
2.2
Debit Aliran ......................................................................................................... 4
2.3
Persamaan Kontinuitas ....................................................................................... 5
2.4
Mekanika Fluida .................................................................................................. 9
Aliran Tak-termampatkan ................................................................................. 12
Aliran Termampatkan ....................................................................................... 13
BAB III PERENCANAAN DAN SISTEM JARINGAN PIPA ..................................................... 22 BAB IV PENUTUP ........................................................................................................................ 26 Daftar pustaka ................................................................................................................... 27
ii | P a g e
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Guna mendukung kelancaran penyediaan air baku, khususnya untuk keperluan kebutuhan air baku domestik diperlukan juga kualitas dari system perpipaan. Pipa pada umumnya digunakan sebagai sarana untuk menghantarkan fluida baik berupa gas maupun cairan dari suatu tempat ke tempat yang lain. Adapun system pengaliran fluida dilakukan dengan metode grafitasi maupun dengan system aliran bertekanan. Umunya bagian perpipaan dan detailnya merupakan standar dari unit, seperti ukuran diameter, jenis katup yang akan dipasang, baut dan gasket pipa, penyangga pipa, dan lain-lain. Sehingga dengan demikian akan terdapat keseragaman ukuran anatar satu dengan lainnya. Sedangkan dipasaran telah terdapat berbagai jenis pipa dengan ukuran dan bahan tertentu sesuai dengan kebutuhan seperti dari bahan Cast Iron, PVC, New Steel, Galvanized Iron, dll. Pada perencanaan saluran air bersih diperlukan penentuan diameter serta kapasitas dan tinggi tandon dilakukan berdasarkan debit aliran, agar diperoleh hasil yang optimum.
1.2 Tujuan Tujuan dari perencanaan ini adalah sebagai berikut
:
Menegetahui dan memahami aplikasi ilmu yang diperoleh mata kuliah “Hidrolika”.
Dapat
membuat
suatu
jaringan
pipa
yang
digunakan
untuk
mendistribusikan air bersih.
Dapat menganalisa distribusi debit pipa, merencanakan jalur pipa, jenis dan diameter pipa, debit aliran dan kehilangan energy.
1|Page
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Sistem Perpipaan Kriteria perencanaan teknis jaringan distribusi air bersih digunakan sebagai pedoman dalam merencanakan jaringan distribusi air bersih Perumahan, sehingga jaringan yang direncanakan dapat memenuhi persyaratan teknis dan hidrolis serta ekonomis. Sistem
distribusi
air
bersih
bertujuan
untuk
mengalirkan/membagikan air bersih ke seluruh daerah pelayanan dengan merata dan berjalan secara terus menerus sesuai dengan kebutuhan konsumen. Untuk kelancaran sistem pendistribusian tersebut, perlu diperhatikan faktor-faktor berikut : Tersedianya tekanan yang cukup pada jaringan pipa distribusi, sehingga air masih bisa mengalir ke rumah-rumah dengan sisa tekanan yang cukup. Kuantitas air yang mencukupi kebutuhan penduduk/konsumen dan dapat melayani 24 jam. Kualitas air bersih terjamin mulai dari pipa distribusi sampai ke konsumen. http://eprints.undip.ac.id 2.1.1
Pertimbangan Pemilihan Jaringan Perpipaan Kriteria Perencanaan
Diameter pipa dihitung berdasarkan debit aliran puncak jam (peak hour).
Kecepatan aliran rata-rata aliran dalam pipa.
Jalur perpipaan harus diatur sebagai berikut :
2|Page
-
Terletak di tanah pemerintah atau umum (misalnya di pinggir jalur umum).
Pipa yang menyebrangi jalan umum harus dilindungi.
Setiap sambungan (fitting) harus diberi bantalan (trust block) yang ukurannya disesuaikan dengan kebutuhan.
Ke dalam pipa minimal 90-120 cm untuk pipa diameter < 900 mm, dan 150 cm untuk pipa dengan diameter > 1000 mm.
Tekanan yang terjadi dalam pipa tidak boleh melebihi 70% tekanan pipa yang yang diijinkan.
Tekanan minimum pada pipa induk adalah 1 kg/cm2.
