54 21 m
259,1 m
130,3 m
H = 467,6 m 270,5 m
140,4 m
Oleh karena pada profil pipa penstock dapat dibagi menjadi 5 lima bagian dengan diameter yang berbeda, maka perhitungan kehilangan tinggi tekan
akibat gesekan pada pipa penstock pun terdapat lima harga yang berbeda sesuai diameter pipanya.
Tabel 3.1 Panjang dan Diameter Pipa Pentock
Pipa Panjang m
Diameter m L1
21 3,0
L2 259,1
2,8 L3
130,3 2,5
L4 270,5
2,3 L5
140,4 2,2
Gambar 3.1 Profil Pipa Penstock PLTA Renun
55 1.
Peritungan Loses Mayor Pada Pipa Penstock Sebelum Modifikasi Bahan Pipa penstock terbuat dari baja yang dikeling dengan koefisien
kekasaran mutlak
ɛ
sebesar 0,9 mm-9,0mm 7mm sesuai data lapangan.
a Kehilangan tinggi tekan karena gesekan sepanjang pipa L1 :
Dimana :
H
l
1
= head loss sepanjang pipa L
1
karena gesekan
L
1
= panjang pipa = 21 m
D = diameter pipa penstock = 3,3 m – 1,2 m
= 3,0 m
V
1
Re =
� .� 0,985.10
−6
=
3.114 � 3
0,985.10
−6
=
9,4 x 10
6
Maka dengan menggunakan diagram moddy diperoleh harga koefisien gesek f sebesar : f = 0,051
= kecepatan aliran pada pipa
= 3,114 ms
ɛd
= 73000 = 0,0023
Maka h
l1
= f
�1.�
2
� .2�
h
l1
= 0,052
21.3,114
2
3 .2.9,8
=
0,176 m
b Kehilangan tinggi tekan karena gesekan pada pipa tekan sepanjang L
2
:
56
2 2
2
. 2
. .
d g
V L
f h
l
=
Dimana :
Hl
2
= head loss sepanjang pipa L
2
karena gesekan
L
2
= panjang pipa = 259,1 m
D = diameter pipa penstock = 2,8 m
V
2
81 ,
9 .
2 .
8 ,
2 59
, 3
. 1
, 259
025 ,
2 2
= hl
= kecepatan aliran pada pipa 2 = 3,59 ms
f = koefisien gesekan = 0,025
= 1,52 m
c Maka tinggi tekan karena gesekan pada pipa tekan sepanjang L
3
3 2
3
. 2
. .
d g
V L
f hl
= :
Dimana :
Hl
3
= head loss sepanjang pipa L
3
karena gesekan
L
3
D = diameter pipa penstock = panjang pipa
= 130,3 m
57
= 2,5 m
V
3
81 ,
9 .
2 .
5 ,
2 5
, 4
. 3
, 130
027 ,
2 3
= hl
= kecepatan aliran pada pipa 3 = 4,5 ms
f = koefisien gesekan = 0,027
= 1,45 m
d Maka tinggi tekan karena gesekan pada pipa tekan sepanjang L
4
4 2
4
. 2
. .
d g
V L
f hl
= :
Dimana :
Hl
4
= head loss sepanjang pipa L
4
karena gesekan
L
4
= panjang pipa = 270,5 m
D = diameter pipa penstock = 2,3 m
V
4
= kecepatan aliran pada pipa 4 = 5,3 ms
f = koefisien gesekan = 0,028
81 ,
9 .
2 .
3 ,
2 3
, 5
. 5
, 270
028 ,
2 4
= hl
58 = 4,719 m
e Maka tinggi tekan karena gesekan pada pipa tekan sepanjang L
5
5 2
5
. 2
. .
d g
V L
f hl
= :
Dimana :
Hl
5
= head loss sepanjang pipa L
5
karena gesekan
L
5
= panjang pipa = 140,4 m
D = diameter pipa penstock = 2,2 m
V
5
81 ,
9 .
2 .
