3.3 Pemilihan Jenis Pipa
Pemakaian pipa pada instalasi plumbing ada dua macam, yaitu pipa yang terbuat dari logam dan pipa yang terbuat dari PVC. Bahan PVC untuk pipa
plumbing merupakan terobosan inovatif yang hebat dan sangat efisien dari segi biaya.
Adapun keunggulan yang dimiliki pipa PVC dibandingkan pipa jenis lain ialah
1. Kelenturan yang tinggi kekuatan tarik ≥ 22 MPa dan kelenturan ≥ 400.
• Memiliki kemampuan untuk menahan “beban kejut” impact strenght yang tinggi.
• Tahan terhadap temperatur yang rendah. 2. Ringan mengapung di air, dengan massa jenis density
≥ 0,94 kgm
3
sehingga mudah untuk handling dan transportasi.
• Mudah dan cepat pada penyambungan dan pemasangan. • Tahan karat serta tahan abrasive
3. Permukaannya halus sehingga pengaruh kehilangan tekanannya sangat kecil • Tidak mengandung zat-zat beracun sehingga direkomendasikan sangat
aman untuk sistem distribusi air minum environmental technology • Usia pipa life time dapat mencapai 50 tahun.
Satu-satunya kelemahan pipa PVC ialah rawan bocor apabila sistem pengelemannya kurang rapi. Meski demikian, pipa PVC merupakan alternatif
yang paling banyak dipakai masyarakat luas saat ini. . Ukuran pipa yang digunakan pada perencanaan ini adalah pipa PVC
dengan diameter 2 inci, 3 inci,4 inci untuk pipa distribusi.Untuk pipa hisap dan
Universitas Sumatera Utara
tekan digunakan pipa 4 inci.Pipa 6 inci digunakan sebagai pipa transmisi Penentuan diameter pipa diperoleh dari data hasil survey.
3.4 Analisa Kapasitas Aliran Fluida
Setelah menentukan besarnya kapasitas aliran fluida yang mengalir di dalam pipa-pipa pada suatu jaringan pipa dengan cara menaksirnya, maka
persoalan di atas belum dapat dianggap selesai dengan begitu saja. Langkah selanjutnya ialah dengan mencari harga kerugian head perpanjangan pipa untuk
memperoleh kesetimbangan aliran fluida pada setiap pipa. Head losses kerugian head yang terjadi sepanjang pipa dapat ditentukan
dengan 2 cara, yaitu : 1. Dengan rumus empiris.
yaitu : L
d C
Q hf
85 ,
4 85
, 1
85 ,
1
666 ,
10 =
[lit.3hal 51] Untuk pipa no.1 pada loop I, diperoleh :
Q = laju aliran ditaksir = 0,009351225 m
3
s.
C = Koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams = 140
{diasumsikan sama dengan pipa Extremely smooth and straight pipes}untuk pipa PVC
d = diameter pipa dalam = 0,1016 m 4 in
L = panjang pipa = 82,7 m dari data site plan hasil survey
Universitas Sumatera Utara
Sehingga diperoleh : m
x x
s m
x hf
7 ,
82 1016
, 140
5 0,00935122
666 ,
10
85 ,
4 85
, 1
85 ,
1 3
=
= 1,091044531 m
2. Dengan menggunakan Diagram Pipa. Diagram pipa Hazen-Williams juga dapat digunakan untuk menentukan
besarnya kerugian head sepanjang pipa. Pada literatur hanya terdapat diagram pipa untuk nilai C = 100, 110, 120, dan 130. Sehingga, nilai kapasitas pada aliran
harus dikonversi terlebih dahulu karena untuk pipa PVC nilai C = 140. Q
C = 140
∞ C
C = 140
Q
C = 120
∞ C
C = 120
s m
Q x
C C
Q C
C Q
Q
C C
C C
C C
C C
3 140
140 120
120 120
140 120
140
008015335 ,
5 0,00935122
140 120
= =
= =
= =
= =
= =
= =
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.3 Perhitungan Head Losses dengan diagram pipa Pertama, kita menghitung jarak Q =
s m
3
008015335 .