Klasifikasi Jaringan Perpipaan Jaringan perpipaan air bersih dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Pipa induk (pipa utama/primer) adalah pipa distribusi air utama pada daerah tertentu sampai kepipa sekunder. 2. Pipa cabang (pipa sekunder) adalah pipa distribusi yang dipergunakan untuk membagi air dari suatu wilayah pipa primer sampai kepipa tersier. 3. Pipa pelayanan (pipa tersier) adalah pipa distribusi yang langsung kerumah-rumah (konsumen).
Tujuan dan pengklasifikasian jaringan perpipaan ini adalah untuk memisahkan bagian jaringan menjadi suatu sistem hidrolis tersendiri sehingga memberikan keuntungan seperti :
Kemudahan dalam pengoperasian, sesuai dengan debit yang mengalir.
Mempermudah perbaikan jika terjadi kerusakan.
3|Page
Meratakan sisa tekanan dalam jaringan perpipaan,m sehingga setiap daerah pelayanan mendapatkan sisa tekanan relatif tidak jauh berbeda.
Mempermudah pengembangan jaringan perpipaan, sehingga jika dilakukan perluasan dan pengembangan tidak perlu mengganti jaringan yang sudah ada, dengan catatan masih memenuhi syarat kriteria hidrolis.
2.2 Debit Aliran Debit aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan volume per waktu. Debit adalah satuan besaran air yang keluar dari Daerah Aliran Sungai (DAS). Satuan debit yang digunakan adalah meter kubir per detik (m3/s). Debit aliran adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati
suatu
penampang
melintang
sungai
per
satuan
waktu
(Asdak,2002). Dalam praktek, sering variasi kecepatan pada tampang lintang diabaikan, dan kecepatan aliran dianggap seragam di setiap titik pada tampang lintang yang besarnya sama dengan kecepatan rerataV, sehingga debit aliran adalah:
Q = AxV Dengan : Q =Debit Aliran (m3/s) A = Luas Penampang (m2) V = Kecepatan Aliran (m/s)
4|Page
2.3 Persamaan Kontinuitas Bayangkan suatu permukaan yang berbatas dalam suatu fluida yang bergerak. Maka, pada umumnya, fluida yang mengalir masuk ke dalam volume yang dilingkupi permukaan tersebut di titik-titik tertentu dan keluar di titik-titik lain. Persamaan Kontinuitas adalah suatu ungkapan matematis mengenaihal bahwa jumlah netto massa yang mengalir ke dalam sebuah permukaan terbatas sama dengan pertambahan massa di dalam permukaan itu.
Gambar di atas menunjukkan aliran fluida dari kiri ke kanan ( fluida mengalir dari pipa yang berdiameter besar menuju diameter yang kecil ). Garis putus-putus merupakan garis arus. Keterangan gambar : A1 = luas penampang bagia pipa yang berdiameter besar. A2 = luas penampang bagian pipa yang berdiameter kecil. v1 = kecepatan aliran fluida pada bagian pipa yang berdiameter besar. v2 = kecepatan aliran fluida pada bagian pipa yang berdiameter kecil. L = jarak tempuh fluida. Pada fluida dinamis, terdapat beberapa sub bab yang membahas tentang aliran fluida yang tak termampatkan, tak kental, tak berolak dan tunak.
5|Page
2.3.1
Persamaan Kontinuitas untuk Fluida Tunak Pada aliran tunak, kecepatan aliran fluida di suatu titik sama dengan kecepatan aliran partikel fluida lain yang melewati titik itu. Aliran fluida juga tidak saling berpotongan ( garis arusnya sejajar ). Karenanya massa fluida yang masuk ke salah satu ujung pipa harus sama dengan massa fluida yang keluar di ujung lainnya. Jika fluida memiliki massa tertentu masuk pada pipa yang berdiameter besar, maka fluida tersebut akan keluar pada pipa yang berdiameter kecil dengan massa yang tetap. Dari gambar di atas dapat di lihat bagian pipa yag diameternya besar dan bagian pipa yag diameternya kecil. Selama selang waktu tertentu, sejumlah fluida mengalir melalui bagian pipa yang berdiameter besar (A1) sejauh L1 (L1 = v1t). Volume fluida yang mengalir adalah V1 = A1L1 = A1v1t. Nah, selama selang waktu yang sama, sejumlah fluida yang lain mengalir melalui bagian pipa yang diameternya keil (A2) seauh L2 (L2 = v2t). Volume fluida yang mengalir adalah V2 = A2L2t.
