Gambar 4.4 Grafik kecepatan aliran pipa discharge vs panjang langkah katup limbah
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa kecepatan aliran pipa pemasukan tiap head semakin meningkat. Kecepatan aliran pipa discharge berbanding
lurus dengan kapasitas aliran pipa discharge.
4.2 Faktor Kerugian
4.2.1 Kerugian head mayor mayor losses dalam pipa pemasukan
Untuk itu harus dihitung besarnya bilangan Reynold dengan mengetahui parameter-parameter yang diketahui besarnya. Besarnya Reynold
Re, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan :
= Dimana: d = diameter pipa pemasukan 0,0554 m
v = kecepatan aliran pada pipa pemasukan 0,2951 ms u = viskositas kinematik air diambil pada suhu 20
o
C 1,02 x 10
-6
ms
0,0000 0,0200
0,0400 0,0600
0,0800 0,1000
0,1200 0,1400
0,1600
5 10
15 20
25 30
v
2
m s
Panjang langkah katup limbah mm
Head 1 Head 2
Head 3
Universitas Sumatera Utara
Re
=
, ,
,
=
16318,30
Jenis aliran : Re 2300 laminar
2300 Re 4000 transisi Re 4000 turbulen
Dengan cara yang sama akan diperoleh bilangan Re untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah dalam tabel berikut:
Tabel 4.5 Bilangan Re pipa pemasukan untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Bilangan Reynold Re
15 16318,30
Head 1 tinggi 2,3 m 20
24481,27 25
33791,80 15
17978,43 Head 2 tinggi 2,8 m
20 27158,91
25 40799,57
15 18865,88
Head 3 tinggi 3,3 m 20
30341,48 25
48771,28 Head losses mayor dihitung menggunakan persamaan Darcy –
Weisbach, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
hf = f
Untuk pipa sangat halus seperti glass dan plastik, hubungan antara bilangan Reynold dan faktor gesekan adalah Blasius.
Untuk Re 3000 sd 100.000 dirumuskan sebagai berikut: f =
,
,
f =
, ,
,
f = 0,0280
Tabel 4.6 Faktor gesekan pipa pemasukan untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Faktor gesekan f
15 0,0280
Head 1 tinggi 2,3 m 20
0,0253 25
0,0233 15
0,0273 Head 2 tinggi 2,8 m
20 0,0246
25 0,0222
15 0,0270
Head 3 tinggi 3,3 m 20
0,0239 25
0,0213
Universitas Sumatera Utara
hf
=
f Dimana: hf = kerugian head akibat gesekan m
f = faktor gesekan 0,0280 d = diameter pipa pemasukan 0,0554 m
L = panjang pipa pemasukan 15 m v = kecepatan aliran dalam pipa pemasukan 0,2951 ms
g = percepatan gravitasi 9,8 ms
hf = 0,0280
, ,
,
= 0,0336 m
Dengan cara yang sama akan diperoleh head losses mayor untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah dalam tabel berikut :
Tabel 4.7 Head losses mayor pipa pemasukan untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Head losses mayor hf m
15 0,0336
Head 1 tinggi 2,3 m 20
0,0684 25
0,1203 15
0,0399 Head 2 tinggi 2,8 m
20 0,0820
25 0,1673
15 0,0434
Head 3 tinggi 3,3 m 20
0,0996 25
0,2286
Universitas Sumatera Utara
4.2.2 Kerugian head minor minor losses dalam pipa pemasukan
Kerugian head minor pada pipa pemasukan adalah kerugian karena kelengkapan pipa seperti union, reducer, katup, belokan, sambungan dan sisi
keluar.