dari nilai Q = 0.001 m3s dengan Q = 0.01 m3s, untuk memperoleh titik x:
mm x
mm x
x x
89 ,
3 11325
, 31
35 88895
, 35
35 2
1 -1,88895
1 35
35
≈ −
= =
− −
− −
− −
= −
−
Setelah diperoleh maka kira menarik garis lurus dari titik tersebut sampai berada diantara garis miring diameter yaitu antara 160 mm – 140 mm untuk memperoleh
titik y :
y 5
Diameter mm
35 8
Unit head loss mm 0,01
Log 0,01 = -2
0.008015335 Log 0.008015335 = -2,096078322
0,001 Log 0,001 = -3
35
x Discgarge m3s
76,2 Log 150 =
1,881954971 0,001
Log 0,001 = -3
Universitas Sumatera Utara
5 ,
2 41379
, 2
5 41379
, 2
5 5
5 146
, 2
204 ,
2 176
, 2
204 ,
2
≈ −
= =
− −
− =
− −
y y
y y
Kemudian tarik garis lurus verikal dari pertemuan antara garis lurus x dengan garis miring y, dan menginterpolasikannya dari nilai h1 0,001-0,01 untuk
memperoleh nilai h1 pada pipa 2:
Sehingga head loss sepanjang pipa No. 2 Loop 1 adalah : hl = hf x L
= 0,0112521763x 82,7 m = 0,93055498 m Dari perhitungan secara rumus empiris dan grafik di atas dapat dilihat
bahwa kedua nilainya tidak jauh berbeda. Penentuan head loss sepanjang pipa dengan metode grafik harus dikoreksi lebih lanjut dikarenakan penggunaan dan
pembacaan alat ukur. Sehingga untuk memudahkan penentuan losses sepajang pipa dilakukan dengan rumus empiris.
Perhitungan besar kapasitas dengan menggunakan metode Hardy – Cross, meliputi perhitungan koreksi kapasitas untuk masing-masing loop, seperti
diuraikan pada perhitungan berikut. 0112521763
, 77143
, 2
log 77143
, log
2 3
2 log
2 35
8 35
= −
= =
− −
− −
− −
− =
− −
hl inv
hl hl
hf
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.4 Loop 1 Iterasi 1 Tabel 3.9 Hasil Perhitungan Loop 1 Iterasi 1
Pipa Panjang
L Diameterd
Laju aliran Qo
Unit head loss Head Losshl
hl Q no
m m
m3s hf
m Ditentukan
Diketahui Diketahui
Ditaksir Rumus Empiris
hf x L 1
82,7 0,1016
0,009351225 0,013192800
1,091044531 116,673968501
2 51,8
0,1016 -0,008865955
-0,011954253 -0,619230311
69,843610835 6
56,1 0,0762
-0,003546425 -0,008857192
-0,496888455 140,109675242
7 39,5
0,0508 0,001132535
0,007659867 0,302564746
267,157082395 0,277490512
593,784336972
Gambar 3.5 Loop 2 Iterasi 1 Tabel 3.10 Hasil Perhitungan Loop 2 Iterasi 1
Pipa Panjang L
Diameterd Laju aliran Qo
Unit head loss Head Losshl
hl Q no
m m
m3s Hf
m Ditentukan
Diketahui Diketahui
Ditaksir Rumus Empiris
hf x L
6 56,1
0,0762 0,003546425
0,008857192 0,496888455
140,109675242 8
60,5 0,0762
0,004635435 0,014536188
0,879439350 189,720997006
15 104,4
0,0762 -0,005319530
-0,018752045 -1,957713504
368,023773586 16
40,6 0,0508
0,001378510 0,011018794
0,447363035 324,526506849
-0,134022665 1022,380952683
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.6 Loop 3 Iterasi 1 Tabel 3.11 Hasil Perhitungan Loop 3 Iterasi 1
Pipa Panjang L
Diameterd Laju aliran Qo
Unit head loss Head Losshl
hl Q no
m m
m3s hf
m Ditentukan
Diketahui Diketahui
Ditaksir Rumus Empiris
hf x L
3 136
0,1016 0,008218690
0,010389988 1,413038346
171,929875172 7
39,5 0,1016
-0,001132535 -0,000265599
-0,010491144 9,263416965