2.3.2 Persamaan Kontinuitas untuk Fluida Tak-termampatkan Pada fluida tak-termampatkan (incompressible), kerapatan alias massa jenis fluida selalu sama di setiap titik yang dilaluinya. Massa fluida yang mengalir dalam pipa yang memiliki luas penampang A1 (diameter pipa yang besar) selama selang waktu tertentu adalah :
6|Page
Demikian juga, massa fluida yang mengalir dalam pipa yang memiliki luas penamang A2 (diameter pipa yang kecil) selama selang waktu tertentu adalah :
Mengingat bahwa dalam aliran tunak, massa fluida yang masuk sama dengan massa fluida yang keluar, maka :
(massa jenis fluida dan selang waktu sama sehingga dilenyapkan) Jadi, pada fluida tak-termampatkan, berlaku persamaan kontinuitas
:
Keterangan : A1 = Luas penampang 1 A2 = Luas penampang 2 v1 = Kecepatan aliran fluida pada penampang 1 v2 = Kecepatan aliran fluida pada penampang 2 Av = Laju aliran volume V/t alias debit
Persamaan 1 menunjukkan bahwa aliran volume alias debit selalu sama pada setiap titik sepanjang pipa/tabung aliran. Ketika
7|Page
penampang pipa mengecil, maka laju aliran fluida meningkat, sebaliknya ketika penampang pipa menjadi besar, laju aliran fluida menjadi kecil.
2.3.3
Persamaan Kontinuitas untuk Fluida Termampatkan Untuk kasus fluida yang termampatkan alias compressible, massa jenis fluida selalu sama. Dengan kata lain, massa jenis fluida berubah ketika dimampatkan. Kalau pada fluida Tak-termampatkan massa jenis fluida tersebut kita lenyapkan dari persamaan, maka pada kasus ini massa jenis fluida tetap disertakan. Dengan berpedoman pada persamaa yang telah diturunkan sebelumnya. Mengingat bahwa dalam aliran tunak, massa fluida yang masuk sama dengan massa fluida yang keluar, maka :
Selang waktu aliran fluida sama sehingga bisa dilenyapkan. Persamaan berubah menjadi :
Ini adalah persamaan untuk kasus fluida termampatkan. Bedanya hanya terletak pada massa jenis fluida. Apabila fluida termampatkan, maka jenisnya berubah. Sebaliknya apabila fluida ta terampatkan, massa jenisnya selalu sama sehingga bisa kita lenyapkan. Plambing atau sistem perpipaan air bersih harus direncanakan sedemikian rupa sehingga memenuhi syarat kualitas, kuantitas, dan kontinuitas air bersih. Perencanaan plambing air bersih harus dibuat secara
cermat,
terutama
untuk
menghindari
terjadinya cross
8|Page
conection, yaitu bercampurnya air bersih dengan air buangan sehingga air tidak memenuhi syarat sebagai air untuk kebutuhan sehari-hari. Hal itu dapat terjadi misalnya karena ada kesalahan dalam pemasangan pipa, dsb.
Tiga hal yang penting yang perlu dipertimbangkan dalam konsep plambing air bersih adalah :
Jumlah lantai bangunan
Tekanan yang tersedia
Besar aliran yang dapat diperoleh
2.4 Mekanika Fluida Dalam aliran laminer partikel-partikel zat cair bergerak teratur mengikiuti lintasan yang saling sejajar. Aliran laminer lebih mudah terjadi bila kecepatan aliran relatif kecil sedangkan viskositas cairan besar dan pengaruh kekentalan cukup dominan dibandingkan dengan kecepatan aliran, sehingga partikel-partikel zat cair akan bergerak teratur menurut lintasan lurus (Triatmojo 1996 : 6). Secara matematis aliran laminer akan terjadi bila perbandingan momentum dan gaya viskous ada di bawah 2000, atau yang lebih dikenal dengan bilangan Reynold (Re) < 2000. Bilangan Reynold (Re) dapat ditulis dalam bentuk rumus sebagai berikut: Re = Dengan : V = kecepata rerata, D = diameter pipa, ν = kekentalan kinematik.
