Pemilihan Jenis Pipa Analisa Kapasitas Aliran Fluida

4.3 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. Satu-satunya kelemahan pipa PVC ialah tidak tahan panas. Meski demikian, pipa PVC merupakan alternatif yang paling banyak dipakai masyarakat luas saat ini. Soal harga tergantung pada ketebalan pipa yang jadi pilihan. Pipa PVC dengan ketebalan memadai cukup menjamin pendistribusian yang baik. 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 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. Ukuran pipa yang digunakan pada perencanaan ini adalah pipa PVC dengan diameter ½ inci, 1 inci, 2 inci, 2½ inci, 3 inci dan 4 inci. Penentuan diameter pipa diperoleh dari data hasil survey. Universitas Sumatera Utara

4.4 Analisa Kapasitas Aliran Fluida

Pada prinsipnya aliran tidak akan terjadi apabila saluran air keluar ditutup shutt off head, dimana aliran bergantung pada pemakaian. Menurut survey yang dilakukan, rata rata pemakaian air dilakukan pada pukul 04.30-22.30 yaitu selama 18 jam. Sementara layanan penyediaan air bersih dari PDAM berlangsung selama 24 jam. Maka laju kapasitas aliran rata rata per jam ialah : Q = jam l 18 292710 = 16261,66667 ljam Setelah menentukan kapasitas aliran rata rata per jam diketahui head friction. Untuk pipa no. 1, diperoleh : Q = 0,0045171 m 3 s = 16261,66 literjam L = panjang pipa = 25,89 m dari data site plan hasil survey d = diameter pipa = 97,18 mm 4 inchi, PVC ANSI schedule 80 Dengan rumus Hazen Williams: C = Koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams = 140 untuk pipa Asphalted Cast Iron L d C Q hf 85 , 4 85 , 1 85 , 1 666 , 10 = m x x s m x hf 89 , 25 09718 , 140 0,0045171 666 , 10 85 , 4 85 , 1 85 , 1 3 = m x x x 89 , 25 4941 0000122955 , 784721 , 9339 5646 0000458659 , 666 , 10 = m x 89 , 25 114837784 , 916 0004892062 , = = m x 89 , 25 3 0042600252 , = 0,110292053 m.hd Untuk perhitungan masing masing loop untuk tiap pipa dilakukan dengan cara yang sama, hasil perhitungan dibuat dalam bentuk tabel pada tabel 4.2 sampai tabel 4.5 Universitas Sumatera Utara

4.4.1 Analisa Kapasitas Aliran dengan Perhitungan Manual

I 5 7 9 10 8 6 4 3 2 1 Gambar 4.2 Loop I Tabel 4.2. Hasil Perhitungan Loop I Iterasi I Pipa no. Panjang L Diameter d Laju aliran Qo Unit head loss Head Loss hl m m literjam h 1 m Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris h 1 x L 1 25,89 0,09718 16261,66 0,00426002523 0,110292053 2 34,82 0,09718 7836,93 0,00110389353 0,038437542 3 15 0,024308 183,34 0,00088033344 0,013205001 4 123,08 0,09718 7086,91 0,00091643664 0,112795022 5 34,8 0,049251 407,64 0,00012569099 0,004374046 6 62,925 0,09718 6853,03 0,00086127138 0,054195502 7 60,48 0,09718 8349,72 0,00124122406 0,075069231 Universitas Sumatera Utara 8 25,04 0,024308 488,32 0,00539168709 0,135007844 9 8,73 0,024308 183,32 0,00088015579 0,007683760 10 25,9 0,024308 305 0,00225723115 0,058462286 II 12 13 11 5 Gambar 4.3 Loop II Tabel 4.3. Hasil Perhitungan Loop II Iterasi I Pipa no. Panjang L Diameter d Laju aliran Qo Unit head loss Head Loss hl m m literjam h 1 m Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris h 1 x L 11 76,135 0,07366 4836,13 0,00173285954 0,131931261 12 34,79 0,0381 190,33 0,00010668598 0,003711605 13 76,565 0,07366 488,99 0,00176668028 0,135265875 Universitas Sumatera Utara III 18 15 16 17 14 19 12 Gambar 4.4 Loop III Tabel 4.4. Hasil Perhitungan Loop III Iterasi I Pipa no. Panjang L Diameter d Laju aliran Qo Unit head loss Head Loss hl m m literjam h 1 m Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris h 1 x L 14 45,99 0,059004 3101,38 0,00223412134 0,10274724 15 6,84 0,059004 1634,66 0,00068323608 0,004673334 16 29,22 0,059004 1488,22 0,00057433362 0,016782028 17 55,49 0,059004 2771,6 0,00181460274 0,100692306 18 36,51 0,049251 458,35 0,00015613740 0,005700576 19 31,73 0,0381 458,35 0,00054229280 0,01720695 Universitas Sumatera Utara IV 25 21 22 24 23 20 Gambar 4.5 Loop IV Tabel 4.5. Hasil Perhitungan Loop IV Iterasi I Pipa no. Panjang L Diameter d Laju aliran Qo Unit head loss Head Loss hl m m literjam h 1 m Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris h 1 x L 20 30,16 0,07366 3122,88 0,00077154023 0,023269653 21 35,85 0,024308 461,29 0,00485258673 0,173965234 22 71,48 0,049251 1280,44 0,00104449571 0,074660553 23 56,34 0,07366 2472,15 0,00050074854 0,028212172 24 37,75 0,049251 550,02 0,00021877226 0,008258653 25 25,65 0,024308 366,68 0,00317360370 0,081402935 Universitas Sumatera Utara

