Diperoleh kecepatan aliran fluida masih sesuai. Maka Head kecepatan aliran adalah:
H
V
=
g V
2
2
=
81 .
9 2
6992 ,
2
2
×
m = 0,3713 m
Perbedaan Head Kecepatan aliran adalah nol oleh karena besarnya head kecepatan pada sisi isap dan sisi tekan sama yaitu 0,3713 m.
3.3.3 Perbedaan Head Statis ∆Hs
Head statis adalah perbedaan ketinggian permukaan air pada reservoir atas dengan reservoir bawah seperti yang tampak pada gambar 3.1 diatas.
Dalam perencanaan ini, besarnya head statis adalah: Hs = 2 m
Nilai head statis ini diasumsikan bahwa tinggi air pada permukaan ground tank dengan roof tank tetap.
3.3.4 Kerugian Head
Kerugian head sepanjang pipa terbagi atas 2, yaitu kerugian akibat gesekan sepanjang pipa kerugian mayor h
f
dan kerugian akibat adanya kelengkapan pada instalasi pipa kerugian minor h
m
. Kerugian akibat gesekan tergantung pada kekasaran dalam pipa dan panjang pipa. Kerugian akibat kelengkapan adalah
kerugian akibat adanya perubahan arah aliran dan kecepatan aliran.
3.3.4.1 Kerugian Head sepanjang Pipa Isap h
ls
a Kerugian Head Akibat Gesekan Pada Pipa Isap h
fs
Besarnya kerugian head akibat gesekan pada pipa isap menurut Darcy- Weishbach dapat diperoleh dengan persamaan berikut [ Sularso, hal 28 ]:
h
fs
= f g
V d
L
s is
s
2
2
×
Universitas Sumatera Utara
Dimana: h
fs
= kerugian karena gesekan m f
= factor gesekan diperoleh dari diagram Moody L
s
= panjang pipa hisap = 1,08 m d
is
= diameter dalam pipa = 0,0266 m V
s
= kecepatan aliran fluida = 2,6992 ms Untuk menentukan factor gesekan f terlebih dahulu ditentukan alirannya
apakah laminar atau turbulen dengan mencari harga bilangan Reynold Re , [Pump Handbook, hal 131 ] dimana:
υ
is s
d V
= Re
Dengan: Re = Reynold number
υ = viskositas kinematik, dimana harganya 1,02 x 10
-6
m
2
s untuk tekanan 1 atm pada suhu 20
C Sehingga diperoleh:
R
e
=
6
10 02
, 1
0266 ,
6992 ,
2
−
× ×
= 70390,9
≥
4000 Maka aliran yang terjadi adalah “ Turbulen “
Bahan pipa isap yang direncanakan adalah Galvanized Iron dimana bahan pipa yang direncanakan tersebut mempunyai kekasaran sebesar 0,00015 m sesuai
dengan table 3.1 dibawah.
Universitas Sumatera Utara
Table 3.1 Kekasaran relative
ε dalam berbagai bahan pipa
Pipeline Material Absolute Rougness
ε Ft
mm
Glass and varicus plastic e.g, PVC and PE pipes
hydraulically smooth hydraulically smooth
Drawn tubings e.g. coper or aluminium pipes
or tubings 5 x 10
-6
1.5 x 10
-6
Comersial steel or wrought iron
1.5 x 10
-4
4.6 x 10
-2
Cast iron with asphalt lining
4 x 10
-4
0.12
Galvanized iron 5 x 10
-6
0.15
Cast iron 8.5 x 10
-4
0.25 Wood stave
6 x 10
-4
÷ 3 x 10
-3
0.18 ÷ 0.9 Concrete
1 x 10
-3
÷ 1 x 10
-2
0.3 ÷ 3.0 Riveted steel
3 x 10
-3
÷ 3 x 10
-2
0.9 ÷ 9.0
Pump Handbook, Igor J. Karsik, William C. Krutzsc, Waren H. Frase, Joseph Messina
Maka kekasaran relative ε d
is
adalah:
is
d
ε =
0266 ,
00015 ,
= 0,005639
Universitas Sumatera Utara
Selanjutnya dicari harga faktor gesekan dengan menggunakan diagram moody.
