Perancangan Sistem Distribusi Air Bersih Pada Kompleks Perumahan Tanjung Gading Menggunakan Metode Hardy Cross Dengan Kajian Pembanding Analisis Epanet 2.0

PERANCANGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH

PADA KOMPLEKS PERUMAHAN TANJUNG

GADING MENGGUNAKAN METODE HARDY

CROSS DENGAN KAJIAN PEMBANDING ANALISIS

EPANET 2.0

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

JUNI IHWANDA NIM. 060401049

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah segala puji bagi Allah SWT. Yang telah melimpahkan rahmatnya kepada penulis sehinnga tugas akhir ini dapat selesai. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi syarat dalam menyelesaikan pendidikan S-1 teknik mesin pada fakultas Teknik USU.

Suka dan duka telah penulis lalui dalam menyelesaikan tugas akhir ini dan penulis menyadari sekali lagi bahwa hanya berkat rahmat dari Allah SWT dan dukungan dari berbagai pihak yang selama ini telah banyak membantu penulis baik materil maupun moral serta doa yang selalu mendorong penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu yaitu:

1. Bapak Prof. DR. Ir. Bustami Syam, M.Eng. Dekan fakultas Teknik USU. 2. Bapak DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Jurusan Teknik

Mesin USU

3. Bapak Prof. DR. Ir. Farel H Napitupulu, DEA. Selaku Dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya dalam membimbing penulis. 4. Bapak dan Ibu staff pengajar di fakultas Teknik Mesin USU.

5. Ibunda dan Alm. Ayahanda yang telah mengorbankan materil serta doa yang selalu mengiringi setiap langkah.

6. Keluaga besar abangda Edi mugiono ST beserta istri kakanda Deny Erlina Damanik dan anak-anak nya Naufal, Alghi yang telah mengorbankan materil dan yang telah memberikan pengarahan yang menjadi sumber inspirasi.

7. Keluarga besar abangda Muchlis beserta istri yang telah memberikan motivasi dan pengarahan.

8. Alm. teteh Ratna, Bang Mariono, Rini, Yogi, Mirna, Anggi yang telah memberikan motivasi dan semangat.

9. Eka muliani tersayang yang telah memberikan kasih sayang sehingga selalu tegar melangkah serta doamu yang selalu mengiringi langkah.

10. Tema-teman mesin stambuk 06 Arefau CST, Wanpau CST, Fahriza CST, Alpian CST, Fai CST, Wirza CST, Eko CST, Kang Jamil CST, Munte CST, Sutan CST, Danu CST, Fahrul CST, Fajar CST, Wendy CST, Aan CST, Hamdi CST, Furqon CST, Yaser CST, Piko CST, Albert CST dan semuanya yang telah memberikan motivasi.

11. Serta keluarga besar gang Lorong IX Fendi S.Si, Adek, Zen, Nickman, Agus, Rico, Kombet, Satria, Eko, Cemet yang selalu memberikan motivasi and all of you yang belum disebuti namanya.

Penulis menyadari bahwa terdapat banyak kekurangan dalam tugas akhir ini, oleh karena itu penulis akan sangat berterima kasih apabila ada pihak yang dapat memberikan kritik dan saran yang dapat membangun dalam menyempurnakan tugas akhir ini.

Akhirnya penulis berharap semoga tugas akhir ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Desember 2010

ABSTRAK

Dengan jumlah pertumbuhan penduduk dan kemajuan teknologi di bidang teknik yang sangat pesat, air menjadi hal yang pokok bagi konsumsi dan sanitasi umat manusia, untuk produksi berbagai barang industri serta untuk produksi makanan dan serat kain. Untuk dapat mengonsumsi air diperlukan pendistribusian air agar air dapat didistribusikan dari tempat dimana air diproduksi hingga sampai ke para konsumen untuk dikonsumsi. Dalam penulisan skripsi ini dirancang suatu pendistribusian air bersih pada suatu kompleks perumahan untuk memenuhi kebutuhan air bersih pada kompleks tersebut. Dimana perancangan ini meliputi kebutuhan total air bersih, ukuran dan jenis pipa yang digunakan, instalasi jaringan distribuisi air bersih, reservoir yang digunakan sebagai penampung air, dan pompa yang akan digunakan dalam pendistribusian air bersih. Analisa yang digunakan dalam perancangan ini menggunakan metode Hardy Cross dengan kajian pembanding EPANET 2.0. Perbandingan ini untuk menunjukkan bahwa perhitungan menggunakan metode Hardy Cross tidak jauh berbeda dengan menggunakan analisis EPANET 2.0.

DAFTAR TABEL

Hal.

Tabel 2.1 Nilai koefisien kerugian untuk beberapa kelengkapan pipa 9 Tabel 2.2 Nilai kekasaran dinding untuk berbagai pipa komersil 10 Tabel 2.3 Koefisien kekasaran pipa Hazen-William 13 Tabel 3.1 Pemakaian air rata-rata per orang setiap hari 28 Tabel 3.2 Kebutuhan air, jumlah penghuni dan fasilitas yang dilayani

pada setiap titik 36

Tabel 3.3 Besar kapasitas ditaksir, dimensi pipa dan bahan pipa 37 Tabel 3.4 Iterasi perhitungan untuk mencari koreksi kapasitas dan

kapasitas sebenarnya 39

Tabel 3.5 Besar kapasitas akhir aliran fluida dan dimensi pipa 49 Tabel 3.6 Estimasi pemakaian air per hari 50 Tabel 3.7 Pemakaian air pada periode I ( 00.00-06.00 ) WIB 50 Tabel 3.8 Pemakaian air pada periode II ( 06.00-12.00 ) WIB 51 Tabel 3.9 Pemakaian air pada periode III ( 12.00-18.00 ) WIB 51 Tabel 3.10 Pemakaian air pada periode IV ( 18.00-24.00 ) WIB 52 Tabel 3.11 Pemakaian air pada setiap periode 52

Tabel 4.1 Penentuan jumlah pompa 55

Tabel 4.2 Nilai head losses pipa terjauh 59

Tabel 4.3 Harga putaran dan kutubnya 61

Tabel 4.4 Klasifikasi impeller menurut putaran spesifik 62 Tabel 5.1 Nilai kapasitas, kecepatan aliran dan kerugian gesek out put

EPANET 72

DAFTAR GAMBAR

Hal.

Gambar 2.1 Kecepatan Aliran Melalui Saluran Tertutup 5 Gambar 2.2 Kecepatan Aliran Melalui Saluran Terbuka 5 Gambar 2.3 Ilustrasi Persamaan Bernoulli 14 Gambar 2.4 Pipa Yang Dihubungkan Secara Seri 16 Gambar 2.5 Pipa Yang Dihubungkan Secara Paralel 17

Gambar 2.6 Sistem Jaringa n Pipa 18

Gambar 2.7 Tampilan EPANET 25

Gambar 3.1 Instalasi Jaringan Distribusi Pipa Air Bersih pada

Kompleks Tanjung Gading dan arah aliran kapasitas awal 35

Gambar 3.2 Loop I 39

Gambar 3.3 Loop II 39

Gambar 3.4 Loop III 40

Gambar 3.5 Loop IV 40

Gambar 3.6 Loop V 41

Gambar 3.7 Loop VI 41

Gambar 3.8 Loop VII 42

Gambar 3.9 Loop VIII 42

Gambar 3.10 Loop IX 43

Gambar 3.11 Loop X 43

Gambar 3.12 Loop XI 44

Gambar 3.13 Loop XII 44

Gambar 3.14 Grafik estimasi pemakaian air 53

Gambar 4.1 Instalasi Pompa dan pipa 57

Gambar 4.2 Instalasi Pipa 58

Gambar 4.3 Daerah Kerja Beberapa Jenis Konstruksi Pompa Sentrifugal 60 Gambar 4.4 Grafik Efisiensi Pompa vs Putaran Spesifik 63

Gambar 5.1 Tampilan Map options 67

Gambar 5.2 Tampilan Defaults 67

Gambar 5.3 Latar belakang peta 68

Gambar 5.4 Input Junction 68

Gambar 5.5 Input Pipa 69

Gambar 5.6 Input pompa 69

Gambar 5.7 Input kurva pompa 70

DAFTAR LAMBANG

Simbol Keterangan

A Luas penampang m3

Satuan

C Koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams

D Diameter dalam mm

f Faktor gesekan pipa Darcy-Weisbach

g Percepatan gravitasi m/s2

hl Head losses sepanjang pipa m

Hp Head pompa m

Hst Head statis m

hf Kerugian head mayor m

hm Kerugian head minor m

K Koefisien kerugian perlengkapan pipa

L Panjang pipa m

Nm Daya motor listrik kW

Np Daya pompa kW

ns Putaran spesifik rpm

P Tekanan kPa

p Jumlah kutub

Q Kapasitas pompa m3/s

Re Bilangan Reynold

V Kecepatan aliran m/s

α Faktor cadangan daya

γ Berat jenis air N/m3

ε Kekasaran pipa

ηp Efisiensi pompa %

ηt Efisiensi transmisi %

υ Viskositas kinematik air m2/s

π Konstanta phi

ρ Massa jenis air kg/m3

ΔQ Koreksi laju aliran loop m3/s

ABSTRAK

Dengan jumlah pertumbuhan penduduk dan kemajuan teknologi di bidang teknik yang sangat pesat, air menjadi hal yang pokok bagi konsumsi dan sanitasi umat manusia, untuk produksi berbagai barang industri serta untuk produksi makanan dan serat kain. Untuk dapat mengonsumsi air diperlukan pendistribusian air agar air dapat didistribusikan dari tempat dimana air diproduksi hingga sampai ke para konsumen untuk dikonsumsi. Dalam penulisan skripsi ini dirancang suatu pendistribusian air bersih pada suatu kompleks perumahan untuk memenuhi kebutuhan air bersih pada kompleks tersebut. Dimana perancangan ini meliputi kebutuhan total air bersih, ukuran dan jenis pipa yang digunakan, instalasi jaringan distribuisi air bersih, reservoir yang digunakan sebagai penampung air, dan pompa yang akan digunakan dalam pendistribusian air bersih. Analisa yang digunakan dalam perancangan ini menggunakan metode Hardy Cross dengan kajian pembanding EPANET 2.0. Perbandingan ini untuk menunjukkan bahwa perhitungan menggunakan metode Hardy Cross tidak jauh berbeda dengan menggunakan analisis EPANET 2.0.

BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Dengan pertumbuhan jumlah penduduk yang sangat pesat, sumber daya air ( water resource ) telah menjadi salah satu kekayaan sangat penting. Air merupakan hal pokok bagi konsumsi dan sanitasi umat manusia, untuk produksi berbagai barang industri serta untuk produksi makanan dan serat kain.

Pengembangan sumber daya air ( water resource ) memerlukan adanya konsepsi, perencanaan, perancangan, konstruksi, dan operasi fasilitas-fasilitas untuk pengendalian dan pemanfaatan air. Pada dasarnya hal-hal tersebut merupakan tugas para sarjana Teknik, tetapi jasa para ahli di bidang lain juga dibutuhkan.

Untuk menjadi seorang yang ahli dalam bidang perencanaan dan perancangan pendistribusian air tentu bukanlah suatu hal yang mudah, selain harus memiliki dasar ilmu kesarjanaan teknik seperti peralatan mekanik, korosi, mekanika fluida, pemilihan material, seni merancang jalur pipa dan banyak disiplin ilmu lain yang harus dikuasai serta yang terpenting dari semua itu adalah pengalaman di lapangan.

Dalam merancang suatu sistem jaringan sebagai pendistribusian air bersih biasanya pipa yang tersusun dari beberapa buah pipa yang disusun secara seri maupun paralel maka persoalan yang dihadapi belumlah begitu rumit, namun banyak juga jalur pipa yang ada bukanlah suatu rangkaian yang sederhana melainkan suatu sistem jaringan pipa yang sangat kompleks, sehingga memerlukan penyelesaian yang lebih teliti. Dalam perencanaan itu hal-hal yang perlu diperhitungkan diantaranya besarnya kapasitas dan kecepatan aliran dari fluida yang melalui sistem jaringan pipa dan hal-hal lain yang diperlukan dalam hal perencanaan.

Semakin banyaknya penggunaan air dalam setiap aspek kehidupan manusia dan diperlukannya ahli-ahli di bidang teknik mengenai perencanaan dan perancangan sumber daya air sehingga didasarkan hal tersebut dalam rangka penyusunan tugas akhir ini penulis mengambil bidang Dinamika Fluida.

1.2Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan skripsi ini adalah:

1. Untuk memperoleh besar kebutuhan total air air bersih yang dibutuhkan oleh kompleks Tanjung Gading.

2. Untuk memperoleh besar kapasitas pompa dan spesifikasi pompa yang akan digunakan untuk mendistribusikan air bersih pada kompleks Tanjung Gading serta volume tangki distribusinya.

3. Untuk memperoleh jenis dan ukuran pipa yang akan digunakan untuk mendistribusikan air bersih pada kompleks Tanjung Gading.

4. Untuk membandingkan perhitungan menggunakan metode Hardy Cross dengan EPANET 2.0.

1.3Batasan Masalah

Pada perencanaan ini akan dibahas mengenai perancangan dan analisa pendistribusian air bersih ke konsumen pada suatu sistem jaringan pipa di komplek perumahan Tanjung Gading. Adapun batasan masalah dalam menganalisa distribusi aliran pada tiap pipa antara lain kapasitas aliran fluida, kerugian head yang terjadi pada tiap pipa dan ukuran pipa yang digunakan. Pada perencanaan ini juga ditentukan spesifikasi pompa yang nantinya sesuai untuk digunakan dalam pendistribusian air bersih, spesifikasi pompa serta simulasi jaringan pemipaan menggunakan perangkat lunak EPANET.

1.4 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari 6 bab. Bab I meliput i latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah dan sistematika penulisan dan metodologi penulisan. Pada bab II meliputi metode pendistribusian air bersih, kecepatan dan kapasitas aliran fluida, jenis aliran fluida, energi dan head, kerugian head, persamaan Bernoulli, persamaan empiris aliran, sistem saluran pipa, sistem jaringan, dasar perencanaan pompa, dan pengenalan EPANET.

Pada bab III meliputi jumlah pemakaian air, kapasitas aliran keluar jaringan pipa, dan analisa kapasitas aliran fluida. Pada bab IV meliputi perancangan spesifikasi pompa dan pipa. Pada bab V meliputi analisa hasil rancangan

menggunakan EPANET dan simulasi visualnya. Dan pada bab VI meliputi kesimpulan.

1.5Metodologi penulisan

Metodologi penyusunan skripsi ini melalui tahapan-tahapan sebagai berikut: 1. Melakukan survey di Komplek Perumahan Tanjung Gading.

2. Mengidentifikasi masalah dan merumuskan permasalahannya. 3. Menggumpulkan data yang berhubungan dengan perancangan. 4. Merancang kapasitas sesuai dengan kebutuhan.

5. Merancang jaringan pemipaan.

6. Menganalisa kapasitas jaringan pemipaan. 7. Memilih pompa.

8. Mensimulasikan jaringan hasil perencanaan sebagai bahan pembanding. 9. Membandingkan hasil analisa manual dengan analisa menggunakan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Metode Pendistribusian Air

Didalam pendistribusian air diperlukan suatu metode pendistribusian agar air dapat mengalir dari sumber air ke para pelanggang. Adapun metode pendistribusian air terdiri dari tiga tipe sistem yaitu :

2.1.1 Sistem Gravitasi

Metode pendistribusian dengan sistem gravitasi bergantung pada topografi sumber daya air yang ada dan daerah pendistribusiannya. Biasanya sumber air ditempatkan pada daerah yang tinggi dari daerah distribusinya. Air yang didistribusikan dapat mengalir dengan sendirinya tanpa pompa. Adapun keuntungan dengan sistem ini yaitu energi yang dipakai tidak membutuhkan biaya, system pemeliharaannya murah.

2.1.2 Sistem Pemompaan

Metode ini menggunakan pompa dalam mendistribusikan air menuju daerah distribusi. Pompa langsung dihubungkan dengan pipa yang menangani pendistribusian. Dalam pengoperasiannya pompa terjadwal untuk beroperasi sehingga dapat menghemat pemakaian energi. Keuntungan dari metode ini yaitu tekanan pada daerah distribusi dapat terjaga.

2.1.3 Sistem gabungan keduanya

Metode ini merupakan gabungan antara metode gravitasi dan pemompaan yang biasa digunakan untuk daerah distribusi yang berbukit-bukit.

2.2. Kecepatan dan Kapasitas Aliran Fluida

Penentuan kecepatan disejumlah titik pada suatu penampang memungkinkan untuk membantu dalam menentukan besarnya kapasitas aliran sehingga pengukuran kecepatan merupakan fase yang sangat penting dalam menganalisa suatu aliran fluida. Kecepatan dapat diperoleh dengan melakukan pengukuran terhadap waktu yang dibutuhkan suatu partikel yang dikenali untuk bergerak sepanjang jarak yang telah ditentukan.

Besarnya kecepatan aliran fluida pada suatu pipa mendekati nol pada dinding pipa dan mencapai maksimum pada tengah-tengah pipa. Kecepatan biasanya sudah cukup untuk menempatkan kekeliruan yang tidak serius dalam masalah aliran fluida sehingga penggunaan kecepatan sesungguhnya adalah pada penampang aliran. Bentuk kecepatan yang digunakan pada aliran fluida umumnya menunjukkan kecepatan yang sebenarnya jika tidak ada keterangan lain yang disebutkan.

Gambar 2.1. Kecepatan Aliran Melalui Saluran Tertutup

Gambar 2.2. Kecepatan Melalui Saluran Terbuka

Besarnya kecepatan akan mempengaruhi besarnya fluida yang mengalir dalam suatu pipa. Jumlah dari aliran fluida mungkin dinyatakan sebagai volume, berat atau massa fluida dengan masing-masing laju aliran ditunjukkan sebagai laju aliran volume (m3/s), laju aliran berat (N/s) dan laju aliran massa (kg/s).

Kapasitas aliran (Q) untuk fluida yang inkompresibel menurut [3] yaitu: Q = A . v

dimana: Q = laju aliran volume (m3/s) A = luas penampang aliran (m2) v = kecepatan aliran fluida (m/s)

Laju aliran berat fluida (W) menurut [3] dirumuskan sebagai: W = γ . A . v

dimana: W = laju aliran berat fluida (N/s)

Laju aliran massa (M) menurut [3] dinyatakan sebagai:

M = ρ . A . v dimana: M = laju aliran massa fluida (kg/s)

ρ = massa jenis fluida (kg/m3)

2.3. Jenis Aliran Fluida

Aliran fluida dapat dibedakan atas 3 jenis yaitu aliran laminar, aliran transisi, dan aliran turbulen. Jenis aliran ini didapatkan dari hasil eksperimen yang dilakukan oleh Osborne Reynold tahun 1883 yang mengklasifikasikan aliran menjadi 3 jenis. Jika air mengalir melalui sebuah pipa berdiameter d dengan kecepatan rata-rata V maka dapat diketahui jenis aliran yang terjadi. Berdasarkan eksperimen tersebut maka didapatkan bilangan reynold dimana bilangan ini tergantung pada kecepatan fluida, kerapatan, viskositas, dan diameter. Aliran dikatakan laminar jika partikel-partikel fluida yang bergerak teratur mengikuti lintasan yang sejajar pipa dan bergerak dengan kecepatan sama. Aliran ini terjadi apabila kecepatan kecil dan atau kekentalan besar. Aliran disebut turbulen jika tiap partikel fluida bergerak mengikuti lintasan sembarang di sepanjang pipa dan hanya gerakan rata-rata saja yang mengikuti sumbu pipa. Aliran ini terjadi apabila kecepatan besar dan kekentalan zat cair kecil. Bilangan Reynold (Re) menurut [6] dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

µ ρ.d.V

Re= dimana: ρ = massa jenis fluida (kg/m3)

d = diameter pipa (m)

V= kecepatan aliran fluida (m/s)

µ = viskositas dinamik fluida (Pa.s)

Karena viskositas dinamik dibagi dengan massa jenis fluida merupakan viskositas kinematik (v) maka bilangan Reynold menurut [6] dapat juga dinyatakan:

ρ µ

=

v sehingga

v V d.