1 ,
2 38
, 6
. 4
, 140
033 ,
2 5
= hl
= kecepatan aliran pada pipa 5 = 5,81 ms
f = koefisien gesekan = 0,033
= 4,074 m
59
B. Losses Minor
1. Kehilangan Tinggi Tekan Akibat Belokan Elbow
Kehilangan tinggi tekan akibat belokan dapat dihitung dengan menggunakan rumus dibawah ini :
. 2
. .
2
g V
C h
b
=
.............................................................................................3.5 dimana :
h
b
= head loss pada elbow C =kofisien kerugian tinggi tekan akibat belokan yang besar tergantung pada
besarnya sudut belokan, radius belokan dan diameter pipa V =kecepatan aliran
2. Kehilangan Tinggi Tekan pada Katub Pipa Penstock
Pemasangan katub pada instalasi ini berfungsi untuk menutup aliran bilamana turbin tidak beroperasi ataupun penutupan aliran tiba – tiba kalau ada
kerusakan pada turbin. Menurut rumus kerugian tekan akibat pemasangan main inlet valve adalah:
. 2
. .
2
g V
K h
lv
=
..........................................................................................3.6 Dimana :
h
lv
= Head loss pada main inlet valve k = koefisien kerugian tinggi tekan pada katub
V = kecepatan aliran
3. Kehilangan Tinggi Tekan Akibat Penyimpangan Constraction
Dalam menghitung kerugian tinggi tekan akibat penyimpitan penampang dapat dihitung dengan rumus berikut :
60 h
l
= g
V K
c
2 .
2
.................................................................................................3.7 dimana :
K
c
= koefisien reducer V = koefisien aliran rata – rata
4. Perhitungan Head Losses Pemasangan Pipa Cabang Dua Bifuraction
dan Reduksi Pemasangan Dapat dihitung dengan rumus berikut :
h
lb
= k . g
V 2
2
.............................................................................................3.8 Dimana :
K = Koefisien bifuraction V = Kecepatan rata – rata aliran
61
BAB IV PERENCANAAN INSTALASI
4.1 Perencanaan Pipa Pengantar Atas Head Race
Perencanaan head race dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan dimensi pipa yang sesuai untuk mengalirkan air sebesar 22 m3s. Reservoir
sampai dengan surge tank, sesuai dengan kondisi lapangan head race panjangnya 11205 m dari regulating pond sampai ke surge tank.
4.1.1 Perhitungan Pipa
Untuk menghitung dimensi perpipaan yang dibutuhkan terlebih dahulu ditentukan kecepatan aliran pada pipa secara teoritis dapat dihitung dengan
persamaan
h g
V .
. 2
=
................................................................................................4.1 dimana :
V = Kecepatan aliran ms g = Percepatan gravitasi bumi 9,81 ms
h = Perbedaan elevasi head tekan
4.2 Perencanaan Pipa Penstock
Perencanaan pipa pesat dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan dimensi yang sesuai untuk mengalirkan air sebesar 22,1 m
3
4.2.1 PerencanaanPanjang dan Diameter Pipa Penstock
s dari surge tank ke turbin.
Pada perencanaan ini diameter pipa penstock dibuat bervariasi seperti pada gambar 4.1. yaitu diameter penstock akan mengecil saat aliran mndekati
rumah turbin sehingga kecepatan akan meningkat saat memasuki rumah turbin dan menghasilkan energi gerak yang lebih besar. Pipa penstock ini dibuat satu
62 jalur bercabang menjadi dua jalur mendatar. Sesuai dengan bentuk topografi dan
geologi daerah tersebut untuk instalasi perpipaan adalah sebagai berikut :
19 m
291,1 m
127,3 m
H = 467,6 m 258,5 m
125,4 m
Gambar4.1 Profil PLTA Renun
Pipa Panjang m
Diameter m L1
19 3,0
L2 291,1
2,8 L3
127,3 2,5
L4 258,5
2,3 L5
125,4 2,0
Tabel 4.1 Panjang dan Diameter Pipa Penstock Setelah Modifikasi
