Kapasitas Pompa Head Pompa

sebuah gedung bertingkat adalah sebesar 37,44 m 3 hari. Dengan menggunakan tabel 3.2 maka didapatlah jumlah unit alat plambing untuk penggunaan menara pendingin sebesar 3 FU. Maka total jumlah unit alat plambing yang terdapat dalam hotel Aryaduta ini : WSFU total = WSFU P4 +WSFU L1 +WSFU L2 +WSFU L3 +WSFU RF = 129 FU + 571 FU + 450 FU + 523 FU + 3 FU = 1676 FU Dengan menggunakan tabel 3.2 yang sistem yang didominasi dengan tangki gelontor, dengan cara interpolasi maka didapat jumlah kebutuhan air pada hotel Aryaduta ini adalah sebesar Q total = 18,21 L s = 65,56 m 3 jam.

3.2 Kapasitas Pompa

Dari hasil perhitungan yang diatas, maka didapat jumlah kebutuhan air pada hotel Aryaduta ini adalah 65,56 m 3 jam. Dalam perencanaan ini perlu diperhitungkan kebocoran-kebocoran pipa atau pemakaian air di pusat penjernihan, cadangan pemadam kebakaran dan kapasitas pompa yang direncanakan adalah 1,1 sampai 1,15 kapasitas total [ Sularso, Haruo Tahara hal 15] sehingga kapasitas pompa adalah : Q p = 1,15 x 65,56 m 3 jam = 75,394 m 3 jam = 76 m 3 jam Dari perhitungan di atas, kapasitas pompa yang direncanakan adalah 76 m 3 jam.

3.3 Head Pompa

Head pompa adalah besarnya energi yang diperlukan pompa untuk memindahkan ataupun mengalirkan fluida dari keadaan awal menuju keadaan akhir. Head total Pompa yang harus disediakan pompa untuk mengalirkan jumlah Universitas Sumatera Utara fluida seperti yang direncanakan dapat ditentukan dari kondisi instalasi yang akan dilayani oleh pompa tersebut. Gambar sistem perpipaan pada pipa isap dan pipa tekan dilihat sebagai berikut gambar 3.1 , dimana keterangan dari unit-unit pada instalasi tersebut adalah sebagai berikut: - Ground Tank : Ground tank atau tangki bawah tanah yang berfungsi sebagai tempat pengumpulan air yang bersumber dari air bersih PDAM dan air bersih sumur dalam. Ground tank memiliki kapasitas 150 m 3 . - Pompa : Sebagai alat untuk memindahkan atau mentransfer air bersih dari ground tank ke tangki atas roof tank. - Roof tank : berfungsi sebagai tempat tangki penampungan air bersih yang telah dipompakan dari ground tank, yang emudian akan didistribusikan untuk kebutuhan hotel tersebut. Roof tank memiliki kapasitas 80 m 3 . Dengan menentukan titik 1 pada permukaan fluida dan titik 2 pada ujung pipa keluar gambar 3.1 maka head pompa secara umum dinyatakan dengan : Universitas Sumatera Utara Tinggi gedung 62 m 65 m 3 m Hs = 62 m 1,5 m 0,5 m 150 m 3 80 m 3 1 2 Permukaan air bawah Permukaan air atas Gambar 3.1 Instalasi pompa pada Hotel Aryaduta Keterangan gambar : H statis = 62 m L s = 2 m L d = 68 m H isap = 3,5 m Universitas Sumatera Utara Gambar 3.2 Isometrik instalasi pada Hotel Aryaduta Universitas Sumatera Utara a. Pertimbangan ekonomis Pertimbangan ini menyangkut biaya, baik untuk biaya pembangunan instalasi maupun biaya operasi pemeliharaannya. Komponen biaya yang terpenting adalah biaya untuk energi atau daya. Agar biaya pemeliharaan dapat ditekan, jumlah pompa harus tepat. Sedapat mungkin pompa-pompa yangdipakai sama spesifikasinya antara satu dengan yang lain agar penyediaan suku cadangnya mudah dilakukan. b. Kapasitas aliran Kapasitas suatu aliran pompa akan menentukan ukuran pompa dan daya yang dibutuhkan oleh pompa tersebut. Semakin besar kapasitas yang dialirkan oleh pompa maka semakin besar pula ukuran dan daya pompa yang diperlukan. Menggunakan hanya satu pompa untuk melayani laju aliran keseluruhan daam instalasi yang penting adalah besar resikonya. Instalasinya tidak akan berfungsi sama sekali jika pompa satu-satunya itu rusak. Jadi untuk memperkecil resiko, perlu dipakai pompa cadangan. Kapasitas dalam perencanaan ini adalah 76 m 3 jam. Sehingga direncanakan jumlah pompa sebanyak dua buah dengan spesifikasi yang sama. Dalam operasinya, pompa beroperasi secara bergantian.

3.3.1 Perbedaan Head Tekanan ∆H

p Head tekanan merupakan energi yang dibutuhkan untuk mengatasi perbedaan tekanan pada sisi isap dengan sisi tekan. Dalam sistem kerja ini tekanan air memasuki pompa adalah sama dengan tekanan keluar yaitu 1 atmosfir, maka beda head tekanan pada sistem ini adalah nol.