Menurut [6], berdasarkan percobaan aliran didalam pipa, Reynolds menetapkan bahwa untuk angka Reynolds dibawah 2000, gangguan aliran dapat diredam oleh kekentalan zat cair maka disebut aliran laminar. Aliran akan menjadi turbulen apabila angka Reynolds lebih besar dari 4000. Apabila angka Reynolds berada di antara kedua nilai tersebut (2000 < Re < 4000) disebut aliran transisi.

2.4. Energi dan Head

Energi biasanya didenefisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Kerja merupakan hasil pemanfaatan tenaga yang dimiliki secara langsung pada suatu jarak tertentu. Energi dan kerja dinyatakan dalam satuan N.m (Joule). Setiap fluida yang sedang bergerak selalu mempunyai energi. Dalam menganalisa masalah aliran fluida yang harus dipertimbangkan adalah mengenai energi potensial, energi kinetik dan energi tekanan.

Energi potensial menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu aliran fluida karena adanya perbedaan ketinggian yang dimiliki fluida dengan tempat jatuhnya. Energi potensial (Ep) menurut [3] dirumuskan sebagai:

Ep = W . z

dimana: W = berat fluida (N) z = beda ketinggian (m)

Energi kinetik menunjukkan energi yang dimiliki oleh fluida karena pengaruh kecepatan yang dimilikinya. Energi kinetik menurut [3] dirumuskan sebagai:

dimana: m = massa fluida (kg)

v = kecepatan aliran fluida (m/s2) jika:

g W m=

maka:

g v W Ek

2 . 2 1

=

Energi tekanan disebut juga dengan energi aliran yaitu jumlah kerja yang dibutuhkan untuk memaksa elemen fluida bergerak menyilang pada jarak tertentu dan berlawanan dengan tekanan fluida. Besarnya energi yang disebabkan tekanan (Ef) menurut [3] dirumuskan sebagai:

Ef = p . A . L dimana: p = tekanan fluida (N/m2)

A = luas penampang aliran (m2) L = panjang pipa (m)

Besarnya energi tekanan menurut [3] dapat juga dirumuskan sebagai berikut:

γ

W

p

Ef

=

.

dimana: γ = berat jenis fluida (N/m3) W = berat fluida (N)

Total energi yang terjadi merupakan penjumlahan dari ketiga macam energi diatas menurut [3] dirumuskan sebagai:

γ

pW g

Wv Wz

E= + +

2

. 2 1

Persamaan ini dapat dimodifikasi untuk menyatakan total energi dengan head (H) dengan membagi masing-masing variabel di sebelah kanan persamaan dengan W (berat fluida) menurut [3] dirumuskan sebagai:

γ

p g v z

H = + +

2 2

Dengan: z = head elevasi (m)

g v

2 2

= head kecepatan (m)

γ p

= head tekanan (m)

2.5. Kerugian Head

Kerugian head adalah merupakan kerugian energi dan setiap fluida yang mengalir melalui saluran pipa, total energi yang dimiliki cenderung menurun pada arah aliran kapasitas. Kerugian head umumnya terdiri dari dua tipe yaitu :

2.5.1 Kerugian Head Minor

Pada suatu jalur pipa 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 menurut [4] dirumuskan sebagai:

g v k hm

2 2 .

=

dimana: k = koefisien kerugian (dari lampiran koefisien minor losses peralatan pipa)

v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/s)

Besarnya nilai koefisien kerugian minor untuk beberapa kelengkapan pipa dapat dilihat pada table berikut.

Tabel 2.1 Nilai koefisien kerugian untuk beberapa kelengkapan pipa

Nominal diameter (in )

Screwed Flanged

1/2 1 2 4 1 2 4 8 20

Valves (fully open) :

Globe 14 8,2 6,9 5,7 13 8,5 6,0 5,8 5,5

Gate 0,30 0,24 0,16 0,11 0,80 0,35 0,16 0,07 0,03

Swing check 5,1 2,9 2,1 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

Angel 9,0 4,7 2,0 1,0 4,5 2,4 2,0 2,0 2,0

Elbows :

450 regular 0,39 0,32 0,30 0,29

450 long radius 0,21 0,20 0,19 0,16 0,14

900 regular 2,0 1,5 0,95 0,64 0,50 0,39 0,30 0,26 0,21

900 long radius 1,0 0,72 0,41 0,23 0,40 0,30 0,19 0,15 0,10

1800 regular 2,0 1,5 0,95 0,64 0,41 0,35 0,30 0,25 0,20

1800 long radius 0,40 0,30 0,21 0,15 0,10

Tees:

Line flow 0,90 0,90 0,90 0,90 0,24 0,19 0,14 0,10 0,07

Branch flow 2,4 1,8 1,4 1,1 1,0 0,80 0,64 0,58 0,41

Sumber : Jack B. Evett, Chengliu. Fundamentals of Fluids Mechanics. Mcgraw Hill. New York. 1987, hal. 156.

Menurut [12] untuk pipa yang panjang (L/d >>> 1000), minor losses dapat diabaikan tanpa kesalahan yang cukup berarti tetapi menjadi penting pada pipa yang pendek.

2.5.2 Kerugian Head Mayor

Aliran fluida yang melalui pipa akan selalu mengalami kerugian head. Hal ini disebabkan oleh gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa atau perubahan kecepatan yang dialami oleh aliran fluida (kerugian kecil).

Kerugian head akibat gesekan dapat dihitung dengan menggunakan salah satu dari dua rumus berikut, yaitu:

1. Persamaan Darcy – Weisbach menurut [12] yaitu:

g v d L f hf

2

2

= dimana: hf = kerugian head karena gesekan (m)

f = faktor gesekan (diperoleh dari diagram Moody) d = diameter pipa (m)

L = panjang pipa (m)

v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/s) g = percepatan gravitasi (m/s2)

Tabel 2.2 Nilai kekasaran dinding untuk berbagai pipa komersil

Bahan Kekasaran

ft m

Riveted Steel 0,003 – 0,03 0,0009 – 0,009

Concrete 0,001 – 0,01 0,0003 – 0,003

Wood Stave 0,0006 – 0,003 0,0002 – 0,009

Cast Iron 0,00085 0,00026

Galvanized Iron 0,0005 0,00015

Asphalted Cast Iron 0,0004 0,0001

Commercial Steel or Wrought Iron 0,00015 0,000046 Drawn Brass or Copper Tubing 0,000005 0,0000015

Glass and Plastic “smooth” “smooth”

Sumber : Jack B. Evett, Chengliu. Fundamentals of Fluids Mechanics. Mcgraw Hill. New York. 1987, hal. 134.

Diagram Moody telah digunakan untuk menyelesaikan permasalahan aliran fluida di dalam pipa dengan menggunakan faktor gesekan pipa (f) dari rumus Darcy – Weisbach. Untuk dapat menentukan besarnya nilai f dari diagram

Moody harus diketahui besarnya bilangan Reynold dan perbandigan antara kekasaran dinding pipa dengan diameter pipa tersebut ( ). Untuk aliran laminar dimana bilangan Reynold kurang dari 2000, faktor gesekan dihubungkan dengan bilangan Reynold, menurut [4] dinyatakan dengan rumus:

Re 64

=

f

Untuk aliran turbulen dimana bilangan Reynold lebih besar dari 4000, maka hubungan antara bilangan Reynold, faktor gesekan dan kekasaran relative menjadi lebih kompleks. Faktor gesekan untuk aliran turbulen dalam pipa didapatkan dari hasil eksperimen, antara lain:

1. Untuk daerah complete roughness, rough pipes menurut [3] yaitu:       = d f / 7 , 3 log 0 , 2 1 ε

2. Untuk pipa halus, hubungan antara bilangan Reynold dan faktor gesekan menurut [6] dirumuskan sebagai:

a. Blasius : _0,25 Re

316 , 0

=

f untuk Re = 3000 < Re < 100000

b. Von Karman :

        = 51 , 2 Re log 2 1 f f

=2log

(

Re f

)

−0,8 untuk Re sampai dengan 3.106.

3. Untuk pipa kasar menurut [6] yaitu: Von Karman : 1 =2log +1,74

ε d

f

dimana harga f tidak tergantung pada bilangan Reynold.

4. Untuk Pipa antara kasar dan halus atau dikenal dengan daerah transisi menurut [6] yaitu:

Corelbrook – White :

    

  

+ −

=

f d

f Re

51 , 2 7 , 3

/ log 2

1 ε

2. Persamaan Hazen – Williams

Rumus ini pada umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head dalam pipa yang relatif sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air minum.

Bentuk umum persamaan Hazen – Williams menurut [10] yaitu:

L

d C

Q hf _{1,85 4,85}

85 , 1

666 , 10

= dimana: hf = kerugian gesekan dalam pipa (m)

Q = laju aliran dalam pipa (m3/s) L = panjang pipa (m)

C = koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams (diperoleh dari tabel 2.3)

d = diameter pipa (m)

Adapun besarnya koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams dapat dilihat pada tabel berikut ini.

Tabel 2.3 koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams Material Koefisien Hazen-Williams

( C ) ABS - Styrene Butadiene Acrylonite 130

Aluminium 130-150

Asbes Semen 140

Lapisan Aspal 130-140

Kuningan 130-140

Brick selokan 90-100 Cast Iron baru tak bergaris (CIP) 130 Cast iron 10 tahun 107-113 Cast iron 20 tahun 89-100 Cast iron 30 tahun 75-90 Cast iron 40 tahun 64-83 Cast Iron aspal dilapisi 100 Cast Iron semen 140 Cast Iron aspal berjajar 140 Cast Iron laut berlapis 120 Cast Iron tempa polos 100 Semen lapisan 130-140

Beton 100-140

Beton berjajar, bentuk-bentuk baja 140 Beton berjajar, bentuk kayu 120

Beton tua 100-110

Tembaga 130-140

Corrugated Metal 60 Ulet Pipa Besi (DIP) 140 Ulet Besi, semen berbaris 120

Serat 140

Pipa Fiber Glass (FRP) 150 Besi berlapis seng 120

Kaca 130

Pipa Metal -sangat halus 130-140

Plastik 130-150

Polyethylene, PE, Peh 140 Polivinil klorida, PVC, CPVC 130

Pipa halus 140

Baja baru tak bergaris 140-150 Baja bergelombang 60 Baja dilas dan mulus 100 Baja membatu, terpaku spiral 90-110

Timah 130

Vitrifikasi Clay 110 Besi tempa, polos 100

Kayu 120

Kayu Stave 110-120

Sumber : Http : // Engineering tool box.com/ Hazen William-Cofficients- d798.html.