9|Page
Kehilangan energi selama pengaliran melalui pipa diturunkan dengan menggunakan gambar 2.5, kehilangan energi pada pengaliran antara titik 1 dan 2 adalah :
Karena V1 = V2, maka : Apabila nilai
dari persamaan V=
disubsitusikan ke dalam bentuk diatas, maka akan diperoleh :
10 | P a g e
dengan ν (nu) adalah kekentalan kinematik. Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Poiseuille. Satu hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa aliran laminar tidak dipengaruhi oleh bidang batas atau kekasaran dinding. Gambar 2.6 menunjukan distribusi kecepatan dan tegangan geser didalam pipa lingkaran. Tegangan geser pada dinding pipa biasanya diberi notasi o τ .
2.5
Hukum Reynold Dari hasil eksperimen diperoleh bahwa koefisien gesekan untuk pipa silindris merupakan fungsi dari bilangan Reynold (Re). Dalam menganalisa aliran di dalam saluran tertutup, sangatlah penting untuk mengetahui tipe aliran yang mengalir dalam pipa tersebut. Untuk itu harus dihitung besarnya bilangan Reynold dengan mengetahui parameterparameter yang diketahui besarnya. Besarnya Reynold (Re), dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
11 | P a g e
Karena viskositas dinamik dibagi dengan massa jenis fluida merupakan viskositas kinematik (v) maka bilangan Reynold, dapat juga dinyatakan :
2.6
Persamaan Bernouli Adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama. Prinsip ini diambil dari nama ilmuwan Belanda/Swiss yang bernama Daniel Bernoulli. Dalam bentuknya yang sudah disederhanakan, secara umum terdapat dua bentuk persamaan Bernoulli; yang pertama berlaku untuk aliran tak-termampatkan (incompressible flow), dan yang lain adalah untuk fluida termampatkan (compressible flow).
Aliran Tak-termampatkan Aliran tak-termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan tidak berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida tak-termampatkan adalah: air, berbagai jenis minyak, emulsi, dll. Bentuk Persamaan Bernoulli untuk aliran tak-termampatkan adalah sebagai berikut:
di mana:
v = kecepatan fluida g = percepatan gravitasi bumi
12 | P a g e
h = ketinggian relatif terhadap suatu referensi p = tekanan fluida = densitas fluida
Persamaan di atas berlaku untuk aliran tak-termampatkan dengan asumsi-asumsi sebagai berikut:
Aliran bersifat tunak (steady state)
Tidak terdapat gesekan (inviscid)
Dalam bentuk lain, Persamaan Bernoulli dapat dituliskan sebagai berikut:
Aliran Termampatkan Aliran termampatkan adalah aliran fluida yang dicirikan dengan
berubahnya besaran kerapatan massa (densitas) dari fluida di sepanjang aliran tersebut. Contoh fluida termampatkan adalah: udara, gas alam, dll. Persamaan Bernoulli untuk aliran termampatkan adalah sebagai berikut:
di mana: = energi potensial gravitasi per satuan massa; jika gravitasi konstan maka = entalpi fluida per satuan massa Catatan:
, di mana
adalah energi termodinamika per satuan
massa, juga disebut sebagai energi internal spesifik.
13 | P a g e
2.7
Faktor Aliran Air dalam Pipa 2.7.1 Pencegahan Pencemaran Air Pencegahan pencemaran air lebih ditekankan pada sistem penyediaan air dan ini adalah faktor terpenting ditinjau dari segi kesehatan. Hal-hal yang dapat menyebabkan pencemaran air antara lain, masuknya kotoran, binatang-binatang kecil ke dalam tangki, terjadinya karat dan rusaknya bahan tangki dan pipa, terhubungnya pipa air bersih dengan pipa lainnya, tercampurnya air minum dengan air dari jenis kualitas lainnya (kualitas yang lebih rendah). Aliran balik (back flow) air dari jenis kualitas lainnya ke dalam air buangan.
