Selain kerugian yang disebabkan oleh gesekan, pada suatu jalur pipa juga terjadi kerugian karena kelengkapan pipa seperti belokan, siku, sambungan,
katup dan sebagainya yang disebut dengan kerugian kecil minor losses. Besarnya kerugian minor akibat adanya kelengkapan pipa dirumuskan
sebagai:
∑
= g
v k
n hm
2 .
.
2
2.22 Lit.8
dimana: n = jumlah kelengkapan pipa v = kecepatan aliran fluida dalam pipa
k = koefisien kerugian dari lampiran koefisien minor losses peralatan pipa
menurut Literatur 8, untuk pipa yang panjang Ld 1000, minor losses dapat diabaikan tanpa kesalahan yang cukup berarti tetapi menjadi penting
pada pipa yang pendek.
2.6. Persamaan Empiris untuk Aliran di dalam Pipa
Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, bahwa permasalahan aliran fluida dalam pipa dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan Bernoulli,
persamaan Darcy dan diagram Moody. Penggunaan rumus empiris juga dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan aliran. Dalam hal ini digunakan
dua model rumus yaitu persamaan Hazen – Williams dan persamaan Manning. 1.Persamaan Hazen – Williams dengan menggunakan satuan
internasional yaitu:
54 ,
63 ,
. .
. 8492
, s
R C
v =
2.23 Lit.4 dimana: v = kecepatan aliran ms
C = koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams R = jari-jari hidrolik
=
4 d
untuk pipa bundar S = slope dari gradient energi head lossespanjang pipa
=
l hl
Tabel 2.2 koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams
Universitas Sumatera Utara
Extremely smooth and straight pipes 140
New Stell or Cast Iron 130
Wood; Concrete 120
New Riveted Stell; Vitrified 110
Old Cast Iron 100
Very Old and Corroded Cast Iron 80
Sumber: Jack B. Evett, Cheng Liu. Fundamentals of Fluids Mechanics. McGraw Hill. New York. 1987, hal. 161.
2.Persamaan Manning dengan satuan internasional, yaitu:
2 1
3 2
, 1
s R
n v
=
2.24 Lit.4 dimana: n = koefisien kekasaran pipa Manning
Persamaan Hazen – Williams umumnya digunakan untuk menghitung headloss yang terjadi akibat gesekan. Persamaan ini tidak dapat digunakan untuk
liquid lain selain air dan digunakan khusus untuk aliran yang bersifat turbulen. Persamaan Darcy – Weisbach secara teoritis tepat digunakan untuk semua rezim
aliran semua jenis liquid. Persamaan Manning biasanya digunakan untuk aliran saluran terbuka open channel flow.
2.7. Sistem Perpipaan Ganda
Analisa suatu sistem perpipaan yang terdiri dari berbagai pipa atau jalur harus mengikuti beberapa aturan dasar. Suatu sistem perpipaan ganda membentuk
suatu rangkaian. Berbagai kemungkinan membangun sistem perpipaan ganda yang sederhana terdiri dari:
a. Sistem perpipaan susunan seri
b. Sistem perpipaan susunan paralel
A. Sistem Perpipaan Susunan Seri
Bila dua pipa atau lebih yang ukuran atau kekasarannya berlainan dihubungkan sedemikian rupa sehingga fluida mengalir melalui sebuah pipa
Universitas Sumatera Utara
dan kemudian melalui pipa yang lain, dikatakan bahwa pipa-pipa itu dihubungkan seri.
Gambar 2.4. Pipa Yang Dihubungkan Secara Seri
Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara seri maka pipa akan dialiri oleh aliran yang sama. Total kerugian head pada seluruh sistem adalah
jumlah kerugian pada setiap pipa dan perlengkapan pipa, dirumuskan sebagai: Q
= Q
1
= Q
2
= Q
3
Q = A
1
V
1
= A
2
V
2
= A
3
V
3
2.25 Lit.8
Σhl = hl
1
+ hl
2
+ hl
3
Persoalan aliran yang menyangkut pipa seri sering dapat diselesaikan dengan mudah dengan menggunakan pipa ekuivalen, yaitu dengan
menggantikan pipa seri dengan diameter yang berbeda-beda dengan satu pipa ekuivalen tunggal. Dalam hal ini, pipa tunggal tersebut memiliki kerugian
head yang sama dengan system yang digantikannya untuk laju aliran yang spesifik.