2.6. Persamaan Bernoulli

Penurunan persamaan Bernoulli untuk aliran sepanjang garis arus didasarkan pada hukum Newton II. Persamaan ini diturunkan dengan anggapan bahwa:

a. Zat cair adalah ideal, jadi tidak mempunyai kekentalan (kehilangan energi akibat gesekan adalah nol).

b. Zat cair adalah homogen dan tidak termampatkan (rapat massa zat cair adalah konstan).

c. Aliran adalah kontiniu dan sepanjang garis arus.

d. Kecepatan aliran adalah merata dalam suatu penampang. e. Gaya yang bekerja hanya gaya berat dan tekanan.

Energi yang ditunjukkan dari persamaan energi total di atas, atau dikenal sebagai head pada suatu titik dalam aliran steady adalah sama dengan total energi pada titik lain sepanjang aliran fluida tersebut. Hal ini berlaku selama tidak ada energi yang ditambahkan ke fluida atau yang diambil dari fluida.

Konsep ini dinyatakan kedalam bentuk persamaan yang disebut dengan persamaan Bernoulli, menurut [3] yaitu:

2

2 2 2 1 2 1 1

2

2 g z

v p z g v p

+ + = +

+ _γ

γ

dimana: p1 dan p2 = tekanan pada titik 1 dan 2

v1 dan v2 = kecepatan aliran pada titik 1 dan 2

z1 dan z2 = perbedaan ketinggian antara titik 1 dan 2

γ = berat jenis fluida

g = percepatan gravitasi = 9,806 m/s2

= P2/ γ = P1/ γ

hl z g v p z g v p + + + = + + 2 2 2 2 1 2 1 1 2 2 γ γ

Persamaan di atas digunakan jika diasumsikan tidak ada kehilangan energi antara dua titik yang terdapat dalam aliran fluida, namun biasanya beberapa head losses terjadi diantara dua titik. Jika head losses ini tidak diperhitungkan maka akan menjadi masalah dalam penerapannya di lapangan. Jika head losses dinotasikan dengan “hl” maka persamaan Bernoulli di atas dapat ditulis menjadi persamaan baru, dimana menurut [3] dirumuskan sebagai:

Persamaan diatas dapat digunakan untuk menyelesaikan banyak permasalahan type aliran, biasanya untuk fluida inkompresibel tanpa adanya penambahan panas atau energi yang diambil dari fluida. Namun, persamaan ini tidak dapat digunakan untuk menyelesaikan aliran fluida yang mengalami penambahan energi untuk menggerakkan fluida oleh peralatan mekanik, misalnya pompa, turbin, dan peralatan lainnya.

2.7. 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 menurut [3] yaitu:

0,63 0,54

. . . 8492 ,

0 CR s

v= dimana: v = kecepatan aliran (m/s)

C = koefisien kekasaran pipa Hazen – Williams R = jari-jari hidrolik

= 4

d

untuk pipa bundar

S = slope dari gradient energi (head losses/panjang pipa) =

l hl

2. Persamaan Manning dengan satuan internasional menurut [3] yaitu: 1,0 2/3 1/2

s R n

v= 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).

2.8. 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

2.8.1 Sistem Pipa Seri

Bila dua pipa atau lebih yang ukuran atau kekasarannya berlainan dihubungkan sedemikian rupa sehingga fluida mengalir melalui sebuah pipa 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 menurut [13] dirumuskan sebagai:

Q = Q1 = Q2 = Q3

Q= A1V1 = A2V2 = A3V3

Σhl = hl1 + hl2 + hl3

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.

2.8.2 Sistem Pipa 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.

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, menurut [13] dirumuskan sebagai: Q0 = Q1 + Q2 + Q3

Q0 = A1V1 + A2V2 + A3V3

hl = hl1 = hl2 = hl3

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 menurut [9] dirumuskan sebagai: .. 2 2 2 2 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1

1  = +  = +  =



 ₊

∑

∑

∑

v_g

K d L f g v K d L f g v K d L

f _{L L L}

diperoleh hubungan kecepatan:

2.9. Sistem Jaringan Pipa

Gambar 2.6. Sistem Jaringa n Pipa

Jaringan pipa pengangkut air yang kompleks dapat dianalisis dengan cepat menggunakan persamaan Hazen-Williams atau rumus gesekan lain yang sesuai. Perhitungan distribusi aliran pada suatu jaringan biasanya rumit karena harus memecahkan serangkaian persamaan hambatan yang tidak linear melalui prosedur yang iteratif. Kesulitan lainnya adalah kenyataan bahwa kebanyakan jaringan, arah aliran pipa tidak diketahui sehingga losses antara dua titik menjadi sukar

(

)

(

)

+

∑

_∑

+ = 2 2 2 2 1 1 1 1 1 2 / / kL d L f kL d L f V V

untuk ditentukan. Dalam perancangan sebuah jaringan, aliran akan tekanan di berbagai titik menjadi persyaratan utama untuk menentukan ukuran pipa, sehingga harus diselesaikan dengan cara berurutan dan iterasi.

Sebuah jaringan yang terdiri dari sejumlah pipa mungkin membentuk sebuah loop, dimana pipa yang sama dipakai oleh dua loop yang berbeda. Ada dua syarat yang harus diperhatikan agar aliran dalam jaringan tersebut seimbang, yaitu:

a. Aliran netto ke sebuah titik harus sama dengan nol. Ini berarti bahwa laju aliran ke sebuah titik perrtemuan harus sama dengan laju aliran dari titik pertemuan yang sama.

b. Head losses netto di seputar sebuah loop harus sama dengan nol. Jika sebuah loop ditelusuri ke arah manapun, sambil mengamati perubahan head akibat gesekan atau losses yang lain, kita harus mendapatkan aliran yang seimbang ketika kembali ke kondisi semula (head dan tekanan) pada kondisi awal.

Prosedur untuk menentukan distribusi aliran dalam suatu jaringan meliputi penentuan aliran pada setiap pipa sehingga kontinuitas pada setiap pertemuan terpenuhi (syarat 1). Selanjutnya head losses dari setiap loop dihitung dan jika tidak sama dengan nol maka aliran yang telah ditetapkan harus dikoreksi kembali dengan perkiraan dan metode iterasi yang disebut metode Hardy Cross.

Untuk sebuah loop tertentu dalam sebuah jaringan misalkan Q adalah laju aliran sesungguhnya atau laju aliran seimbang dan Q0 adalah laju aliran yang

diandaikan sehingga Q = Q0 + ∆Q. dari persamaan Hazen-Williams hl = nQx,

maka fungsi Q dapat dikembangkan dalam deret Taylor sebagai :

(

+∆

) ( )

= +

( )

+.... dQ Q df Q f Q Q f

Jika hanya orde pertama yang digunakan, kemudian ∆Q dihitung dengan f(Q) = ∑hl, maka:

Qo hl hl nQo nQo dQ dhl hl Q _x x / 85 , 1

/ 1 Σ

Σ − = ΣΣ − = Σ Σ − = ∆ ₋

Harga x adalah eksponen dalam persamaan Hazen-Williams apabila digunakan untuk menghitung hl dan besarnya adalah 1,85

54 , 0

1

suku-suku yang terdapat dalam persamaan yang menggunakan satuan British, yaitu: 87 , 4 85 , 1 73 , 4 d C L

n= .

Cara lain yang dapat digunakan ialah dengan persamaan Darcy-Weisbach dengan x = 2 dan

g d fl n 2 16 5 2 π

= . Hal ini yang perlu diperhatikan adalah bahwa faktor gesekan selalu berubah untuk setiap iterasi.

Prosedur pengerjaannya adalah, sebagai berikut:

1. Andaikan distribusi aliran yang paling wajar, baik besar maupun arahnya dalam setiap pipa sehingga total aliran ke setiap titik pertemuan mempunyai jumlah aljabar nol. Ini harus ditunjukkan dari diagram jaringan pipa yang bersangkutan.

2. Buat sebuah tabel untuk menganalisa setiap loop tertutup dalam jaringan yang semi-independent.

3. Hitung head looses pada setiap pipa.

4. Untuk tiap loop, anggap bahwa laju aliran Qo dan head losses (hl) positif untuk aliran yang searah dengan jarum jam dan negatif untuk aliran yang berlawanan arah jarum jam.

5. Hitung jumlah aljabar heal losses (∑hl) dalam setiap loop. 6. Hitung total head losses persatuan laju aliran

Qo hl

untuk tiap pipa.

Tentukan jumlah besaran

∑

=Σ

  

 0.85

nxQo Qo

hl

. Dari defenisi tentang head losses dan arah aliran, setiap suku dalam penjumlahan ini harus bernilai positif.

7. Tentukan koreksi aliran dari tiap loop, yang menurut [3] dirumuskan sebagai berikut :

Qo hl n hl Q /

Σ−Σ = ∆

dimana: ∆Q = koreksi laju aliran untuk loop

∑hl = jumlah aljabar kerugian head untuk semua pipa dalam loop n = harga yang bergantung pada persamaan yang digunakan untuk menghitung laju aliran.

n = 1,85 bila digunakan persamaan Hazen-Williams. n = 2 bila digunakan persamaan Darcy dan Manning.

Koreksi diberikan untuk setiap pipa dalam loop. Sesuai dengan kesepakatan, jika ∆Q bernilai positif ditambahkan ke aliran yang searah jarum jam dan dikurangkan jika berlawanan arah jarum jam. Untuk pipa yang digunakan secara bersama dengan loop lain, maka koreksi aliran untuk pipa tersebut adalah harga netto dari koreksi untuk kedua loop.

8. Tuliskan aliran yang telah dikoreksi pada diagram jaringan pipa seperti pada langkah 1. untuk memeriksa koreksi pada langkah 7 perhatikan kontinuitas pada setiap pertemuan pipa.

9. Ulangi langkah 1 sampai 8 sampai koreksi aliran = 0.

Prosedur di atas dapat digambarkan pada sebuah tabel berikut:

1 2 3 4 5 6 7

No. Pipa Panjang pipa (L)

Diameter pipa (d)

Laju aliran

Unit head losses (hf)

Head losses (hl)

0

Q hl

m M m3/s m s/m2

Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Diagram

pipa hf1

1 2 3

∑hl

∑

0

Q hl

2.10. Dasar Perencanaan Pompa

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 V2/2g .

