karena kerugian gesek di dalam pipa-pipa, dan head losses minor disebabkan karena kerugian di dalam belokan-belokan, reduser, katup-katup, dan sebagainya.
Istilah head loss muncul sejak diawalinya percobaan-percobaan hidrolika abad ke sembilan belas, yang sama dengan energi persatuan berat fluida. Arti head
loss sendiri adalah hilangnya energi mekanik persatuan massa fluida. Sehingga satuan Head loss adalah satuan panjang yang setara dengan satu satuan energi
yang dibutuhkan untuk memindahkan satu satuan massa fluida setinggi satu satun panjang yang bersesuaian.
2.6.1Kerugian Tinggi Tekan Mayor Major Losses
Bila fluida mengalir melalui suatu pipa dan tekanan fluida diukur pada dua tempat sepanjang pipa, akan dijumpai kenyataan bahwa tekanan berkurang dalam
arah aliran. Penurunan tekanan ini disebabkan karena gesekan fluida pada dinding pipa. Penurunan tekanan
∆p sepanjang pipa L. Dalam kajian ini digunakan persamaan Hazen-Williams dan Darcy-
Weisbach
2.6.1.1. Persamaan Hazen-Williams
hf = S .L , jadi dapat diturunkan sebagai berikut:
L R
C A
Q hf
hw
. 849
.
85 .
1 63
.
= …………………………………………..2.11
Dimana : Q = 0.849 . Chw . A . R
0.63
. S
0.54
dengan mensubstitusi A = 0.25 π D ………………………….……………….2.12
2
Q = 0,27853 C.D , jadi :
2,63
S
0,54………..
dengan : …………………………….……………….2.13
Q = debit aliran pada pipa m
3
0.849 = konstanta, det,
Chw = koefisien kekasaran Hazen-Williams, A = Luas penampang aliran m
2
R = Jari-jari hidrolis m = ,
4 .
. .
25 .
2
D D
D P
A =
= π
π
S = kemiringan garis energi mm = L
h
f
hf = kehilangan tinggi tekan mayor m, D= Diameter pipa m,
L = panjang pipa m Tabel 2.2 Harga Koefisien Kekasaran Pipa Hazen- William
Sumber : Houghtalen, Robert J 2010
2.6.1.2. Persamaan Darcy-Weisbach
Persamaan Darcy berlaku untuk aliran laminer atau turbulen. Faktor gesekan untuk laminer dapat dihitung secara analisis sedangkan untuk aliran turbulen
harus ditentukan secara empiris.
g D
V L
f h
F
2 .
.. .
2
= …………………...………………………….……………….2.14
Dimana: hf
= kerugian head karena gesekan m f
= faktor gesekan diperoleh dari diagram Moody D
= diameter pipa m L
= panjang pipa m V
= kecepatan aliran fluida dalam pipa mdet g
= percepatan gravitasi = 9,81 mdet2 Q
= A.V Diagram Moody memberikan faktor gesekan pipa. Faktor ini dapat ditentukan
oleh bilangan Reynold dan kekasaran relatif dari pipa.Bila pipa semakin kasar, maka kemungkinan turbulent akan semakin besar. Kekasaran relatif dapat
didefinisikan sebagai : eD……………………………………………………………………………2.15
dengan,e = absolute roughness atau kekasaran relatif, tergantung oleh jenis bahan material pipa
Berikut ini tabel dari nilai absolute roughness ,e , untuk setiap jenis bahan material pipa:
Tabel 2.3. Nilai absolute roughness ,e
Sumber : Houghtalen, Robert J 2010 D = diameter of pipe
sedangkan bilangan reynold didefinisikan sebagai:
v V
D R
. =
dengan, R = Reynolds number
D = diameter V = velocity
ν = kenimatic viscosity of fluid NB:
Faktor gesekan pada aliran turbulen •
Tidak bisa dihitung secara analitis
• Tergantung pada bilangan Reynold dan kekasaran relative
• Harus ditentukan secara empiris grafik, tabel, persamaan empiris
Gambar 2.1. Diagram Mo ody
Sumber: Bambang Triatmodjo, 2013 Untuk aliran laminar nilai f dapat dicari dengan rumus sebagai berikut :
Re 64
= f
Untuk aliran turbulen dapat digunakan persamaan Swamee-Jain yang dikembangkan untuk memperoleh faktor gesekan, f selain menggunakan diagram
Moody dimana nilai Re dan ed sudah diketahui :
2
Re 74
. 5
7 .
3 log
25 .
+ =
D e
f ..……………………………………………..2.16
syarat 10
-6
eD 10
-2
dan 5000 Re 10
8
2.6.2.Kerugian Head Minor Minor Losses
Ada berbagai macam kehilangan tinggi tekan minor sebagai berikut: 1.
Kehilangan Tinggi Minor karena Pelebaran Pipa 2.
Kehilangan Tinggi Minor karena Penyempitan Mendadak pada Pipa 3.
Kehilangan Tinggi Minor karena Mulut 4.
Kehilangan Tinggi Minor karena Belokan pada Pipa 5.
Kehilangan Tinggi Minor karena Sambungan dan Katup pada Pipa
2.7. ALIRAN DALAM SISTEM PIPA
