URAIAN Jenis Aliran Fluida

6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. URAIAN

Dalam menyusun skripsi ini, telah dilakukan tinjauan pustaka oleh penulis dan ternyata ada beberapa mahasiswaI sebelumnya menulis dalam masalah yang hampir sama bahkan menyerupai dengan judul yang akan penulis buat. Oleh karena itu, untuk menghindari dari hal-hal yang tidak diinginkan seperti ”menduplikat” hasil karya orang lain, maka penulis perlu mempertegas perbedaan antara masing-masing judul dan masalah yang dibahas, yaitu sebagai berikut : “ Membandingkan Besar Kecepatan Aliran dan Kehilangan Tenaga antara Pipa Berbahan Tembaga dengan Berbahan Beton dengan Layout Jaringan Pipa serta Dimensi yang sama Menggunakan Metode Hardy-Cross dan juga Mensimulasikannya ke dalam Software WaterCAD V8i ” oleh LEO FERNANDO SITANGGANG NIM 100404078 . Sedangkan judul skripsi penulis “Analisis Pengaruh Faktor Kekasaran Dengan Persamaan Hazen William Dan Darcy Weisbach Terhadap Kecepatan Aliran Dan Kehilangan Tenaga Pada Pipa Dengan Watercad Versi 8i“ Dari beberapa metode yang telah dikembangkan untuk analisis jaringan pipa, diantaranya adalah metode keseimbangan head. Metode keseimbangan head adalah metode yang paling awal digunakan untuk analisis jaringan pipa. Metode keseimbangan head dipakai untuk sistem pipa yang membeniuk loop tertutup. Dengan metode keseimbangan head laju aliran pipa diasumsikan ,memenuhi kebutuhan setiap jaring loop, dan setiap percabangan laju aliran tersebut harus memenuhi kriteria kontinuitas. Laju aliran berturut-turut disesuaikan dari satu loop dengan loop yang lain, sampai laju aliran tiap-tiap loop dicukupi dalam suatu toleransi kecil yang telah ditetapkan Cross, 1936. 2.2. DASAR TEORI 2.2.1. Metode Pendistribusian Air pada Pipa Di dalam pendistribusian air diperlukan cara untuk mengalirkan air agar air dapat mengalir dari sumber air ke semua pemakai air. Adapun metode pendistribusian air terdiri dari tiga tipe sistem yaitu Sistem Gravitasi, Sistem Pemompaan, dan Sistem Gabungan.

2.2.1.1 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 lebih tinggi dari daerah distribusinya, agar air yang didistribusikan dapat mengalir dengan sendirinya tanpa pompa. Adapun keuntungan dengan sistem ini yaitu energi yang dipakai tidak membutuhkan biaya dan sistem pemeliharaannya murah.

2.2.1.2. Sistem Pemompaan

Metode ini menggunakan pompa dalam mendistribusikan air menuju lokasi pemakaian air. 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.

2.2.1.3. Sistem gabungan antara pemompaan dan gravitasi

Metode ini merupakan gabungan antara metode gravitasi dan pemompaan yang biasa digunakan untuk daerah distribusi yang berbukit-bukit dan pendistribusian air di gedung bertingkat. 2.3. Kecepatan dan Kapasitas Aliran Fluida Penentuan kecepatan di sejumlah 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 untuk bergerak sepanjang jarak yang telah ditentukan. Kapasitas aliran Q untuk fluida yang inkompresibel Ihwanda,2000. yaitu: Q = A . v …………………………………………………………………….2.1 Di mana: Q= Kapasitas aliran = m3s, A = luas penampang aliran m2, v = kecepatan aliran fluida ms Untuk nilai kecepatan searah gaya gravitasi, maka kecepatan dihitung berdasarkan tinggi jatuh air atau √2gh , maka diperoleh persamaan: Q = √2gh x 0,25 π D 2

2.4. Jenis Aliran Fluida

…….…………………………………………...2.2 Aliran fluida dapat dibedakan atas 3 jenis yaitu aliran laminar, aliran transisi, dan aliran turbulen. Jenis aliran ini didapat 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 di mana 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. Aliran laminar Re 2000 Aliran Turbulen Re 4000 Aliran Transisi 2000 Re 4000 Bilangan Reynold Re dapat dihitung dengan menggunakan persamaan: µ . . Re V D ρ = ………………………………………………………………2.3 Di mana: ρ = massa jenis fluida kgm3, d = diameter pipa m, V = kecepatan aliran fluida ms, μ = viskositas dinamik fluida Pa.s Karena viskositas dinamik dibagi dengan massa jenis fluida merupakan viskositas kinematik v maka bilangan Reynold dapat juga dinyatakan v V D. Re = …………………………………………………………..……..2.4 Di bawah ini tabel nilai viskositas kinematik air : Tabel 2.1. Nilai – nilai Viskositas Kinematik air, ν Sumber: Kerry J.Howe ,dkk, John Wiley Sons, Inc. 2012. Principles of Water Treatment

2.5. Energi dan Head