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