71 Maka diameter pipa tekan sama dengan diameter pipa hisap, yaitu 4 in
schedule 40 dengan bahan baja. Dari Lampiran Data Komersial Pipa Baja, diperoleh diameter dalam pipa sebesar 102,2604 mm. Dengan demikian kecepatan aliran air
sebenarnya pada pipa tekan adalah sama dengan kecepatan aliran air pada pipa hisap, yakni V = 2,5655 ms.
4.4.3 Diameter pipa transmisi
Menurut [23], pada umumnya kecepatan aliran pada pipa tidak lebih dari 3 ms. Kapasitas aliran pada pipa transmisi ini adalah 3 x kapasitas pompa, yaitu
0,063211806 m
3
s. Bila kecepatan aliran pipa yang digunakan 2 ms, maka diameter pipa transmisi dapat dihitung :
Qp = Vs
.
As Ds =
Vs Qp
. .
4 π
= 2
063211806 ,
4 x
x π
= 0,2 m Dari hasil perhitungan di atas, dipilih pipa berdiameter 8 inci schedule 40.
Pipa yang digunakan terbuat dari Baja. Dari Lampiran Data Komersial Pipa Baja, diperoleh diameter dalam pipa sebesar 202,7174 mm. Dengan demikian kecepatan
aliran air sebenarnya pada pipa hisap adalah : V =
2
. .
4 Ds
Qp π
=
2 2
3
2027174 ,
063211806 ,
4 m
x s
m x
π V = 1,9585 ms
4.5 TANKI DISTRIBUSI AIR BERSIH.
Tangki distribusi merupakan elemen yang sangat penting dalam sebuah sistem penyaluran air untuk masyarakat. Ada beberapa fungsi tangki dalam sebuah sistem
penyaluran air, antara lain sebagai water storage transit tempat penyimpanan air sementara.
4.5.1 Volume Tangki Distribusi Untuk Menutupi Kebutuhan Beban Puncak
Berdasarkan survey yang dilakukan, diperoleh keterangan bahwa peak-hour jam beban puncak pada umumnya terjadi antara pukul 06.00
s d
11.00 dan pukul 16.00
s d
20.00 selama 9 jamhari.
Anthonyster Sagala : Sistem Perpipaan Perancangan Instalasi Pendistribusian Air Minum Pada Perumnas Taman Putri Deli..., 2008 USU Repository © 2008
72 Menurut [24], dengan mengambil faktor koefisien sebesar 1,3 untuk konsumsi
air tiap jam maksimum,maka kebutuhan air per hari : = konsumsi air pada peak-hour + konsumsi air harian rata-rata
= 1,3 x kebutuhan max. x 9 jam + kebutuhan max. x 15 jam = 1,3 x 75,8541672 m
3
jam x 9 jam + 75,854672 m
3
jam x 15 jam = 2025,3 m
3
. Sementara kapasitas air total yang diproduksi atau yang dipompakan dari instalasi
pengolahan = 75,8541672 m
3
jam x 24 jam = 1820,5 m
3
. Maka volume tangki distribusi untuk mengatasi kebutuhan air pada saat beban
puncak = 2025,3 + 1820,5 m
3
= 3845,8 m
3
Pada perancangan ini direncanakan penggunaan reservoir distribusi sebesar 3850 m
3
.
4.6 HEAD POMPA
Head pompa adalah energi yang harus ditambahkan pompa ke dalam fluida untuk memindahkan fluida tersebut dari tempat yang memiliki head rendah ke tempat
yang memiliki head tinggi. Untuk keadaan seperti gambar 4.1 di atas, head yang diperlukan untuk
memindahkan air dari titik 1 ke titik 2 dapat ditentukan dengan rumus : γ
1
P +
g V
2
2 1
+ Z
1
+ Hp = γ
2
P +
g V
2
2 2
+ Z
2
+ H
L
Maka : Hp = γ
1 2
P P
− +
g V
V 2
2 1
2 2
− + Z
2
– Z
1
+ H
L
Dimana : Hp = head pompa γ
1 2
P P
− = head tekanan
g V
V 2
2 1
2 2
− = head kecepatan
Z
2
– Z
1
= head statis H
L
= head losses
Anthonyster Sagala : Sistem Perpipaan Perancangan Instalasi Pendistribusian Air Minum Pada Perumnas Taman Putri Deli..., 2008 USU Repository © 2008
73 Untuk menghitung besarnya head pompa dilakukan dengan metode Trial and
Error. Hal ini dikarenakan tekanan fluida masuk ke perumahan tidak diketahui. Menurut [25], daya yang dibutuhkan pompa adalah :
Np = Q Hp Dimana : Np = Daya pompa Watt
= Berat jenis air pada suhu 25 C.