B. Sistem Perpipaan Susunan Paralel
Kombinasi dua atau lebih pipa yang dihubungkan seperti Gambar 2.5, sedemikian rupa sehingga alirannya terbagi antara pipa-pipa itu kemudian
berkumpul lagi adalah sistem pipa paralel. Dalam analisa sistem pipa paralel, diasumsikan bahwa kerugian-
kerugian kecil ditambahkan pada panjang masing-masing pipa sebagai panjang ekivalen.
Universitas Sumatera Utara
3 A
2 1
B
Gambar 2.5. Pipa Yang Dihubungkan Secara Paralel
Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara paralel, total laju aliran sama dengan jumlah laju aliran yang melalui setiap cabang dan rugi
head pada sebuah cabang sama dengan pada yang lain, dirumuskan sebagai: Q
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
Q = A
1
V
1
+ A
2
V
2
+ A
3
V
3
2.26 Lit.8
hl = hl
1
= hl
2
= hl
3
Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa persentase aliran yang melalui setiap cabang adalah sama tanpa memperhitungkan kerugian head
pada cabang tersebut. Rugi head pada setiap cabang boleh dianggap sepenuhnya terjadi akibat
gesekan atau akibat katup dan perlengkapan pipa, diekspresikan menurut panjang pipa atau koefisien losses kali head kecepatan dalam pipa.
dirumuskan sebagai:
..... 2
2 2
2 3
3 3
3 3
2 2
2 2
2 2
2 1
1 1
1 1
=
+
=
+
=
+
∑ ∑
∑
g v
K d
L f
g v
K d
L f
g v
K d
L f
L L
L
diperoleh hubungan kecepatan:
∑ ∑
+ +
=
2 2
2 2
1 1
1 1
1 2
kL d
L f
kL d
L f
V V
2.27 Lit.3
2.8. Dasar Perencanaan Pompa
Universitas Sumatera Utara
Dalam perencanaan pompa untuk memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat lain dengan head tertentu diperlukan beberapa syarat utama, antara lain:
a. Kapasitas
Kapasitas pompa adalah jumlah fluida yang dialirkan oleh pompa per satuan waktu. Kapasitas pompa ini tergantung pada kebutuhan yang
harus dipenuhi sesuai dengan fungsi pompa yang direncanakan. b.
Head Pompa Head pompa adalah ketinggian dimana kolom fluida harus naik untuk
memperoleh jumlah yang sama dengan yang dikandung oleh satuan bobot fluida pada kondisi yang sama. Head ini ada dalam tiga bentuk,
yaitu: -
Head Potensial Didasarkan pada ketinggian fluida di atas bidang banding datum
plane. Jadi suatu kolom air setinggi Z mengandung sejumlah energi yang disebabkan oleh posisinya atau disebut fluida mempunyai head
sebesar Z kolom air. -
Head Kecepatan Head kecepatan atau head kinetik, yaitu suatu ukuran energi kinetik
yang dikandung fluida yang disebabkan oleh kecepatannya dan dinyatakan dengan persamaan V
2
2g . -
Head Tekanan Head tekanan adalah energi yang dikandung fluida akibat tekanannya
dan dinyatakan dengan Pγ .
Head total pompa diperoleh dengan menjumlahkan head yang disebut di atas dengan kerugian-kerugian yang timbul dalam instalasi pompa Head
mayor dan Head minor. c.
Sifat Zat Cair Sifat-sifat fluida kerja sangat penting untuk diketahui sebelum
perencanaan pompa. Pada perencanaan ini, temperatur air dianggap sama dengan temperatur
kamar. d.
