Besarnya kerugian minor akibat adanya kelengkapan pipa menurut Munson, Young Okiishi, 2003 : 50, dirumuskan sebagai:
g V
K h
L L
2
2
= 2.14
dimana: g = gravitasi V = kecepatan aliran fluida dalam pipa
L
K = koefisien kerugian dari lampiran koefisien minor losses peralatan pipa
Menurut Munson, Young Okiishi, 2003 tahanan aliran atau kerugian head melalui katup katup merupakan bagian yang penting dari tahanan sistem.
Kerugian kerugian minor minor losses, untuk membedakan bahwa yang disebut kerugian mayor major losses.
2.6. Persamaan Empiris untuk Aliran di dalam Pipa
Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, bahwa permasalahan aliran fluida dalam pipa dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan Bernoulli,
persamaan Darcy dan diagram Moody. Penggunaan rumus empiris juga dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan aliran. Dalam hal ini digunakan
dua model rumus yaitu persamaan Hazen – Williams dan persamaan Manning. 1.
Persamaan Hazen – Williams dengan menggunakan satuan internasional Sularso Tahara, 1983 : 31, yaitu:
54 ,
63 ,
. .
. 8492
, s
R C
v =
2.15 dimana: v = kecepatan aliran ms
C = koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams R = jari-jari hidrolik
=
4 d
untuk pipa bundar S = slope dari gradient energi head lossespanjang pipa
= l
hl
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Kondisi pipa dan harga C Hazen – Williams Pipa besi cor baru
130 Pipa besi cor tua
100 Pipa baja baru
120-130 Pipa baja tua
80-100 Pipa dengan lapisan semen
130-140 Pipa dengan lapisan ter arang batu
140 Sumber: Sularso Tahara, Pompa Kompressor, Bandung, 1983. hal.
30.
2. Persamaan Manning dengan satuan internasional, menurut Munson,
Young Okiishi, 2003 : 230 yaitu: n
s R
v
2 1
3 2
= 2.16
dimana: n = koefisien kekasaran pipa Manning Persamaan Hazen – Williams umumnya digunakan untuk menghitung
headloss yang terjadi akibat gesekan. Persamaan ini tidak dapat digunakan untuk liquid lain selain air dan digunakan khusus untuk aliran yang bersifat turbulen.
Persamaan Darcy – Weisbach secara teoritis tepat digunakan untuk semua rezim aliran semua jenis liquid. Persamaan Manning biasanya digunakan untuk aliran
saluran terbuka open channel flow.
2.7. Sistem Perpipaan Ganda
Analisa suatu sistem perpipaan yang terdiri dari berbagai pipa atau jalur harus mengikuti beberapa aturan dasar. Suatu sistem perpipaan ganda membentuk
suatu rangkaian. Berbagai kemungkinan membangun sistem perpipaan ganda yang sederhana terdiri dari:
a. Sistem perpipaan susunan seri
b. Sistem perpipaan susunan paralel
Universitas Sumatera Utara
A. Sistem Perpipaan Susunan Seri
Bila dua pipa atau lebih yang ukuran atau kekasarannya berlainan dihubungkan sedemikian rupa sehingga fluida mengalir melalui sebuah pipa
dan kemudian melalui pipa yang lain, dikatakan bahwa pipa-pipa itu dihubungkan seri.
Gambar 2.5. Pipa Yang Dihubungkan Secara Seri
Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara seri maka pipa akan dialiri oleh aliran yang sama. Total kerugian head pada seluruh sistem adalah
jumlah kerugian pada setiap pipa dan perlengkapan pipa, menurut Munson, Young Okiishi, 2003 : 82 dirumuskan sebagai:
Q = Q
1
= Q
2
= Q
3
Q = A
1
V
1
= A
2
V
2
= A
3
V
3
2.17 Σhl = hl
1
+ hl
2
+ hl
3
Persoalan aliran yang menyangkut pipa seri sering dapat diselesaikan dengan mudah dengan menggunakan pipa ekuivalen, yaitu dengan
menggantikan pipa seri dengan diameter yang berbeda-beda dengan satu pipa ekuivalen tunggal. Dalam hal ini, pipa tunggal tersebut memiliki kerugian
head yang sama dengan system yang digantikannya untuk laju aliran yang spesifik.