8 60,5
0,0762 -0,004635435
-0,014536188 -0,879439350
189,720997006 9
37,2 0,0762
-0,003244768 -0,007514029
-0,279521871 86,145410530
12 40
0,0508 0,001053125
0,006695971 0,267838841
254,327682724 0,511424822
711,387382397
Gambar 3.7 Loop 4 Iterasi 1 Tabel 3.12 Hasil Perhitungan Loop 4 Iterasi 1
Pipa Panjang L
Diameterd Laju aliran Qo
Unit head loss Head Losshl
hl Q no
m m
m3s hf
m Ditentukan
Diketahui Diketahui
Ditaksir Rumus Empiris
hf x L
9 37,5
0,0762 0,003244768
0,007514029 0,281776080
86,840131583 16
40 0,0762
-0,001378510 -0,001542025
-0,061681006 44,744692359
17 9,8
0,0508 0,000671870
0,002915435 0,028571267
42,524992593 18
120,4 0,0508
-0,006698040 -0,205224413
-24,709019306 3688,992497196
-24,460352965 3863,102313731
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8 Loop 5 Iterasi 1 Tabel 3.13 Hasil Perhitungan Loop 5 Iterasi 1
Pipa Panjang L
Diameterd Laju aliran Qo
Unit head loss Head Losshl
hl Q no
m m
m3s hf
m Ditentukan
Diketahui Diketahui
Ditaksir Rumus Empiris
hf x L
4 101,8
0,0762 0,006207950
0,024953835 2,540300359
409,201162815 10
101,8 0,0508
-0,003200713 -0,052351866
-5,329419962 1665,072738963
12 40
0,0508 -0,001053125
-0,006695971 -0,267838841
254,327682724 13
39,4 0,0508
-0,001066245 -0,006851114
-0,269933878 253,163089546
-3,326892322 2581,764674049
Gambar 3.9 Loop 6 Iterasi 1 Tabel 3.14 Hasil Perhitungan Loop 6 Iterasi 1
Pipa Panjang L
Diameterd Laju aliran Qo
Unit head loss Head Losshl
hl Q no
m m
m3s hf
m Ditentukan
Diketahui Diketahui
Ditaksir Rumus Empiris
hf x L
10 101,8
0,0508 0,003200713
0,052351866 5,329419962
1665,072738963 17
9,8 0,0508
-0,000671870 -0,002915435
-0,028571267 42,524992593
19 37,9
0,0508 -0,007369910
-0,244923665 -9,282606910
1259,527851795 20
73,4 0,0508
-0,003852813 -0,073775962
-5,415155601 1405,506989635
21 36
0,0508 -0,001217874
-0,008761734 -0,315422430
258,994305070 -9,712336247
4631,626878057
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.10 Loop 7 Iterasi 1 Tabel 3.15 Hasil Perhitungan Loop 7 Iterasi 1
Pipa Panjang L
Diameterd Laju aliran Qo
Unit head loss Head Losshl
hl Q no
m m
m3s hf
m Ditentukan
Diketahui Diketahui
Ditaksir Rumus Empiris
hf x L
5 93,8
0,0508 0,006413838
0,189406110 17,766293072
2769,994045955 11
74,4 0,0508
-0,003260997 -0,054190598
-4,031780527 1236,364377905
13 39,4
0,0508 0,001066245
0,006851114 0,269933878
253,163089546 14
42,1 0,0508
0,005589470 0,146845747
6,182205957 1106,045109221
20,186652380 5365,566622626
Gambar 3.11 Loop 8 Iterasi 1 Tabel 3.16 Hasil Perhitungan Loop 8 Iterasi 1
Pipa Panjang L
Diameterd Laju aliran Qo
Unit head loss Head Losshl
hl Q no
m m
m3s hf
m Ditentukan
Diketahui Diketahui
Ditaksir Rumus Empiris
hf x L
11 74,4
0,0508 0,003260100
0,054163016 4,029728396
1236,075202307 21
36 0,0508
0,001217874 0,008761734
0,315422430 258,994305070
22 17,9
0,0508 -0,002634939
-0,036530133 -0,653889383
248,161108536 23
21,5 0,0508
-0,004437442 -0,095812282
-2,059964065 464,223321756
24 36,7
0,0508 0,008850467
0,343647473 12,611862265
