Konsep Dasar Pada Aliran Pipa Persamaan Bernoulli

dari standar debit air bersih yang dialirkan ke konsumen sesuai dengan jumlah kebutuhan air bersih. Kebutuhan air bersih masyarakat bervariasi, tergantung pada letak geografis, kebudayaan, tingkat ekonomi, dan skala perkotaan tempat tinggalnya.

2.2.4 Persyaratan Kontinuitas

Air baku untuk air bersih harus dapat diambil terus menerus dengan fluktuasi debit yang relatif tetap, baik pada saat musim kemarau maupun musim hujan. Kontinuitas juga dapat diartikan bahwa air bersih harus tersedia 24 jam per hari, atau setiap saat diperlukan, kebutuhan air tersedia. Akan tetapi kondisi ideal tersebut hampir tidak dapat dipenuhi pada setiap wilayah di Indonesia, sehingga untuk menentukan tingkat kontinuitas pemakaian air dapat dilakukan dengan cara pendekatan aktifitas konsumen terhadap prioritas pemakaian air. Prioritas pemakaian air yaitu minimal selama 12 jam per hari, yaitu pada jam-jam aktifitas kehidupan, yaitu pada pukul 06.00 – 18.00. Kontinuitas aliran sangat penting ditinjau dari dua aspek. Pertama adalah kebutuhan konsumen. Sebagian besar konsumen memerlukan air untuk kehidupan dan pekerjaannya, dalam jumlah yang tidak ditentukan. Karena itu, diperlukan pada waktu yang tidak ditentukan. Karena itu, diperlukan reservoir pelayanan dan fasilitas energi yang siap setiap saat.

2.3. Konsep Dasar Pada Aliran Pipa

Untuk aliran fluida dalam pipa khususnya untuk air terdapat kondisi yang harus diperhatikan dan menjadi prinsip utama, kondisi fluida tersebut adalah fluida merupakan fluida dalam keadaan steady dan seragam. Q = V x A ............................................... 2.1 dimana : Q = Debit aliran m 3 s V = Kecepatan aliran ms A = luas penampang aliran m 2 Universitas Sumatera Utara Untuk aliran steady seperti pada gambar 2.1 dalam pipa dengan diameter pipa konstan pada waktu yang sama berlaku : Q 1 = Q 2 ........................................................................................ 2.2 V 1 x A 1 = V 2 x A 2 .............................................................................. 2.3 Gambar 2.1 Aliran Steady dan Seragam

2.4. Persamaan Bernoulli

Penurunan persamaan Bernoulli untuk aliran sepanjang garis arus didasarkan pada hokum Newton II. Persamaan ini diturunkan dengan anggapan bahwa: 4. Zat cair adalah ideal, jadi tidak mempunyai kekentalan kehilangan energi akibat gesekan adalah nol. 5. Zat cair adalah homogen dan tidak termampatkan rapat massa zat cair adalah konstan. 6. Aliran adalah kontiniu dan sepanjang garis arus. 7. Kecepatan aliran adalah merata dalam suatu penampang. 8. 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 Universitas Sumatera Utara fluida. Konsep ini dinyatakan kedalam bentuk persamaan yang disebut dengan persamaan Bernoulli seperti pada gambar 2.2, yaitu: Z 1 + + = Z 2 + + ............................... 2.4 Di mana: 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 = 9,81 ms 2 Gambar 2.2 : Ilustrasi persamaan Bernoulli 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 “hf” maka persamaan Bernoulli di atas dapat ditulis menjadi persamaan baru, dimana dirumuskan sebagai: Z 1 + + = Z 2 + + + hf ..................... 2.5 Universitas Sumatera Utara

2.5. Aliran Laminar dan Turbulen