= 9,777 x 10
3
Nm
3
. Q = Kapasitas pompa = 0,010535301 m
3
s Hp = Head pompa
Sehingga Np = 9,777 x 10
3
Nm
3
x 0,010535301 m
3
x Hp = 103,0036 Hp
Untuk Np = 5 kW diperoleh Hp = 48,54 m, sehingga diperoleh tekanan fluida pada pipa paling ujung :
γ P
+ g
V 2
2
+ Z + Hp =
γ
41
P +
g V
2
2 41
+ Z
41
+ H
L
dimana : P = 0 Tanki terbuka ke udara luar
V = Kecepatan aliran pada ujung pipa tekan
= 2,5655 ms Z
– Z
41
= 2 m Tinggi air permukaan minimum pada reservoir hisap Booster Taman Putri Deli Namorambe, Medan adalah 2 m
dan tinggi permukaan pipa keluar berada pada elevasi yang sama.
Hp = Head pompa = 48,54 m
V
41
= kecepatan aliran pada pipa no. 41 =
2 3
41 41
0508 ,
4 9
0,00084575 m
s m
A Q
π =
= 0,417 ms.
hl = head loss sepanjang pipa diambil pipa terpanjang dengan arah aliran yang mungkin
= 0,18 m sehingga diperoleh :
P41 = 9,777 x 10
3
x 81
, 9
2 417
, 2,5655
2 2
x −
+ 2 m + 48,54 m – 0,18 m = 495,562 kPa.
Anthonyster Sagala : Sistem Perpipaan Perancangan Instalasi Pendistribusian Air Minum Pada Perumnas Taman Putri Deli..., 2008 USU Repository © 2008
74 Gambar 4.3 Distribusi tekanan pada pipa terjauh.
Selanjutnya dihitung tekanan pada pipa no. 77, dan 42 sehingga diperoleh : P
77
= 497,321 kPa P
42
= 491,923 kPa Jika tekanan pada pipa terjauh, ditinjau dari pipa no. 78, maka :
γ P
+ g
V 2
2
+ Z + Hp =
γ
78
P +
g V
2
2 78
+ Z
78
+ H
L
dimana : P = 0 Tanki terbuka ke udara luar
V = Kecepatan aliran pada ujung pipa tekan
= 2,5655 ms Z
– Z
78
= 2 m Tinggi air permukaan minimum pada reservoir hisap Booster Namorambe adalah 2 m dan tinggi permukaan pipa
keluar berada pada elevasi yang sama. Hp
= Head pompa = 48,54 m V
78
= kecepatan aliran pada pipa no. 78 =
2 3
78 78
0762 ,
4 7
0,00018887 m
s m
A Q
π =
= 0,041 m
3
s.
Anthonyster Sagala : Sistem Perpipaan Perancangan Instalasi Pendistribusian Air Minum Pada Perumnas Taman Putri Deli..., 2008 USU Repository © 2008
75 hl = head loss sepanjang pipa diambil pipa terpanjang dengan arah
aliran yang mungkin = 0,18 m
sehingga diperoleh : P78 = 9,777 x 10
3
x 81
, 9
2 041
, 5655
, 2
2 2
x −
+ 2 m + 48,54 m – 0,002 m = 497,383 kPa.
Selanjutnya dihitung tekanan pada pipa no. 38,40 sehingga diperoleh : P
38
= 497,026 kPa P
40
= 495,686 kPa Besarnya tekanan minimum yang terdapat pada pipa dapat ditentukan
berdasarkan table 4.3 berikut :
Tabel 4.3 Kondisi tekanan pada pipa Condition
Service Pressure Criteria psi
Maximum pressure 65 – 75
Minimum pressure during maximum day 30 – 40
Minimum pressure during peak hour 25 – 35
Minimum pressure during fire 20
Note : psi x 6,985 = kPa
Sumber : Larry W. Mays. Water Distribution Sistem Handbook. McGraw Hill, New York. 1999. Hal. 3.9
Dari tabel di atas, diperoleh bahwa tekanan minimal yang terdapat pada pipa selama jam sibuk adalah 25 – 35 psi 172,375 – 241,35 kPa. Untuk besar daya pompa dan
head pompa dapat dilihat pada tabel berikut.
Daya Pompa
Head Pompa
Tekanan Pada pipa kPa kW
m Ditinjau dari pipa 41
Ditinjau dari pipa 78 77
42 40
38 5
48,54 497,321
491,923 495,686
497,026 3
29,125 307,5
302,102 305,865
307,205 2
19,416 212,575
207,177 210,940
212,280
Dari hasil perhitungan di atas, dipilih pompa dengan daya 2 kW dan head pompa 19,42 m 20m..
Anthonyster Sagala : Sistem Perpipaan Perancangan Instalasi Pendistribusian Air Minum Pada Perumnas Taman Putri Deli..., 2008 USU Repository © 2008
76
4.7 PEMILIHAN JENIS POMPA