1424,993987929 14,243159643
3632,447925599
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.12 Loop 9 Iterasi 1 Tabel 3.17 Hasil Perhitungan Loop 9 Iterasi
Pipa Panjang L
Diameterd Laju aliran Qo
Unit head loss Head Losshl
hl Q no
m m
m3s hf
m Ditentukan
Diketahui Diketahui
Ditaksir Rumus Empiris
hf x L
20 73,4
0,0508 0,003852813
0,073775962 5,415155601
1405,506989635 22
17,9 0,0508
0,002634939 0,036530133
0,653889383 248,161108536
25 81,2
0,0508 -0,003517097
-0,062325640 -5,060841995
1438,925908151 26
63,7 0,0508
-0,001802503 -0,018096571
-1,152751601 639,528256584
-0,144548611 3732,122262905
Gambar 3.13 Loop 10 Iterasi 1 Tabel 3.18 Hasil Perhitungan Loop 10 Iterasi 1
Pipa Panjang L
Diameterd Laju aliran Qo
Unit head loss Head Losshl
hl Q no
m m
m3s hf
m Ditentukan
Diketahui Diketahui
Ditaksir Rumus Empiris
hf x L
23 21,5
0,0508 0,004437442
0,095812282 2,059964065
464,223321756 26
63,7 0,0508
0,001802503 0,018096571
1,152751601 639,528256584
27 38,7
0,0508 -0,001042715
-0,006574036 -0,254415211
243,993047676 28
82,5 0,0508
0,013287909 0,728820370
60,127680546 4524,991896432
63,085981001 5872,736522448
Universitas Sumatera Utara
Dari perhitungan iterasi I di atas, diperoleh koreksi kapasitas untuk tiap loop :
⎟⎟ ⎠
⎞ ⎜⎜
⎝ ⎛
Σ Σ
− =
Δ Q
hl n
hl Q
Untuk menghitung laju aliran tiap pipa dilakukan dengan menjumlahkan kapsitas tiap pipa dengan koreksi kapasitas tiap loop.
Loop 1 Pipa
Laju aliran Qo m3s Koreksi Kapasitas
ΔQ Laju aliran Q m3s
no mula - mula
m3s akhir
1 0,009351225
-0,000252608 0,009098617
2 -0,008865955
-0,000252608 -0,009118563
6 -0,003546425
-0,000323467 -0,003869892
7 0,001132535
0,000135993 0,001268528
Loop 2 Pipa
Laju aliran Qo m3s Koreksi Kapasitas
ΔQ Laju aliran Q m3s
no mula - mula
m3s akhir
6 0,003546425
0,000323467 0,003869892
8 0,004635435
0,000459460 0,005094895
15 -0,005319530
0,000070859 -0,005248671
16 0,001378510
-0,003351730 -0,001973220
Loop 3 Pipa
Laju aliran Qo m3s Koreksi Kapasitas
ΔQ Laju aliran Q m3s
no mula - mula
m3s akhir
3 0,008218690
-0,000388601 0,007830089
7 -0,001132535
-0,000135993 -0,001268528
8 -0,004635435
-0,000459460 -0,005094895
9 -0,003244768
-0,003811190 -0,007055958
12 0,001053125
-0,001085148 -0,000032023
Loop ∑hl
∑hlQ ΔQ
1 0,277490512
593,784336972 -0,000252608
2 -0,134022665
1022,380952683 0,000070859
3 0,511424822
711,387382397 -0,000388601
4 -24,460352965
3863,102313731 0,003422589
5 -3,326892322
2581,764674049 0,000696547
6 -9,712336247
4631,626878057 0,001133492
7 20,186652380
5365,566622626 -0,002033654
8 14,243159643
3632,447925599 -0,002119509
9 -0,144548611
3732,122262905 0,000020936
10 63,085981001
5872,736522448 -0,005806583
Universitas Sumatera Utara
Loop 4 Pipa
Laju aliran Qo m3s Koreksi Kapasitas
ΔQ Laju aliran Q m3s
9 0,003244768
0,003811190 0,007055958
16 -0,001378510
0,003351730 0,001973220
17 0,000671870
0,002289097 0,002960967
18 -0,006698040
0,003422589 -0,003275451
Loop 5 Pipa
Laju aliran Qo m3s Koreksi Kapasitas
ΔQ Laju aliran Q m3s
no mula - mula
m3s akhir
4 0,006207950
0,000696547 0,006904497