B. Sistem Perpipaan Susunan Paralel
Kombinasi dua atau lebih pipa yang dihubungkan seperti Gambar 2.5, sedemikian rupa sehingga alirannya terbagi antara pipa-pipa itu kemudian
berkumpul lagi adalah sistem pipa paralel. Dalam analisa sistem pipa paralel, diasumsikan bahwa kerugian-
kerugian kecil ditambahkan pada panjang masing-masing pipa sebagai panjang ekivalen.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.6. Pipa Yang Dihubungkan Secara Paralel
Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara paralel, total laju aliran sama dengan jumlah laju aliran yang melalui setiap cabang dan rugi
head pada sebuah cabang sama dengan pada yang lain, menurut Munson, Young Okiishi, 2003 : 83 dirumuskan sebagai:
Q = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
Q = A
1
V
1
+ A
2
V
2
+ A
3
V
3
2.18 hl = hl
1
= hl
2
= hl
3
Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa persentase aliran yang melalui setiap cabang adalah sama tanpa memperhitungkan kerugian head
pada cabang tersebut. Rugi head pada setiap cabang boleh dianggap sepenuhnya terjadi akibat
gesekan atau akibat katup dan perlengkapan pipa, diekspresikan menurut panjang pipa atau koefisien losses kali head kecepatan dalam pipa. Menurut
Munson, Young Okiishi, 2003 dirumuskan sebagai:
2 1
2 2
2 2
L L
B B
B A
A A
h h
z g
V P
z g
V P
+ +
+ +
= +
+ γ
γ 2.19
Universitas Sumatera Utara
2.8. Sistem Jaringan Pipa
Gambar 2.7. Sistem Jaringan Pipa Hal yang paling rumit dalam sistem pipa majemuk adalah jaringan pipa
yang ditunjukkan pada gambar 2.6. Jaringan seperti ini terjadi di dalam sistem distribusi air kota dan sistem lainnya yang mungkin memiliki saluran masuk dan
keluar yang majemuk. Arah aliran diberbagai pipa tidak jelas kenyataannya, arah tersebut dapat berubah ubah setiap saat, tergantung dari bagaimana sistem ini
digunakan dari waktu ke waktu. Penyelesaian persoalan jaringan pipa seringkali dilakukan dengan menggunakan persamaan node dan loop yang sama dalam hal
seperti yang dilakukan pada rangkaian listrik. Perhitungan distribusi aliran pada suatu jaringan biasanya rumit karena harus memecahkan serangkaian persamaan
hambatan yang tidak linear melalui prosedur yang iteratif. Kesulitan lainnya adalah kenyataan bahwa kebanyakan jaringan, arah aliran pipa tidak diketahui
sehingga losses antara dua titik menjadi sukar untuk ditentukan. Dalam perancangan sebuah jaringan, aliran akan tekanan di berbagai titik menjadi
persyaratan utama untuk menentukan ukuran pipa, sehingga harus diselesaikan dengan cara berurutan dan iterasi. Persamaan kotinuitas mensyaratkan bahwa
untuk setiap node sambungan antara dua pipa atau lebih, laju aliran netto adalah nol. Aliran yang mengalir kedalam node harus mengalir keluar dengan laju yang
sama. Perbedaan tekanan netto yang mengelilingi sebuah loop secara sempurna mulai dari satu lokasi didalam pipa dan kembali ke lokasi tersebut. Penyelesaian
biasanya diperlukan karena arah dari aliranaliran dan faktor gesekan mungkin
Universitas Sumatera Utara
tidak diketahui. Prosedur penyelesaian matriks tersebut sangat cocok dilakukan dengan menggunakan komputer Munson, Young Okiishi, 2003 : 87.
2.9. Dasar Perencanaan Pompa