hm = ∑ n.k. Dimana: n = jumlah kelengkapan pipa
k = koefisien kerugian dari lampiran koefisien minor losses peralatan pipa
v = kecepatan aliran dalam pipa pemasukan 0,2951 ms g = percepatan gravitasi 9,8 ms
2
Tabel 4.8 Koefisien kerugian untuk pipa pemasukan
Kelengkapan pipa n
k nk
Sisi masuk 1
0,5 0,5
Reducer 1
0,08 0,08
Socket sambungan 3
0,04 0,12
Katup bola 1
0,05 0,05
Belokan 2
0,042 0,084
Union 1
0,04 0,04
Watermeter 1
7 7
Sisi Keluar 1
1,05 1,05
∑K 8,924
ℎ = 8,924
, ,
= 0,0397 m
Universitas Sumatera Utara
Dengan cara yang sama akan diperoleh head losses minor untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah dalam tabel berikut:
Tabel 4.9 Head losses minor untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Head losses minor hm m
15 0,0397
Head 1 tinggi 2,3 m 20
0,0893 25
0,1701 15
0,0481 Head 2 tinggi 2,8 m
20 0,1099
25 0,2479
15 0,0530
Head 3 tinggi 3,3 m 20
0,1371 25
0,3543
4.2.3 Kerugian head mayor mayor losses dalam pipa discharge
Untuk menentukannya dengan mencari bilangan Reynold, dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
Re
=
Dimana: d = diameter pipa discharge 0,028 m v = kecepatan aliran dalam pipa discharge 0,0992 ms
u = viskositas kinematik air diambil pada suhu 20 C
1,02 x10
-6
m
2
s
Re
=
, ,
,
=
2771,69
Universitas Sumatera Utara
Dengan cara yang sama diperoleh bilangan Re untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah dalam tabel berikut :
Tabel 4.10 Bilangan Re pipa discharge untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Bilangan Reynold Re
15 2771,69
Head 1 tinggi 2,3 m 20
3044,32 25
3392,67 15
2938,30 Head 2 tinggi 2,8 m
20 3226,07
25 3665,30
15 3120,05
Head 3 tinggi 3,3 m 20
3498,69 25
4119,67 Kerugian head akibat gesekan dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan Darcy – Weisbach, yaitu : ℎ
=
2
2
Untuk pipa sangat halus seperti glass dan plastik, hubungan antara bilangan Reynold dan faktor gesekan adalah Blasius.
Untuk Re 3000 sd 100.000 dirumuskan sebagai berikut:
=
,
,
=
, ,
,
= 0,0436
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.11 Faktor gesekan pipa discharge untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Faktor gesekan f
15 0,0436
Head 1 tinggi 2,3 m 20
0,0425 25
0,0414 15
0,0429 Head 2 tinggi 2,8 m
20 0,0419
25 0,0406
15 0,0423
Head 3 tinggi 3,3 m 20
0,0411 25
0,0394
ℎ
=
2
2
Dimana: hf = kerugian head akibat gesekan m f = faktor gesekan 0,0436
d = diameter dalam pipa discharge 0,028 m L = panjang pipa discharge 0,2 m
v = kecepatan aliran dalam pipa discharge 0,0992 ms g = percepatan gravitasi 9,8 ms
2
hf = 0,0436
, ,
, , ⁄
= 0,0002 m
Dengan cara yang sama diperoleh head losses mayor untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah dalam tabel berikut:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.12 Head losses mayor pipa discharge untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Head losses mayor hf m
15 0,0002
Head 1 tinggi 2,3 m 20
0,0002 25
0,0002 15
0,0002 Head 2 tinggi 2,8 m
20 0,0002
25 0,0003
15 0,0002
Head 3 tinggi 3,3 m 20
0,0002 25
0,0003
4.2.4 Kerugian head minor minor losses dalam pipa discharge
Kerugian head minor pada pipa discharge karena kelengkapan pipa seperti sisi masuk, tee, katup bola dan watermeter.
ℎ = . . 2
Dimana : n = jumlah kelengkapan pipa
k
= koefisien kerugian dari lampiran koefisien minor losses peralatan pipa
v = kecepatan aliran dalam pipa discharge 0,0992 ms
g = percepatan gravitasi 9,8 ms
2
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.13 Koefisien kerugian untuk pipa discharge
Kelengkapan pipa n
k nk
Sisi masuk 1
0,4 0,4
Katup bola 1
0,05 0,05
Tee 1
0,9 0,9
Watermeter 1
7 7
Double nipple 1
1,05 0,04
∑K 8,39
hm= 8,39
0,0 992
2
2 9,8
= 0,0042 m Dengan cara yang sama diperoleh head losses minor untuk variasi head
supply dan panjang langkah katup limbah dalam tabel berikut:
Tabel 4.14 Head losses minor pipa discharge untuk variasi head supply dan panjang langkah katup limbah
No. Head Panjang langkah
katup limbah mm
Head losses minor hm m
15 0,0042
Head 1 tinggi 2,3 m 20
0,0051 25
0,0063 15
0,0047 Head 2 tinggi 2,8 m
20 0,0057
25 0,0074
15 0,0053
Head 3 tinggi 3,3 m 20
0,0067 25
0,0093
Universitas Sumatera Utara
4.3 Tekanan Pada Pompa Hidram Akibat Palu Air