0.01 0.02

0.03 0.04

0.05 0.06

0.07 0.08

0.09 0.10

0.11 0.12

P1 P6 P16 P20 Manual Grafik 4.1. Perhitungan head loss manual Dari grafik menunjukkan penurunan head aliran air pada masing masing pipa distribusi. Dimana head aliran pada masing masing pipa distribusi diadopsi berdasarkan kapasitas aliran, panjang pipa dan diameter pipa. Pada prinsipnya, head pada aliran mengalami penurunan berdasarkan jarak dari aliran masuk pada pipa distribusi. Pipa distribusi 16 dan 20, menunjukan peningkatan head dimana hal ini disesuaikan berdasarkan kapasitas aliran yang melintasi pipa tersebut. Pipa distribusi 16 mendapat suplai air dari pipa distribusi 17, sedangkan pada distribusi 20 mendapat suplai dari pipa distribusi 15 dan pipa distribusi 16. P1 P6 P12 P16 P20 Manual m.hd 0.110 0.054 0.003 0.016 0.023 Universitas Sumatera Utara

4.4.2 Analisa Kapasitas Aliran Fluida dengan menggunakan Program

Analisa kapasitas dengan menggunakan program untuk mengetahui kecepatan fluida, head loss dan laju aliran massa. Dilakukan dengan kapasitas yang sama seperti pada perhitungan manual, yaitu : Q = jam liter 18 292710 = 16261,66667 literjam Dengan menggunakan program, penganalisaan dilakukan pada tiap tiap masing pipa. Untuk pipa Id 1, Q = 0,0045171 m 3 s = 16261,66 literjam L = panjang pipa = 3,8 m dari data site plan hasil survey d = diameter pipa = 97,18 mm 4 inchi, PVC ANSI schedule 80 ρ = Massa jenis pada tempratur 20 C 0,998 3 m kg sehingga diperoleh : V = 2 . 4 D Q π = = 2 3 09718 , . 4 0045171 , π s m 0,609307128 ms . m = ρ . Q = 3600 998 , . 66 , 16261 = 4,508093522 Kgs Dengan rumus Hazen Williams, C = Koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams = 140 untuk pipa Asphalted Cast Iron Universitas Sumatera Utara L d C Q hf 85 , 4 85 , 1 85 , 1 666 , 10 = m x x s m x hf 8 , 3 09718 , 140 0,0045171 666 , 10 85 , 4 85 , 1 85 , 1 3 = m x x x 8 , 3 4941 0000122955 , 784721 , 9339 5646 0000458659 , 666 , 10 = m x 8 , 3 114837784 , 916 0004892062 , = = m x 8 , 3 3 0042600252 , = 0,016 m.head 91,67 lhour 91,67 lhour 91,67 lhour 1 16261,66 lhour 22 7 10 11 14 7 2 1 Gambar 4.6 Aliran fluida dari pipa distribusi 1 Adapun head loss friction dari pipa distribusi 1, merupakan penjumlahan dari tiap masing masing pipe Id, sesuai rumus 2.17. Σhl = hl 1 + hl 2 + hl 3 Tabel 4.6. Head friction loss pada pipa distribusi 1 Pipe Id P1 P14 P11 P10 Total Program 0.015 0.028 0.029 0.029 0.101 Dan seluruh hasil dengan menggunakan program pada jam normal dapat dilihat pada results data data hasil pada halaman 36. Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 P1 P6 P12 P16 P20 Program Grafik 4.2. Perhitungan head loss menggunakan program pada jam normal P1 P6 P12 P16 P20 Program 0.101 0.044 0.004 0.018 0.023 Universitas Sumatera Utara

4.5 Perencanaan dalam menanggulangi titik beban puncak peak hour