x 37,5 mm
Gambar 3.2 Diagram moody
Posisi Re = 70390,9 didalam garis horisontal diagram moody dapat dihitung dengan menginterpolasikan nilai yang ada terhadap skala jarak sehingga
diperoleh:
0,15 = x = 31,78 mm
Nilai kekasaran relative didalam garis vertikal diagram moody dapat diperoleh dengan menginterpolasikan nilai yang ada terhadap skala jarak sehingga
diperoleh:
0,1527 = y = 5 mm
Friction factor
0,04
0,03 f
15 mm
5 mm 0,006 = - 2,2218
ed
is
= 0,005639 = -2,2487 0,004 = - 2,3979
5,75 mm y
10
4
70390,9 10
5
Universitas Sumatera Utara
Nilai koefisien gesek didalam garis vertikal diagram moody dapat diperoleh dengan menginterpolasikan nilai yang ada terhadap skala jarak sehingga
diperoleh:
log =
f = 0,033 Dari diagram moody untuk bilangan Reynold = 70390,9 dan e d
is
= 0,005639 dengan cara interpolasi maka akan diperoleh factor gesek f = 0,033,
sehingga besarnya kerugian gesek sepanjang pipa isap menurut Darcy-Weishbach adalah:
h
fs
= 0,033 81
, 9
2 2,6992
0,0266 08
, 1
2
× ×
×
= 0,4975 m
b Kerugian Head Akibat Perlengkapan Instalasi h
ms
Besarnya kerugian akibat adanya kelengkapan pipa dapat diperoleh dengan persamaan [ Pump Handbook, hal 152 ]:
h
ms
=
g V
nk
s
2
2
∑
Dimana: h
ms
= kerugian head akibat kelengkapan pipa sepanjang jalur pipa isap n
= jumlah kelengkapan pipa k
= koefisien kerugian akibat kelengkapan pipa Untuk mengetahui berapa besarnya kerugian head yang terjadi akibat
adanya kelengkapan pipa yang digunakan sepanjang jalur pipa isap, maka perlu diketehui terlebih dahulu jenis kelengkapan pipa yang digunakan sepanjang jalur
pipa isap. Adapun jenis dan jumlah kelengkapan tersebut adalah sebagai berikut: −
Gate valve 1 buah −
Elbow 90
o
long regular 1 buah
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.2 Nilai koefisien K untuk tipe screwed Nominal
Screwed Diameter,in
½ 1
2 4
Valve fully open: Globe
14 8,2
6,9 5,7
Gate 0,30
0,24 0,16
0,11 Swing check
5,1 2,9
2,1 2,0
Angle 9,0
4,7 2,0
1,0 Elbows
45 regular
0.39 0.32
0.30 0.29
90 regular
2.0 1.5
0.95 0.64
90 long radius
1.0 0.72
0.41 0.23
180 regular
2.0 1.5
0.95 0.64
Bruce R.Munson ,Fundamental Of Fluid Mechanics 5
Th
Edition
Sesuai data dari table diatas maka koefisien kerugian k dari gate valve dan elbows 90
o
untuk jenis screwed dengan diameter nominal pipa 1 inci adalah sebagai berikut:
Tabel 3.3 Perhitungan nilai koefisien kerugian akibat kelengkapan pipa isap Jenis perlengkapan
Jumlah n K
nk
Mulut isap 1
0.4 ÷ 0.5 0.45
Gate valve 1
0.24 0.24
Elbow 90
o
regular 1
1.5 1.5
Total koefisien kerugian
2.19
Maka besarnya kerugian head akibat kelengkapan pipa pada pipa isap adalah sebesar:
h
ms
= 81
, 9
2 6992
, 2
2,19
2
× m
= 0,813 m
Universitas Sumatera Utara
Dengan demikian diperoleh besar kerugian head sepanjang jalur pipa isap pompa sebesar:
h
ls
= h
fs
+ h
ms
= 0,4975 m + 0,813 m = 1,3105 m
3.3.4.2 Kerugian Head sepanjang Pipa Tekan h