Beberapa hal yang dapat dilakukan untuk mencegah terjadinya pencemaran air bersih adalah: 1. Larangan hubungan pintas, yaitu hubungan secara langsung antara 2 sistem pipa yang berbeda, 1 sistem pipa untuk air minum dan sistem lainnya untuk pipa yang mana kualitas airnya tidak sama, sehingga air akan dapat mengalir dari satu pipa ke pipa lainnya. 2. Pencegahan aliran balik (back flow) dapat dilakukan dengan berbagai cara : a. Menyediakan celah udara, adalah ruang bebas berisi udara bebas, antara bagian terendah dari lubang pipa atau keran yang akan mengisi air ke dalam tangki atau peralatan plambing lainnya, dengan muka air meluap melalui bibir tangki atau peralatan plambing tersebut. b. Memasang pemecah vakum, terdiri dari dua jenis:
Pemecah vakum tekanan-atmosfir, dipasang pada alat-alat yang mengalami tekanan hanya apabila ada aliran air.
Pemecah vakum tekanan-positif, dipasang pada sisi yang bertekanan air terus-menerus. 14 | P a g e
2.7.2 Tekanan air dan kecepatan aliran Tekanan air yang kurang mencukupi akan menimbulkan kesulitan dalam pemakaian air. Tekanan yang berlebihan dapat menimbulkan rasa sakit terkena pancaran air serta mempercepat kerusakan peralatan plambing, dan menambah kemungkinan timbulnya pukulan air. Kecepatan aliran air yang terlampau tinggi akan dapat menambah kemungkinan timbulnya pukulan air, dan menimbulkan suara berisik dan kadang-kadang menyebabkan ausnya permukaan dalam dari pipa. Di lain pihak, kecepatan yang terlampau rendah ternyata dapat menimbulkan efek kurang baik dari segi korosi, pengendapan kotoran, ataupun kualitas air. Biasanya digunakan standar kecepatan sebesar 0.9-1.2 m/detik, batas maksimal berkisar antara 1,5-2m/detik.
2.7.3 Penaksiran laju aliran air Ada beberapa metode yang digunakan untuk menaksir besarnya laju aliran air,diantaranya, yaitu: 1. Berdasarkan jumlah pemakai Metode ini didasarkan pada pemakaian air rata-rata sehari dari setiap penghuni dan perkiraan jumlah penghuni. Metode ini praktis untuk tahap perencanaan atau juga perancangan. Angka pemakaian air yang diperoleh dengan metoda ini digunakan untuk menetapkan volume tangki bawah, tangki atap, pompa, dsb. 2. Berdasarkan jenis dan jumlah alat plumbing Metode ini digunakan apabila kondisi pemakaian alat plambing dapat diketahui misalnya untuk perumahan atau gedung
15 | P a g e
kecil. Juga harus diketahui pula jumlah dari setiap jenis alat plambing dalam gedung tersebut. 3. Berdasarkan unit beban alat plambing Dalam metode ini untuk setiap alat plambing ditetapkan suatu unit beban (fixture unit). Untuk setiap bagian pipa dijumlahkan besarnya unit beban dari semua alat plambing yang dilayaninya, dan kemudian dicari besarnya laju aliran air dengan kurva yang menghubungkan antara unit beban alat plambing dengan laju aliran. 4. Berdasarkan pemakaian air terhadap waktu
2.7.4 Penentuan ukuran pipa Ukuran pipa ditentukan berdasarkan laju aliran puncak. Disamping itu ada tambahan pertimbangan-pertimbangan lain yang didasarkan pada pengalaman perancang/kontraktor pelaksana. Macam-macam ukuran pipa yaitu 2inc, 1inc, 3/4inc, 1/5inc, dan 1/4inc, diketahui 1inc = 2,54cm.