- Head Tekanan

Head tekanan adalah energi yang dikandung fluida akibat tekanannya dan dinyatakan dengan P/γ .

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

Pada perancangan ini direncanakan pompa yang mempunyai konstruksi kokoh dan dapat menjamin tidak terjadinya kebocoran sama sekali. Hal ini direncanakan

p p p H Q N η γ× × =

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, menurut [3] yaitu:

L

P Z H

g V P H Z g V P + + + = + + + 2 2 2 2 1 2 1 1 2 2 γ γ Atau

(

)

L

P Z Z H

g V V P P

H = − + − + 2 − 1 +

2 1 2 2 1 2 2 γ dimana: γ 1 2 P P −

adalah perbedaan head tekanan

g V V 2 2 1 2 2 −

adalah perbedaan head kecepatan Z2 – Z1 adalah perbedaan head statis

HL adalah head losses total

Untuk menghitung besarnya daya yang dibutuhkan pompa menurut [10] adalah sebagai berikut:

dimana: NP = Daya pompa (kW)

γ = Berat jenis fluida (N/m3) Q = Laju aliran fluida (m3/s) Hp = Head pompa (m)

2.11. Pengenalan EPANET

EPANET adalah program komputer yang menggambarkan simulasi hidrolis dan kecenderungan kualitas air yang mengalir di dalam jaringan pipa. Jaringan itu sendiri terdiri dari Pipa, Node ( titik koneksi pipa ), pompa, katub, dan tangki air atau reservoir. EPANET dikembangkan oleh Water Supply and Water Resources Divission USEPA’S National Risk Management Research Laboratory dan pertama kali diperkenalkan pada tahun 1993 dan versi yang baru diterbitkan pada tahun 1999.

EPANET didesign sebagai alat untuk mencapai dan mewujudkan pemahaman tentang pergerakan dan karakteristik kandungan air minum dalam jaringan distribusi. Juga dapat digunakan untuk berbagai analisa berbagai aplikasi jaringan distribusi. Sebagai contoh untuk pembuatan design, kalibrasi model hidrolis, analisa sisa khlor, dan analisa pelanggan.

EPANET dapat membantu dalam memanage strategi untuk merealisasikan kualitas air dalam suatu sistem. Semua itu mencakup :

- Alternatif penggunaan sumber dalam berbagai sumber dalam suatu sistem. - Alternatif pemompaan dalam penjadwalan pengisian atau pengosongan

tangki.

- Penggunaan treatment, misal khlorinasi pada tangki. - Pentargetan pembersihan pipa dan penggantiannya.

Dijalankan dalam lingkungan windows, EPANET dapat terintegrasi untuk melakukan editing dalam pemasukan data, running simulasi dan melihat hasil running dalam berbagai bentuk (format), Sudah pula termasuk kode-kode yang berwarna pada peta, tabel data-data, grafik, serta citra kontur.

Hasil yang didapat dari simulasi hidrolik dan performansi jaringan menggunakan EPANET yaitu keseimbangan jaringan, arah aliran, head yang terjadi. Selain itu, analisa sebuah jaringan pipa dengan menggunakan EPANET dapat membantu kita untuk memecahkan beberapa masalah diantaramya :

- Analisa terhadap jaringan baru - Analisa terhadap energy dan biaya

Gambar 2.7 Tampilan EPANET

Untuk menjalankan program ini diperlukan input data yang mendukung, sehingga dihasikan output yang menunjukkan performansi jaringan tersebut. Input yang diperlukan pada program ini yaitu :

1. Input komponen yang mendukung sebuah sistem jaringan pipa yang meliput i pipa, pompa dan reservoir.

2. Input berupa node yang menghubungkan masing-masing pipa sehingga membentuk sebuah system jaringan pipa.

3. Input berupa nomor masing-masing komponen baik pipa, node, pompa, dan reservoir.

4. Input yang menunjukkan karakteristik masing-masing komponen yang meliputi:

- Diameter, panjang, kekasaran bahan pipa. - Karakteristik pompa.

5. Input persamaan yang akan digunakan yang merupakan karakteristik dari hidrolik.

Dengan menggunakan data yang berupa input seperti diatas maka analisa hidrolik dapat dilakukan.

BAB III

PENENTUAN DAN ANALISA KAPASITAS PADA SISTEM JARINGAN

3.1. Jumlah Pemakaian Air

Dalam merencanakan suatu sistem jaringan pipa yang dipergunakan untuk mendistribusikan air bersih pada suatu suatu bangunan, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu kebutuhan air secara keseluruhan yang meliputi kebutuhan perumahan itu sendiri dan fasilitas-fasilitas lainnya yang terdapat pada perumahan tersebut.

3.1.1 Kebutuhan air bersih pada perumahan

Dari hasil survey diperoleh jumlah rumah yang terdapat pada Komplek Tanjung Gading sebanyak 1340 rumah tangga sehingga pada kompleks ini terdapat 1340 kepala keluarga. Adapun jumlah anggota keluaga setiap rumah berkisar antara 5-8 orang. Dalam perencanaan ini diasumsikan setiap rumah berjumlah 7 orang yang terdiri dari 1 ayah, 1 ibu, 4 anak dan 1 pembantu. Sehingga jumlah penduduk total yang terdapat pada kompleks ini adalah 1340 x 7 orang = 9.380 orang.

Table 3.1 pemakaian air rata-rata per orang setiap hari No Jenis gedung Pemakaian rata-rata

sehari (liter)

Jangka waktu pemakaia n air

rata-rata sehari (liter)

Perbandin gan luas lantai efektif/

Total

Keterangan

1 Perumahan Mewah

250 8-10 42-45 Setiap

penghuni 2 Rumah Biasa 160-250 8-10 50-53 Setiap

penghuni

3 Asrama 120 8 Bujangan

4 Rumah Sakit Mewah>1000 Menengah 500-1000

Umum 350-500

8-10 45-48 (setiap tempat tidur) Pasien luar;

8liter Staf/pegawai:

120 liter Keluarga pasien:160

liter 5 Sekolah Dasar 40 5 58-60 Guru: 100 liter

6 SLTP 50 6 58-60 Guru : 100

liter 7 SLTA dan

lebih tinggi

80 6 Guru/dosen :

100 liter 8 Gedung

Peribatan

10 2 Jumah jemaah

perhari Sumber : Perancangan dan Pemeliharaan Sistem Plambing. Sofyan M. Noerbambang. Pradnyaparamitha. Jakarta.1996, hal. 48.

Dari hasil survey Komplek Perumahan Tanjung Gading dikategorikan perumahan biasa, dengan standard kebutuhan air penduduk sebesar 240 l/h.orang

(untuk keperluan rumah tangga). Sehingga berdasarkan hasil survey dan literatur yang ada maka kebutuhan air penduduk dapat dihitung, yaitu sebagai berikut : Kebutuhan air penduduk = Jumlah penduduk x Kebutuhan air rata-rata

= 9380 orang x 240 l/h.orang = 2.251.200 l/hari.

3.1.2 Kebutuhan air bersih untuk sekolah

Pada komplek ini terdapat 3 gedung TK, 4 gedung Sekolah Dasar, 3 gedung Sekolah Menengah Pertama dan 2 gedung Sekoah Menengah Atas. Dari data survey diperoleh jumlah siswa dan kebutuhan air untuk sekolah-sekolah tersebut, yaitu :

1. TK

Jumlah siswa = 213 orang

Kebutuhan air rata-rata per hari = 20 l/hari.orang

Kebutuhan air = 213 orang x 20 l/hari.orang = 4260 l/hari

Jumlah pegawai = 26 org

Kebutuhan air rata-rata per hari = 100 l/hari.orang

Kebutuhan air = 26 orang x 100 l/hari.orang = 2600 l/hari

2. SD

Jumlah siswa = 769 orang

Kebutuhan air rata-rata per hari = 40 l/hari.orang

Kebutuhan air = 769 orang x 40 l/hari.orang = 30760 l/hari.

Jumlah pegawai = 68 orang

Kebutuhan air rata-rata per hari = 100 l/hari.orang

Kebutuhan air = 68 orang x 100 l/hari.orang = 6800 l/hari.

3. SMP

Jumlah siswa = 913 orang

Kebutuhan air rata-rata per hari = 50 l/hari.orang

Kebutuhan air = 913 orang x 50 l/hari.orang = 45650 l/hari.

Jumlah pegawai =83 orang

Kebutuhan air rata-rata per hari = 100 l/hari.orang

Kebutuhan air = 83 orang x 100 l/hari.orang = 8300 l/hari.

4. SMA

Jumlah siswa = 1276 orang

Kebutuhan air rata-rata per hari = 80 l/hari.orang

Kebutuhan air =1276 orang x 80 l/hari.orang = 102080 l/hari.

Jumlah pegawai = 93 orang

Kebutuhan air rata-rata per hari = 100 l/hari.orang

Kebutuhan air = 93 orang x 100 l/hari.orang = 9300 l/hari.

Dengan demikian dari data diatas maka jumlah kebutuhan air total untuk sekolah yang ada di komplek perumahan ini sebesar = 209750 l/hari.

3.1.3 Kebutuhan air bersih untuk kantor pada Kompleks Tanjung Gading

Berdasarkan hasil survey pada komplek Tanjung Gading terdapat kantor Perusahaan INALUM yang terdiri dari kantor SOW, IIA, HRD SOH, kantor Pos dan kantor Telkom dimana diperoleh data-data sebagai berikut:

Jumlah pegawai seluruh = 119 orang

Pemakaian air rata-rata per hari = 100 l/hari.orang

Kebutuhan air per hari =119 orang x 100 l/hari.orang =11900 l/hari.

Dengan demikian kebutuhan air total untuk kantor-kantor yang terdapat pada komplek perumahan ini sebesar = 11900 l/hari.

3.1.4 Kebutuhan air bersih untuk rumah ibadah

1. Mesjid

Jumlah rata-rata jemaah per hari = 200 orang Kebutuhan air rata-rata per hari = 10 l/hari.orang

Kebutuhan air per hari = 200 orang x 10 l/hari.orang = 2000 l/hari.

2. Gereja

Jumlah rata-rata jemaat per minggu = 140 orang Rata-rata jemaat per hari = 20 orang Kebutuhan air rata-rata per hari = 10 l/hari.orang

Kebutuhan air per hari = 20 orang x 10 l/hari.orang = 200 l/hari.