10 -0,003200713
-0,000436945 -0,003637658
12 -0,001053125
0,001085148 0,000032023
13 -0,001066245
0,002730201 0,001663956
Loop 6 Pipa
Laju aliran Qo m3s Koreksi Kapasitas
ΔQ Laju aliran Q m3s
no mula - mula
m3s akhir
10 0,003200713
0,000436945 0,003637658
17 -0,000671870
-0,002289097 -0,002960967
19 -0,007369910
0,001133492 -0,006236418
20 -0,003852813
0,001112556 -0,002740257
21 -0,001217874
0,003253001 0,002035127
Loop7 Pipa
Laju aliran Qo m3s Koreksi Kapasitas
ΔQ Laju aliran Q m3s
no mula - mula
m3s akhir
5 0,006413838
-0,002033654 0,004380184
11 -0,003260997
0,000085855 -0,003175142
13 0,001066245
-0,002730201 -0,001663956
14 0,005589470
-0,002033654 0,003555816
Loop8 Pipa
Laju aliran Qo Koreksi Kapasitas
ΔQ Laju aliran Q m3s
no m3s
m3s akhir
11 -0,003260997
-0,000085855 -0,003346852
21 0,001217874
-0,003253001 -0,002035127
22 -0,002634939
-0,002140444 -0,004775383
23 -0,004437442
0,003687074 -0,000750368
24 0,008850467
-0,002119509 0,006730958
Universitas Sumatera Utara
Loop 9 Pipa
Laju aliran Qo m3s Koreksi Kapasitas
ΔQ Laju aliran Q m3s
no mula - mula
m3s akhir
20 0,003852813
-0,001112556 0,002740257
22 0,002634939
0,002140444 0,004775383
25 -0,003517097
0,000020936 -0,003496161
26 -0,001802503
0,005827518 0,004025015
Loop 10 Pipa
Laju aliran Qo m3s Koreksi Kapasitas
ΔQ Laju aliran Q m3s
no mula - mula
m3s akhir
23 0,004437442
-0,003687074 0,000750368
26 0,001802503
-0,005827518 -0,004025015
27 -0,001042715
-0,005806583 -0,006849298
28 0,013287909
-0,005806583 0,007481326
Dikarenakan nilai ΔQ iterasi pertama belum mendekati nol, maka
diteruskan ke iterasi kedua. Untuk lebih lengkapnya, perhitungan iterasi kedua sampai iterasi keduapuluh, dapat dilihat pada lampiran.
Tabel 3.19 Head losses untuk tiap panjang pipa
Pipa Panjang L Diameterd
No. m
m Ditentukan
Diketahui Diketahui
Kapasitas tiap pipaQ
m3s Head Losses
HL
1 82,7
0,1016 0,009997524
0,014929139 2
51,8 0,1016
0,008219656 0,010392146
3 136
0,1016 0,009437066
0,013417859 4
101,8 0,0762
0,007283911 0,033540165
5 93,8
0,0508 0,002879348
0,043045767 6
56,1 0,0762
0,004520999 0,013879248
7 39,5
0,0508 0,000560458
0,002084566 8
60,5 0,0762
0,005037932 0,016956939
9 37,2
0,0762 0,006919540
0,013417859 10
101,8 0,0508
0,003276799 0,054677055
11 74,4
0,0508 0,002528170
0,033839163 12
40 0,0508
0,001195540 0,008466609
13 39,4
0,0508 0,003544206
0,063218281 14
42,1 0,0508
0,002054980 0,023063996
15 104,4
0,0762 0,003698657
0,009573180 16
40 0,0762
0,001893765 0,002774784
17 9,8
0,0508 0,004412971
0,094835681 18
120,4 0,0508
0,001804892 0,018140562
19 37,9
0,0508 0,006217863
0,178835796
Universitas Sumatera Utara
20 73,4
0,0508 0,001525972
0,013297518 21
36 0,0508
0,004201490 0,086601256
22 17,9
0,0508 0,005727462
0,153621912 23
21,5 0,0508
0,001786864 0,017806554
24 36,7
0,0508 0,004583149
0,101715500 25
81,2 0,0508
0,004691891 0,106222095
26 63,7
0,0508 0,003945287
0,077085737 27
38,7 0,0508
0,007955679 0,282148295
28 82,5
0,0508 0,006374945
0,187287425
Universitas Sumatera Utara
BAB IV PEMILIHAN POMPA