3.3.2 Perbedaan Head Kecepatan ∆H

v Dalam menentukan perbedaan head kecepatan aliran maka terlebih dahulu dicari besarnya kecepatan aliran dalam pipa. Diameter pipa hisapnya biasanya ditentukan sedemikian sehingga kecepatan aliran 2 sampai 3 ms [ Soufyan M. Noerbambang, hal 98 ]. Untuk memperoleh kecepatan aliran dan diameter pipa Universitas Sumatera Utara isap yang sesuai, perhitungan awal sementara diambil batas kecepatan rata - rata 3 ms. Dari persamaan kontinuitas diperoleh : Q p = V s . A s Dimana : Q p = Kapasitas pompa = 76 m 3 jam = 0,0211 m 3 s V s = Kecepatan aliran dalam pipa hisap ms A s = π4.d is 2 = luas bidang aliran m 2 d is = diameter dalam pipa isap m Sehingga diameter pipa isap adalah : d is = = = 0,0946 m = 9,46 cm = 94,6 mm = 3,73 in Berdasarkan ukuran pipa standart ANSI B.36.10 Schedule 40, maka pipa nominal 4 inch dengan dimensi pipa : - Diameter dalam d is = 4,026 in = 10.22 cm = 0.1022 m - Diameter luar d os = 4,5 in = 11,43 = 0,1143 m Dengan ukuran standar pipa tersebut di atas maka kecepatan aliran yang sebenarnya sesuai dengan persamaan kontinuitas adalah : V s = = V s = V s = 2,573 ms diperoleh kecepatan aliran fluida masih memenuhi. Universitas Sumatera Utara Untuk mempermudah perhitungan dalam perencanaan ini, maka nilai kecepatan pada sisi masuk V s sama dengan kecepatan pada sisi keluar V d sehingga nilai perbedaan head kecepatannya sama dengan nol, ∆ H v = 0.

3.3.3 Perbedaan Head Statis ∆H

s Head statis adalah perbedaan ketinggian permukaan air pada reservoir bawah dengan ketinggian air maksimal pada reservoir atas seperti pada gambar 3.1. Dalam perencanaan ini head statis dapat dilihat pada gambar 3.1 yaitu : H s = 62 m

3.3.4 Kerugian head H

L Kerugian head sepanjang pipa terbagi atas 2 yaitu kerugian akibat gesekan sepanjang pipakerugian mayor h f dan kerugian akibat adanya kelengkapanpada instalasi pipa kerugian minor h m . Kerugian akibat gesekan tergantung pada kekasaran dalam pipa dan sepanjang pipa. Kerugian akibat kelengkapan adalah kerugian akibat adanya perubahan arah aliran dan kecepatan aliran.

3.3.4.1 Kerugian Head sepanjang Pipa Hisap a. Kerugian Head akibat gesekan pada pipa hisap

Besarnya kerugian head akibat gesekan pada pipa hisap menurut Darcy- Weisbach dapat diperoleh dengan persamaan [ Sularso, Haruo Tahara, hal 28 ]: h f = f x Dimana : h f = kerugian karena gesekan m f = factor gesekan diperoleh dari diagram moody L s = panjang pipa isap m d i = diameter dalam pipa = 0,1022 m V s = kecepatan aliran fluida = 2,573 ms Bahan pipa isap yang direncanakan adalah Galvanized Iron dimana behan pipa yang digunakan tersebut mempunyai kekasaran sebesar 0,00015 m [ tabel Universitas Sumatera Utara 3.8]. Dan faktor pengotoran yang terjadi pada pipa terhadap fluida air dengan sistem terbuka terlihat pada tabel 3.7 berikut, namun menurut Michael Frankel, faktor pengotoran pipa biasanya terjadi pada pipa sistem alat penukar kalor. Faktor pengotoran pada pipa mengakibatkan penurunan kalor yang ditransfer antara shell dan tube. Karena instalasi merupakan instalasi untuk kebutuhan air bersih dingin sehingga tidak terjadi perbedaan suhu yang signifikan, maka faktor pengotoran dapat diabaikan. Tabel 3.7 Tipe Faktor pengotoran Fouling Factor pada pipa Facility piping system handbook, hal 21.17 , Michael Frankel Universitas Sumatera Utara Tabel 3.8 Kekasaran relatif e dalam berbagai bahan pipa Pipeline Material Absolute roughness, e ft Mm Glass and various plastics e.g.,PVC and PE pipes Drawn turbings e.g., copper or aluminum pipes or turbings Commercial steel or wrought iron Cast iron with asphalt lining Galvanized iron Cast Iron Wood stave Concrete Riveted steel hydraulically smooth 5 x 10 -6 1.5 x 10 -4 4 x 10 -4 5 x 10 -4 8.5 x10 -4 6 x 10 -4 -3 x 10 -3 1 x 10 -3 -1 x 10 -2 3 x 10 -3 -3 x 10 -2 hydraulically smooth 1.5 x 10 -3 4.6 x 10 -2 0.12 0.15 0.25 0.18-0.9 0.3-3.0 0.9-9.0 Pump Handbook, Igor J. Karasik, William C.Krutzsc, Waren H. Frase, Joseph Messina Maka kekasaran relative ed i adalah : ed i = = 0,0147 Faktor gesekan f dapat diperoleh dari diagram moody dengan terlebih dahulu mengetahui bilangan Reynold Re [ Pump Handbook, hal 131 ] : Re = Dimana : V s = kecepatan aliran fluida ms d i = diameter dalam m υ = viskositas kinematik air pada suhu 20 o C = 1,02.10 -6 m 2 s Sehingga bilangan Reynold Re adalah : Re = = 257804,5 turbulen Dari diagram moody untuk Re = 257804,5 dan ed i = 0,00147 dengan cara interpolasi, diperoleh faktor gesekan f = 0,022. Besarnya kerugian gesek sepanjang pipa isap menurut Darcy Weisbach adalah : h fs = 0,022 x = 0,145 m

b. Kerugian head akibat peralatan instalasi pada pipa isap h