Berdasarkan perhitungan diatas maka pemakaian air untuk tempat ibadah yang ada di komplek Tanjung Gading sebesar 2200 l/hari.

3.1.5 Kebutuhan air bersih untuk Asrama karyawan

Berdasarkan hasil survey pada kompleks ini didapatkan 3 asrama karyawan dengan data-data sebagai berikut:

- Jumlah total penghuni asrama E12 = 33 orang

Kebutuhan air rata-rata perhari = 120 l/hari.orang Kebutuhan air per hari = 33orang x120 l/hari.orang

= 3960 l/hari - Jumlah total penghuni asrama E3 = 90 orang

Kebutuhan air rata-rata perhari = 120 l/hari.orang Kebutuhan air per hari =90 orang x 120 l/hari.orang

= 10800 l/hari - Jumlah total penghuni asrama E4 = 100 orang

Kebutuhan air rata-rata perhari = 120 l/hari.orang Kebutuhan air per hari = 100 orangx 120 l/hari.orang

= 12000 l/hari

Berdasarkan perhitungan diatas maka pemakaian air untuk asrama karyawan yang ada di komplek Tanjung Gading sebesar 26760 l/hari.

3.1.6 Kebutuhan air bersih untuk Rumah Toko (Ruko)

Pada komplek ini terdapat rumah toko yaitu berupa koperasi karyawan INALUM (KOKALUM). Berdasarkan survey diperoleh data-data sebagai berikut:

- Jumlah penghuni rata-rata = 5 orang

Pemakaian air rata-rata per hari = 160 l/haru.orang

Kebutuhan air per hari = 5 orang x 160 l/hari.orang = 800 l/hari.

- Jumlah pekerja/pelayan rata-rata = 14 orang

Pemakaian air rata-rata per hari = 100 l/hari.orang

Kebutuhan air per hari = 14 orang x 100 l/hari.orang = 1400 l/hari.

Berdasarkan data diatas maka pemakaian air untuk rumah toko pada Komplek Tanjubg Gading = (800+1400) l/hari.

= 2200 l/hari.

3.1.7 Kebutuhan air bersih untuk Rumah Sakit

Pada komplek perumahan ini terdapat sebuah rumah sakit dan berdasarkan hasi survey rumah sakit ini dikategorikan sebagai rumah sakit umum dan diperoleh data-data sebagai berikut :

- Jumlah tempat tidur pasien = 44 unit

Jumlah kebutuhan air rata-rata = 400 l/hari.orang

Kebutuhan air per hari = 44 orang x 400 l/hari.orang = 17600 l/hari

- Jumlah pasien luar rata-rata = 20 orang Pemakaian air rata-rata per hari = 8 l/hari.orang

Kebutuhan air per hari = 20 orang x 8 l/hari.orang = 160 l/hari

- Jumlah pengunjung/keluarga pasien rata-rata = 30 orang

Pemakaian air rata-rata per hari = 160 l/hari.orang

Kebutuhan air per hari = 30 orang x 160 l/hari.orang = 4800 l/hari

- Jumlah staff dan pegawai = 51 orang

Pemakaian air rata-rata per hari = 120 l/hari.orang

Kebutuhan air per hari =511 orang x 120 l/hsri.orang = 6120 l/hari

Berdasarkan data diatas maka kebutuhan air untuk rumah sakit pada komplek ini adalah = 176000l/hari + 160 l/hari + 4800 l/hari + 6120 l/hari

= 28680 l/hari

Sehingga kapasitas total air bersih pada komplek Tanjung Gading adalah :

Qtotal = 2.251.200 l/hari + 209.750 l/hari + 11.900 l/hari + 2.200 l/hari + 26.760 l/hari + 2.200 l/hari + 28.680 l/hari

= 2.532.690 l/hari

3.2 Kapasitas Aliran Fluida Keluar Jaringan Pipa

Untuk mempermudah dalam penganalisaan selanjutnya, maka pipa yang digunakan untuk mengalirkan air ke masing- masing pelanggan dibuat menjadi satu. Dalam penganalisaan selanjutnya kapasitas air yang masuk jaringan harus sama dengan kapasitas air yang keluar jaringan. Kapasitas aliran air yang keluar jaringan adalah sama dengan kebutuhan total pada komplek ini. Untuk mengatatasi kebocoran yang terjadi selama pendistribusian air maka kapasitas aktual harus ditambahkan ( 10-20 )%. Sehingga besarnya kapasitas yang keluar jaringan adalah :

Qkeluar jaringan = besar kapasitas total + (10-20)% besar kapasitas total

Dalam perencanaan ini diambil faktor koreksi sebesar 10% sehingga besarnya kapasitas total yang keluar jaringan adalah :

Qkeluar jaringan = 2.532.690 l/hari + 10% 2.532.690 l/hari

= 2.532.690 l/hari + 253.269 l/hari = 2.785.959 l/hari

= 2.785,959 m3/hari = 0,032244895 m3/s

Sehingga kapasitas yang masuk ke sistem jaringan sama dengan kapasitas yang keluar jaringan yaitu sebesar 2.785,959 l/hari. Dengan jumlah kapasitas sebesar

2.785,959 l/hari akan didistribusikan melalui suatu sistem jaringan pipa. Dalam merencanakan suatu jaringan pipa untuk pendistribusian air bersih hal yang penting dilakukan terlebih dahulu adalah menentukan besarnya kapasitas aliran fluida yang mengalir pada masing-masing pipa dan besarnya kapasitas aliran fluida yang keluar dari jaringan pipa tersebut dengan cara menaksir. Metode ini dikenal dengan nama metode Hardy-Cross. Adapun pendistribusian air dapat dilihat pada gambar berikut :

Besarnya kebutuhan air pada setiap titik, jumlah penghuni dan fasilitas yang dilayani pada setiap titik dapat dilihat pada tabel berikut ini.

Tabel 3.2 Kebutuhan air, jumlah penghuni dan fasilitas yang dilayani pada setiap titik

Titik Fasilitas dan Jumlah penghuni yang dilayani

Kebutuhan Air setelah ditambahkan 10 %

( m3/hari)

a Gereja dan Rumah Sakit _31,768

b kantor _13,09

c Sekolah Menengah Atas dan Mesjid _124,718 d 170 KK dan Taman Kanak-Kanak _321,706

e 178 KK _328,944

f 140 KK _258,72

g Mes Karyawan E12 _4,356

h Toko Kokalum _2,42

i 107 KK _197,736

j 57 KK _105,336

k 38 KK _70,224

l 39 KK _72,072

m 40 KK _73,92

n 35 KK _64,68

o 34 KK _62,832

p Sekolah Dasar dan Sekolah Menengah

Pertama 100,661

q 61 KK _112,728

r 100 KK _184,8

s 98 KK _181,104

t 95 KK _175,56

u Mes Karyawan E3 dan E4 _25,08

v 148 KK _273,504

Setelah ditaksir maka besarnya kapasitas aliran fluida awal yang mengalir pada setiap pipa, dimensi dan bahan setiap pipa dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 3.3 Besar kapasitas ditaksir, dimensi pipa dan bahan pipa Pipa no Diameter

(m)

Panjang pipa (m)

Bahan pipa Kapasitas ditaksir(Qditaksir ) (m3/s)

1 0,2 120 Cast iron 0,015862853 2 0,15 885 Cast iron 0,007209679 3 0,15 587 Cast iron _0,001486230 4 0,15 255 Cast iron 0,007209679 5 0,25 380 Cast iron _0,015862853 6 0,15 549 Cast iron 0,004888686 7 0,1 555 Cast iron 0,002 8 0,15 295 Cast iron 0,003894242 9 0,1 470 Cast iron 0,007917422 10 0,25 150 Cast iron 0,007917422 11 0,2 80 Cast iron 0,002 12 0,15 450 Cast iron _0,005271040 13 0,15 103 Cast iron 0,011761247 14 0,15 150 Cast iron _0,005271005 15 0,15 50 Cast iron 0,002635520 16 0,1 270 Cast iron 0,001317760 17 0,1 130 Cast iron 0,002127603 18 0,2 188 Cast iron 0,004982429 19 0,15 105 Cast iron _0,002127603 20 0,15 108 Cast iron 0,004147533 21 0,1 105 Cast iron _0,002611197 22 0,15 140 Cast iron 0,001440502 23 0,15 120 Cast iron _0,001317760 24 0,1 100 Cast iron 0,002635520 25 0,1 275 Cast iron 0,001822742 26 0,15 70 Cast iron 0,000122742 27 0,1 140 Cast iron 0,0017 28 0,1 102 Cast iron _0,000844444 29 0,1 310 Cast iron 0,000095833 30 0,15 405 Cast iron _0,005110078 31 0,1 405 Cast iron 0,000805356 32 0,15 419 Cast iron _0,000861111 33 0,15 159 Cast iron 0,001499089 34 0,1 365 Cast iron _0,000821311 35 0,2 302 Cast iron 0,005917422 36 0,15 400 Cast iron _0,003 37 0,15 201 Cast iron _0,002709722 38 0,15 130 Cast iron 0,003843825 39 0,15 200 Cast iron 0,003 40 0,1 105 Cast iron 0,000483593

3.3 Analisa Kapasitas Aliran Fluida

Setelah menentukan besarnya kapasitas aliran fluida yang mengalir di dalam pipa-pipa pada suatu jaringan pipa dengan cara menaksirnya, maka persoalan di atas belum dapat dianggap selesai dengan begitu saja. Langkah selanjutnya ialah dengan mencari harga kerugian head perpanjangan pipa untuk memperoleh kesetimbangan aliran fluida pada setiap pipa. Head losses (kerugian head) yang terjadi sepanjang pipa menurut [10] dapat ditentukan dengan menggunakan rumus empiris : L

d C Q hf 85 , 4 85 , 1 85 , 1 666 , 10 =

Untuk pipa no. 2 pada loop I, diperoleh : Q = laju aliran (ditaksir)

= 0,007209679 m3/s.