2.8
Kehilangan Energi Zat cair yang ada di alam ini mempunyai kekentalan, meskipun demikian dalam berbagai perhitungan mekanika fluida ada yang dikenal atau dianggap sebagai fluida ideal. Adanya kekentalan pada fluida akan menyebabkan terjadinya tegangan geser pada waktu bergerak. Tegangan geser ini akan merubah sebagian energi aliran menjadi bentuk energi lain seperti panas, suara dan sebagainya. Pengubahan bentuk energi tersebut menyebabkan terjadinya kehilangan energi. Secara umum didalam suatu instalasi jaringan pipa dikenal dua macam kehilangan energi :
16 | P a g e
1. Kehilangan energi akibat gesekan (Kehilangan Mayor) Kehilangan energi akibat gesekan disebut juga kehilangan energi primer atau major loss. Terjadi akibat adanya kekentalan zat cair dan turbulensi karena adanya kekasaran dinding batas pipa dan akan menimbulkan gaya gesek yang akan menyebabkan kehilangan energi disepanjang pipa dengan diameter konstan pada aliran seragam. Kehilangan energi sepanjang satu satuan panjang akan konstan selama kekasaran dan diameter tidak berubah. Untuk menghitung nilai Kehilangan Mayor bisa dengan rumus sebagai berikut
:
L V2 hf f D 2g Dimana: f
: faktor gesekkan
L
: panjang pipa
D
: diameter pipa
V
: kecepatan aliran
g
: percepatan gravitasi
Khusus untuk aliran laminer, rumus di atas juga bisa ditulisakan dalam:
Rumus di atas berlaku pada pipa yang lingkaran. Apabila pipa tidak lingkaran maka persamaan menjadi: Dimana R adalah jari-jari hidrolis
L V2 hf f 4R 2 g
Nilai f (Faktor Gesek) Aliran Laminer Dimana Re adalah angka Reynold
64 Re 5
f
Aliran pada Pipa Halus dengan 4000
f
0,316 Re 0, 25 17 | P a g e
Aliran Turbulen Pipa Halus
1
f
2 g
2,51 Re f
Aliran Turbulen Peralihan ke Pipa Kasar Dimana Ks adalah kekasaran
1 2 2,51 Ks / d mutlak pipa g Re f 3,71 f
Aliran Turbulen Pipa Kasar
1 f
2 Ks / d g 3,71
Tinggi Kekasaran Pipa
JENIS PIPA (BARU)
NILAI Ks (mm)
Kaca
0,0015
Besi dilapisi aspal
0,06 – 0,24
Besi tuang
0,18 – 0,90
Plester semen
0,27 – 1,20
Beton
0,30 – 3,00
Baja
0,03 – 0,09
Baja dikeling
0,90 – 9,00
Pasangan batu
6,00
18 | P a g e
Diagram Moody
Kehilangan
energi
akibat
perubahan
penampang dan
aksesoris lainnya (Kehilangan Minor) Kehilangan
energi
akibat
perubahan
penampang dan
aksesoris lainnya disebut juga kehilangan energi sekunder atau
minor
loss
terjadi
pada
pembesaran
tampang
(expansion), pengecilan penampang (contraction), belokan atau tikungan. Kehilangan energi sekunder atau minor loss ini akan mengakibatkan adanya tumbukan antara partikel zat cair dan meningkatnya gesekan karena turbulensi serta tidak seragamnya distribusi kecepatan pada suatu penampang pipa. Adanya lapisan batas terpisah dari dinding pipa maka akan terjadi olakan atau pusaran air. Adanya olakan ini akan mengganggu pola aliran laminer sehingga akan menaikan tingkat turbulensi.