Unit Penggerak Pompa
Universitas Sumatera Utara
Pada perancangan ini direncanakan pompa yang mempunyai konstruksi kokoh dan dapat menjamin tidak terjadinya kebocoran sama sekali. Hal
ini direncanakan dengan merancang sistem penggerak pompa dan bagian utama poros sebagai satu unit kesatuan. Umumnya unit penggerak
pompa yang biasanya dipakai adalah motor bakar, motor listrik dan turbin uap.
Bila pipa dipasangkan dengan pompa maka akan ada penambahan energi sebesar Hp. Head pompa itu sendiri merupakan energi yang harus ditambahkan pompa ke
dalam fluida untuk memindahkan fluida tersebut dari tempat yang memiliki head rendah ke tempat dengan head yang tinggi. Untuk menyelesaikan persoalan di atas
digunakan persamaan Bernoulli, yaitu:
L P
H Z
g V
P H
Z g
V P
+ +
+ =
+ +
+
2 2
2 2
1 2
1 1
2 2
γ γ
Atau
L P
H Z
Z g
V V
P P
H +
− +
− +
− =
1 2
2 1
2 2
1 2
2 γ
2.29 Lit.4
dimana: γ
1 2
P P
−
adalah perbedaan head tekanan
g V
V 2
2 1
2 2
− adalah perbedaan head kecepatan
Z
2
– Z
1
adalah perbedaan head statis H
L
adalah head losses total Untuk menghitung besarnya daya yang dibutuhkan pompa, adalah sebagai
berikut:
p p
p
H Q
N
η γ
× ×
=
2.30 Lit.7
dimana: N
P
= Daya pompa kW γ = Berat jenis fluida kNm
3
Q = Laju aliran fluida m
3
s Hp = Head pompa m
η
p
= Efisiensi pompa
Universitas Sumatera Utara
BAB III PERENCANAAN PIPA PADA SISTEM JARINGAN PIPA
3.1. Jumlah Pemakaian Air
Dalam merencanakan suatu sistem jaringan pipa yang dipergunakan untuk mendistribusikan air bersih pada suatu suatu hotel, ada beberapa hal yang
perlu diperhatikan yaitu kebutuhan air secara keseluruhan yang meliputi kebutuhan kamar dan juga fasilitas yang tersedia di hotel.
3.1.1 Metode Penentuan Kapasitas Aliran
Dalam menentukan tepat dan akuratnya kapasitas air yang diperlukan untuk suatu bangunan sangat sulit. Maka dalam hal ini metode yang digunakan
adalah metode penaksiran. Ada beberapa metode yang digunakan untuk menaksir
besar laju aliran air [Literatur 6], antara lain:
a. Berdasarkan jumlah pemakai
b. Berdasarkan jenis dan jumlah alat plambing
c. Berdasarkan unit beban alat plambing
a. Penaksiran berdasarkan jumlah pemakai Metoda ini didasarkan pada pemakaian air rata – rata sehari dari setiap
penghuni, dan perkiraan jumlah penghuni. Dengan demikian jumlah pemakaian air sehari dapat diperkirakan, walaupun jenis maupun jumlah alat plambing belum
ditentukan. Metoda ini praktis untuk tahap perencanaan atau juga perancangan. Apabila jumlah penghuni diketahui, atau ditetapkan, untuk sesuatu gedung
maka angka tersebut dipakai untuk menghitung pemakaian air rata – rata sehari berdasarkan “standar” mengenai pemakaian air per orang per hari untuk sifat
penggunaan gedung tersebut. Tetapi kalau jumlah penghuni tidak dapat diketahui, biasanya ditaksir berdasarkan luas lantai dan menetapkan kepadatan hunian per
luas lantai. Luas lantai gedung yang dimaksudkan adalah luas lantai efektif, berkisar antara 55 sampai 80 persen dari luas seluruhnya. Angka pemakaian air
Universitas Sumatera Utara