C = Koefisien kekasaran pipa Hazen – William = 130 (untuk pipa Cast Iron)

d = diameter pipa = 0,15 m L = panjang pipa

= 885 m (dari data site plan hasil survey)

x885m

4,85 (0,15) x 1,85 (130) 1,85 /s) 3 m 9 0,00720967 ( x 10,666 hf=

= 1,250983295 m

Dengan cara yang sama dihitung untuk pipa no 3 dan 4. Kemudian nilai head loss (hl) masing-masing pipa dijumlah sehingga diperoleh sebesar = 0,935215404m Faktor koreksi (ΔQ) dengan nilai n = 1,85:

    Σ Σ − = ∆ Q hl n hl Q 253,576059 x 1,85 4 0,93521540 -ΔQ=

∆Q = -0,001993571 m3/s

Maka, laju aliran baru untuk pipa 2 diperoleh (Qa) :

Qa = Qo+ ΔQ

= 0,007209679 + (-0,001993571) = 0,005216108 m3/s

Dengan cara yang sama untuk perhitungan masing-masing loop untuk tiap-tiap pipa, maka hasilnya dibuat dalam bentuk tabel seperti pada tabel 3.4

Tabel 3.4 Iterasi perhitungan untuk mencari koreksi kapasitas dan kapasitas sebenarnya.

Gambar 3.2 Loop I Loop I

pipa panjang _(L) Diameter (d) laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl)

hl/Qo no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris h1xL 2 885 0,15 0,007209679 0,001413540 1,250983295 173,5144234 3 587 0,15 0,00148623 0,000076124 0,044684923 30,06595425 4 255 0,15 -0,007209679 -0,001413540 -0,360452814 49,99568132 0,935215404 253,576059

Loop II pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl/Qo no (m) (m) (m3/s) h1 (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris h1xL

3 587 0,15 -0,00148623 -0,000076124 -0,044684923 30,06595425 6 549 0,15 -0,004888686 -0,000688921 -0,378217466 77,36587425 7 555 0,1 0,002 0,000942132 0,522883398 261,4416989 0,099981008 368,8735274

Gambar 3.4 Loop III Loop III pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl/Qo no (m) (m) (m3/s) h1 (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL 1 120 0,2 0,015862853 0,001506317 0,180758009 11,39505037 4 255 0,15 0,007209679 0,00141354 0,360452814 49,99568132 5 380 0,25 -0,015862853 -0,000510391 -0,19394846 12,22658121 6 549 0,15 0,004888686 0,000688921 0,378217466 77,36587425 8 295 0,15 0,003894242 0,00045232 0,133434527 34,26456977 9 470 0,1 -0,007917422 -0,0120112 -5,645263962 713,0179447 38 130 0,15 0,003843825 0,000441546 0,057401045 14,93331374 -4,728948562 913,1990154

Loop IV pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl/Qo no (m) (m) (m3/s) h1 (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris h1xL

9 470 0,1 0,007917422 0,0120112 5,645263962 713,0179447 10 150 0,25 -0,007917422 -0,000141116 -0,021167453 2,673528506 11 80 0,2 -0,002 -0,000032668 -0,002613403 1,306701477 12 450 0,15 0,00527104 0,000791903 0,356356317 67,60645284 13 103 0,15 0,011761247 0,003495445 0,360030863 30,61162335 6,337870286 815,2162509

Gambar 3.6 Loop V Loop V pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl/Qo no (m) (m) (m3/s) h1 (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL 12 450 0,15 -0,00527104 -0,000791903 -0,356356317 67,60645284 14 150 0,15 0,005271005 0,000791893 0,11878398 22,53535709 15 50 0,15 0,00263552 0,000219668 0,010983391 4,167447566 16 270 0,1 0,00131776 0,000435415 0,1175621 89,21358965 17 130 0,1 -0,002127603 -0,001056341 -0,137324279 64,54412755 18 188 0,2 -0,004982429 -0,000176798 -0,033237995 6,671042366 40 105 0,1 0,000483593 0,000068154 0,00715622 14,79802244 -0,2724329 269,5360395

Loop VI pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl/Qo no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL 17 130 0,1 0,002127603 0,001056341 0,137324279 64,54412755 19 105 0,15 -0,002127603 -0,00014783 -0,015522107 7,295584217 20 108 0,15 0,004147533 0,000508247 0,054890698 13,23454148 21 105 0,1 0,002611197 0,001542978 0,16201268 62,04536861 0,33870555 147,1196219

Gambar 3.8 Loop VII Loop VII pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl/Qo no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL 16 270 0,1 -0,00131776 -0,000435415 -0,1175621 89,21358965 21 105 0,1 -0,002611197 -0,001542978 -0,16201268 62,04536861 22 140 0,15 0,001440502 7,1848E-05 0,010058714 6,98278375 23 120 0,15 0,00131776 0,000060934 0,007312101 5,548887115 40 105 0,1 -0,000483593 -0,000068154 -0,00715622 14,79802244 -0,269360185 178,5886516

Loop VIII pipa

panjang (L)

Diameter (d)

laju aliran

(Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl/Qo no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris h1xL 15 50 0,15 -0,00263552 -0,000219668 -0,010983391 4,167447566 23 120 0,15 -0,00131776 -0,000060934 -0,007312101 5,548887115 24 100 0,1 0,00263552 0,001569673 0,156967255 59,55836218 25 275 0,1 0,001822742 0,000793502 0,218213037 119,7169082 26 70 0,15 0,000122742 0,000000755 5,28323E-05 0,430433463 0,356937631 189,4220385

Gambar 3.10 Loop IX Loop IX pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl/Qo no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL 22 140 0,15 -0,001440502 -7,1848E-05 -0,010058714 6,98278375 26 70 0,15 -0,000122742 -0,000000755 -5,28323E-05 0,430433463 27 140 0,1 0,0017 0,000697488 0,097648352 57,44020701 28 102 0,1 0,000844444 0,000191145 0,019496768 23,08829036 29 310 0,1 0,000095833 0,000003412 0,001057721 11,03712326 0,108091295 98,97883784

ITERASI XXXIX

Loop I

pipa panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl)

hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

2 885 0.15 0.003595841 0.000390296 0.345412385 96.058862289 -0.000000328 0.003595513 3 587 0.15 -0.000825582 -0.000025655 -0.015059413 18.240971009 -0.000000047 -0.000825628 4 255 0.15 -0.006876627 -0.001295115 -0.330254398 48.025635338 0.000000542 -0.006876085

0.000098574 162.325468636

Loop II

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ)

Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

3 587 0.15 0.000825582 0.000025655 0.015059413 18.240971009 0.000000047 0.000825628 6 549 0.15 -0.002243823 -0.000163114 -0.089549852 39.909506214 0.000000589 -0.002243234 7 555 0.1 0.000697974 0.000134372 0.074576427 106.847050986 -0.000000282 0.000697692

0.000085989 164.997528208

Loop III

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

1 120 0.2 0.011915963 0.000887258 0.106470938 8.935151624 -0.000000871 0.011915093 4 255 0.15 0.006876627 0.001295115 0.330254398 48.025635338 -0.000000542 0.006876085 5 380 0.25 -0.019809743 -0.000769880 -0.292554497 14.768212831 -0.000000871 -0.019810613 6 549 0.15 0.002243823 0.000163114 0.089549852 39.909506214 -0.000000589 0.002243234 8 295 0.15 -0.000052648 -0.000000158 -0.000046509 0.883402475 -0.000000871 -0.000053518 9 470 0.1 -0.001414017 -0.000496075 -0.233155305 164.888615485 0.000000130 -0.001413887 38 130 0.15 -0.000103065 -0.000000546 -0.000071017 0.689050013 -0.000000871 -0.000103935

0.000447860 278.099573979

Loop IV

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

9 470 0.1 0.001414017 0.000496075 0.233155305 164.888615485 -0.000000130 0.001413887 10 150 0.25 -0.018367717 -0.000669421 -0.100413167 5.466829031 -0.000001000 -0.018368717 11 80 0.2 -0.011075696 -0.000774992 -0.061999366 5.597785361 -0.000000641 -0.011076337 12 450 0.15 -0.002295555 -0.000170140 -0.076562955 33.352692760 0.000000314 -0.002295241 13 103 0.15 0.001310952 0.000060353 0.006216368 4.741872130 -0.000001000 0.001309952

Loop V pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

12 450 0.15 0.002295555 0.000170140 0.076562955 33.352692760 -0.000000314 0.002295241 14 150 0.15 0.002387306 0.000182934 0.027440050 11.494149950 -0.000001315 0.002385991 15 50 0.15 0.001633564 0.000090670 0.004533520 2.775232961 -0.000000945 0.001632619 16 270 0.1 0.000258894 0.000021453 0.005792234 22.372986712 0.000000092 0.000258987 17 130 0.15 -0.001231025 -0.000053723 -0.006983947 5.673277260 0.000000016 -0.001231009 18 188 0.2 -0.006491529 -0.000288438 -0.054226392 8.353408175 -0.000000956 -0.006492485 40 105 0.1 -0.000575273 -0.000093967 -0.009866484 17.150962933 0.000000092 -0.000575180

0.043251936 101.172710752

Loop VI

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

17 130 0.1 0.001231025 0.000383884 0.049904940 40.539334507 -0.000000016 0.001231009 19 105 0.15 -0.004533281 -0.000599138 -0.062909530 13.877262644 -0.000000972 -0.004534253 20 108 0.15 0.000367256 0.000005733 0.000619127 1.685818928 -0.000001331 0.000365924 21 105 0.1 0.000655753 0.000119723 0.012570875 19.170129845 0.000000076 0.000655829

0.000185412 75.272545924

Loop VII pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

16 270 0.1 -0.000258894 -0.000021453 -0.005792234 22.372986712 -0.000000092 -0.000258987 21 105 0.1 -0.000655753 -0.000119723 -0.012570875 19.170129845 -0.000000076 -0.000655829 22 140 0.15 0.000357349 0.000005450 0.000762980 2.135110847 -0.000001360 0.000355989 23 120 0.15 0.001374670 0.000065892 0.007907004 5.751930177 -0.000001037 0.001373633 40 105 0.1 0.000575273 0.000093967 0.009866484 17.150962933 -0.000000092 0.000575180

0.000173359 66.581120514

Loop VIII

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl)

hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

15 50 0.15 -0.001633564 -0.000090670 -0.004533520 2.775232961 0.000000945 -0.001632619 23 120 0.15 -0.001374670 -0.000065892 -0.007907004 5.751930177 0.000001037 -0.001373633 24 100 0.1 0.000753777 0.000154919 0.015491935 20.552412539 -0.000000370 0.000753407 25 275 0.1 -0.000059001 -0.000001391 -0.000382498 6.482906700 -0.000000370 -0.000059371 26 70 0.15 -0.001017321 -0.000037754 -0.002642767 2.597771867 -0.000000323 -0.001017643