19 | P a g e
Dilihat dari akibat kehilangan, Kehilangan Minor dibagi menjadi bermacam-macam namun yang dipakai pada laporan ini adalah : a. Kehilangan Akibat Pelebaran dan Penyempitan Diameter secara Tiba-tiba
V2 hm K 2g Dimana: hm : kehilangan minor (m) K
: koefisien pelebaran/ penyempitan
V
: kecepatan aliran pada pipa yang kecil (m/dt)
g
:percepatan gravitasi (m/dt2)
b. Kehilangan Akibat Belokan Tajam
hm Kb
V2 2g
20 | P a g e
Dimana: hm
: kehilangan minor (m)
Kb
: koefisien belokkan
V
: kecepatan aliran (m/dt)
g
: percepatan gravitasi (m/dt2)
Koefisien Kb untuk belokkan yang tajam
20o
40o
60o
80o
90o
Kb
0,05
0,14
0,36
0,74
0,98
Koefisien ka dan kd untuk d = da
Qa Q
Pipa Bercabang
Pipa Bersatu
90°
45°
90°
45°
ka
kd
ka
kd
ka
kd
ka
kd
0
0,95
0,04
0,90
0,04
-1,20
0,04
-0,92
0,04
0,2
0,88
-0,08
0,68
-0,06
-0,40
0,17
-0,38
0,17
0,4
0,89
-0,05
0,50
-0,04
0,08
0,30
0
0,19
0,6
0,95
0,07
0,38
0,07
0,47
0,41
0,22
0,09
0,8
1,10
0,21
0,35
0,20
0,72
0,51
0,37
-0,17
1
1,28
0,35
0,48
0,33
0,91
0,60
0,37
-0,54
21 | P a g e
BAB III
PERENCANAAN DAN SISTEM JARINGAN PIPA 3.1
Asumsi-asumsi Dalam Perencanaan Saya akan merencanakan sistem air bersih dimana airnya ditampung di tandon terlebih dahulu. Berapakah tinggi tandon yang direncanakan dimana air bersih dapat terdistribusi kerumah-rumah denga baik, dengan asumsi sebagai berikut:: a. Rumah tinggal 1 lantai dengan ketinggian 4 m b. 1 rumah berisikan 4 orang c. tinggi rumah adalah 3,5 meter d. Kebutuhan air orang per hari adalah 150 liter
Dalam merencanakan kita menggunakan:
3.2
Pipa berdiameter 2’’ dan 1’’
Pipa terbuat dari besi tuang ɛ = 0.0004
Contoh Perhitungan Pipa 2a melayani 10 rumah tinggal Mencari debit ( Q ) Q
= jumlah RT x 150 lt/hari = (10 x 4) x 150 = 6000 liter/ hari = 0,00006944 m3/dt
Mencari Kecepatan V
=Q/A 22 | P a g e
= 0,000069/0.000506 = 0,0137 m/dt Mencari Re Re
= ( D V )/ ὐ = (0,254 x 0,0137)/ 0,0000001007 = 3458,63
ɛ/D
= 0,0004/0,0254 = 0,009843
Karena Re> 2000 f bisa didapatkan dari diagram moody.
Mencari hf
23 | P a g e
Mencari hm Pemasukkan V2 hm K in 2g
hm 0,5.
0,00984 2 0,000002421 2.10
Akibat penyempitan hm K
V2 2g
0,13252 hm 0,5 0,0003572 20 K didapat dari diameter terkeci per diameter terbesar Dan didapat dari grafik
d
D
0,00254 0,5 0,00508
24 | P a g e
Belokan tajam (pipa 2a ke pipa 2b) hm Kb
V2 2g
hm 0,98
0.24222 0,0028755 2.10
Kb = 0,98 di karenakan sudut dar belokan adalah 90˚
Dari hasil perhitungan bisa di cari tinggi tandon agar mampu menyupali air secara baik ke setiap rumah-rumah Tinggi tandon 1 = Tinggi rumah + hf total + hm total = 3,5 + 0,41152 + 0,0045836 = 3,9161036 meter ≈ 4 meter Tinggi tandon 2 = Tinggi rumah + hf total + hm total = 3,5 + 0,418429 + 0,0038433 = 3,9222723 meter ≈ 4 meter
25 | P a g e
BAB IV
PENUTUP
4.1
Kesimpulan Dalam merencanakan suatu saluran air bersih agar air dapat mengalir
dengan baik ke seluruh rumah dan tidak menyebabkan nilai kehilangan yang besar maka ada beberapa hal yang harus diperhatikan : 1. Tinggi rumah yang akan dialiri oleh air tersebut 2. Jenis pipa atau nilai kekasaran pipa 3. Jarak rumah terjauh dari tendon 4. Debit, diameter dan kecepatan aliran air 5. Kehilangan energy tiap pipa untuk mengetahui tinggi tendon yang diperlukan dengan rumus tinggi rumah + kehilangan energy total dan dari seluruh perhitungan tinggi tendon diketahui 4 meter.
26 | P a g e
Daftar pustaka
27 | P a g e