Loop IX

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl)

hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

22 140 0.15 -0.000357349 -0.000005450 -0.000762980 2.135110847 0.000001360 -0.000355989 26 70 0.15 0.001017321 0.000037754 0.002642767 2.597771867 0.000000323 0.001017643 27 140 0.1 0.000958320 0.000241546 0.033816499 35.287285492 -0.000000048 0.000958272 28 102 0.1 0.000102764 0.000003882 0.000396013 3.853631434 -0.000000048 0.000102716 29 310 0.1 -0.000645847 -0.000116398 -0.036083474 55.869973551 -0.000000048 -0.000645895

0.000008826 99.743773190

Loop X

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl)

hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

31 405 0.1 0.000459576 0.000062025 0.025120122 54.659393075 -0.000000097 0.000459478 32 419 0.15 0.000167708 0.000001345 0.000563380 3.359294837 0.000000262 0.000167970 39 200 0.15 -0.001971181 -0.000128354 -0.025670709 13.023008627 0.000000262 -0.001970919

0.000012793 71.041696539

Loop XI pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

11 80 0.2 0.011075696 0.000774992 0.061999366 5.597785361 0.000000641 0.011076337 18 188 0.2 0.006491529 0.000288438 0.054226392 8.353408175 0.000000956 0.006492485 19 105 0.15 0.004533281 0.000599138 0.062909530 13.877262644 0.000000972 0.004534253 30 405 0.1 0.003735479 0.002992588 1.211998276 324.455941270 -0.000000359 0.003735119 32 419 0.15 -0.000167708 -0.000001345 -0.000563380 3.359294837 -0.000000262 -0.000167970 33 159 0.15 -0.002873688 -0.000257797 -0.040989654 14.263778922 -0.000000359 -0.002874048 34 365 0.1 -0.001588963 -0.000615555 -0.224677494 141.398850824 -0.000000069 -0.001589031 35 302 0.2 -0.007292021 -0.000357668 -0.108015605 14.812848394 -0.000000359 -0.007292381 39 200 0.15 0.001971181 0.000128354 0.025670709 13.023008627 -0.000000262 0.001970919

1.042558141 539.142179054

Loop XII

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl)

hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

34 365 0.1 0.001588963 0.000615555 0.224677494 141.398850824 0.000000069 0.001589031 36 400 0.15 -0.003606948 -0.000392530 -0.157011857 43.530396092 -0.000000291 -0.003607238 37 201 0.15 -0.003316670 -0.000336096 -0.067555220 20.368390156 -0.000000291 -0.003316960

ITERASI XL

Loop I

pipa panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl)

hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

2 885 0.15 0.003595513 0.000390231 0.345354055 96.051408764 -0.000000289 0.003595223 3 587 0.15 -0.000825628 -0.000025658 -0.015060984 18.241845134 -0.000000042 -0.000825671 4 255 0.15 -0.006876085 -0.001294926 -0.330206222 48.022416330 0.000000401 -0.006875684

0.000086849 162.315670228

Loop II

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ)

Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

3 587 0.15 0.000825628 0.000025658 0.015060984 18.241845134 0.000000042 0.000825671 6 549 0.15 -0.002243234 -0.000163035 -0.089506384 39.900604325 0.000000443 -0.002242790 7 555 0.1 0.000697692 0.000134272 0.074520753 106.810394679 -0.000000247 0.000697445

0.000075353 164.952844137

Loop III

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

1 120 0.2 0.011915093 0.000887138 0.106456549 8.934596788 -0.000000690 0.011914402 4 255 0.15 0.006876085 0.001294926 0.330206222 48.022416330 -0.000000401 0.006875684 5 380 0.25 -0.019810613 -0.000769943 -0.292578281 14.768764447 -0.000000690 -0.019811304 6 549 0.15 0.002243234 0.000163035 0.089506384 39.900604325 -0.000000443 0.002242790 8 295 0.15 -0.000053518 -0.000000163 -0.000047942 0.895802781 -0.000000690 -0.000054209 9 470 0.1 -0.001413887 -0.000495991 -0.233115653 164.875730722 0.000000195 -0.001413692 38 130 0.15 -0.000103935 -0.000000555 -0.000072130 0.693993750 -0.000000690 -0.000104626

0.000355149 278.091909144

Loop IV

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

9 470 0.1 0.001413887 0.000495991 0.233115653 164.875730722 -0.000000195 0.001413692 10 150 0.25 -0.018368717 -0.000669489 -0.100423286 5.467082143 -0.000000885 -0.018369602 11 80 0.2 -0.011076337 -0.000775075 -0.062006005 5.598060744 -0.000000586 -0.011076923 12 450 0.15 -0.002295241 -0.000170097 -0.076543552 33.348808914 0.000000196 -0.002295045 13 103 0.15 0.001309952 0.000060268 0.006207594 4.738795879 -0.000000885 0.001309067

Loop V pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

12 450 0.15 0.002295241 0.000170097 0.076543552 33.348808914 -0.000000196 0.002295045 14 150 0.15 0.002385991 0.000182747 0.027412094 11.488768195 -0.000001081 0.002384910 15 50 0.15 0.001632619 0.000090573 0.004528671 2.773868828 -0.000000770 0.001631849 16 270 0.1 0.000258987 0.000021467 0.005796061 22.379776710 0.000000117 0.000259104 17 130 0.15 -0.001231009 -0.000053721 -0.006983774 5.673212684 0.000000052 -0.001230956 18 188 0.2 -0.006492485 -0.000288517 -0.054241159 8.354453293 -0.000000782 -0.006493266 40 105 0.1 -0.000575180 -0.000093939 -0.009863551 17.148620327 0.000000117 -0.000575063

0.043191894 101.167508951

Loop VI

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

17 130 0.1 0.001231009 0.000383875 0.049903704 40.538873066 -0.000000052 0.001230956 19 105 0.15 -0.004534253 -0.000599376 -0.062934486 13.879791746 -0.000000834 -0.004535087 20 108 0.15 0.000365924 0.000005694 0.000614981 1.680622461 -0.000001133 0.000364791 21 105 0.1 0.000655829 0.000119748 0.012573569 19.172017216 0.000000065 0.000655894

0.000157767 75.271304489

Loop VII pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

16 270 0.1 -0.000258987 -0.000021467 -0.005796061 22.379776710 -0.000000117 -0.000259104 21 105 0.1 -0.000655829 -0.000119748 -0.012573569 19.172017216 -0.000000065 -0.000655894 22 140 0.15 0.000355989 0.000005412 0.000757618 2.128204041 -0.000001158 0.000354831 23 120 0.15 0.001373633 0.000065800 0.007895972 5.748241579 -0.000000887 0.001372746 40 105 0.1 0.000575180 0.000093939 0.009863551 17.148620327 -0.000000117 0.000575063

0.000147512 66.576859873

Loop VIII

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl)

hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

15 50 0.15 -0.001632619 -0.000090573 -0.004528671 2.773868828 0.000000770 -0.001631849 23 120 0.15 -0.001373633 -0.000065800 -0.007895972 5.748241579 0.000000887 -0.001372746 24 100 0.1 0.000753407 0.000154779 0.015477856 20.543828740 -0.000000311 0.000753096 25 275 0.1 -0.000059371 -0.000001407 -0.000386952 6.517480707 -0.000000311 -0.000059682 26 70 0.15 -0.001017643 -0.000037776 -0.002644317 2.598471901 -0.000000271 -0.001017914

Loop IX

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl)

hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

22 140 0.15 -0.000355989 -0.000005412 -0.000757618 2.128204041 0.000001158 -0.000354831 26 70 0.15 0.001017643 0.000037776 0.002644317 2.598471901 0.000000271 0.001017914 27 140 0.1 0.000958272 0.000241524 0.033813377 35.285788392 -0.000000040 0.000958232 28 102 0.1 0.000102716 0.000003879 0.000395672 3.852106724 -0.000000040 0.000102676 29 310 0.1 -0.000645895 -0.000116414 -0.036088418 55.873490674 -0.000000040 -0.000645935

0.000007331 99.738061732

Loop X

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl)

hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

31 405 0.1 0.000459478 0.000062001 0.025110280 54.649552492 -0.000000083 0.000459395 32 419 0.15 0.000167970 0.000001348 0.000565010 3.363757353 0.000000216 0.000168186 39 200 0.15 -0.001970919 -0.000128322 -0.025664394 13.021536569 0.000000216 -0.001970703

0.000010896 71.034846414

Loop XI pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl) hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

11 80 0.2 0.011076337 0.000775075 0.062006005 5.598060744 0.000000586 0.011076923 18 188 0.2 0.006492485 0.000288517 0.054241159 8.354453293 0.000000782 0.006493266 19 105 0.15 0.004534253 0.000599376 0.062934486 13.879791746 0.000000834 0.004535087 30 405 0.1 0.003735119 0.002992056 1.211782516 324.429401744 -0.000000299 0.003734820 32 419 0.15 -0.000167970 -0.000001348 -0.000565010 3.363757353 -0.000000216 -0.000168186 33 159 0.15 -0.002874048 -0.000257856 -0.040999140 14.265295523 -0.000000299 -0.002874347 34 365 0.1 -0.001589031 -0.000615604 -0.224695477 141.404050704 -0.000000051 -0.001589083 35 302 0.2 -0.007292381 -0.000357700 -0.108025456 14.813469077 -0.000000299 -0.007292680 39 200 0.15 0.001970919 0.000128322 0.025664394 13.021536569 -0.000000216 0.001970703

1.042343477 539.129816751

Loop XII

pipa

panjang (L)

Diameter

(d) laju aliran (Qo)

Unit head

loss Head Loss(hl)

hl/Qo

no (m) (m) (m3/s) h1 (m)

Koreksi Kapasitas

(ΔQ) Laju aliran (Qa) akhir Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir

Rumus

Empiris h1xL (m3/s) (m3/s)

34 365 0.1 0.001589031 0.000615604 0.224695477 141.404050704 0.000000051 0.001589083 36 400 0.15 -0.003607238 -0.000392588 -0.157035270 43.533378381 -0.000000248 -0.003607486 37 201 0.15 -0.003316960 -0.000336150 -0.067566175 20.369907734 -0.000000248 -0.003317208