Besarnya tinggi tekan pompa dari sistem adalah penjumlahan dari tinggi tekan statik head static dan kehilangan tinggi tekan head loss yang terjadi.
Secara matematis tinggi tekan pompa dapat dihitung: H
Open 50
= H
V
+ H
S
+ H
L
Dimana: H
Open 50
= Tinggi tekan pompa dengan gate valve closed 50 m
H
V
= Tinggi Tekan head kecepatan m H
S
= Tinggi tekan statik, pada Bab 3 telah dibahas H
S
= 2 m
H
L
= kerugian head m Untuk mempermudah perhitungan tinggi tekan, maka dibedakan
kehilangan tinggi tekan pada pipa isap h
s
dan kehilangan tinggi tekan pada pipa tekan h
d
.
4.3.1 Tinggi Tekan Head Kecepatan
Head kecepatan dapat dihitung dengan terlebih dahulu menentukan kecepatan aliran pada pipa isap instalasi yaitu sebagai berikut:
Dimana: V
S
= kecepatan aliran pada pipa isap m
Q =
kapasitas aliran untuk gate valve open 50 = 1,053.10
-3
m
3
s A
= luas pipa isap dengan diameter d
is
= 0.0266 m V
S
= = 1,89
Sehingga head kecepatan dapat dicari dengan menggunakan persamaan:
Universitas Sumatera Utara
H
V
= =
= 0,18 m
4.3.2 Tinggi Tekan pada Pipa Isap a. Kerugian Head Akibat Gesekan h
fs
Besarnya kerugian head akibat gesekan pada pipa isap menurut Darcy- Weishbach dapat diperoleh dengan persamaan berikut:
h
fs
= f g
V d
L
s is
s
2
2
×
Dimana: h
fs
= kerugian karena gesekan m f
= factor gesekan diperoleh dari diagram Moody L
s
= panjang pipa hisap = 1.08 m d
is
= diameter dalam pipa = 0.0266 m V
s
= kecepatan aliran fluida Untuk menentukan factor gesekan f terlebih dahulu ditentukan
alirannya apakah laminar atau turbulen dengan mencari harga bilangan Reynold, dimana:
υ
is s
d V
= Re
Dengan: Re = Reynold number
υ = viskositas kinematik, dimana harganya 1.02 x 10
-6
m
2
s untuk tekanan 1 atm pada suhu 20
C Sehingga diperoleh:
Re = = 49.288,8
Aliran yang terjadi adalah “ Turbulen “. Dari pembahasan Bab sebelumnya Kekasaran Relative = 0.005639
dan selanjutnya akan dicari harga factor gesekan dengan menggunakan diagram moody.
Universitas Sumatera Utara
Posisi Re = 49288,8 didalam garis horisontal diagram moody dapat dihitung dengan menginterpolasikan nilai yang ada terhadap skala jarak sehingga
diperoleh :Selanjutnya dicari harga faktor gesekan dengan menggunakan diagram moody.
x 37.5mm
Gambar 4.1 Diagram moody Posisi Re = 69608.549 didalam garis horisontal diagram moody dapat
dihitung dengan menginterpolasikan nilai yang ada terhadap skala jarak sehingga diperoleh:
0.23 = x = 28,875 mm
Friction factor
0.04
0.0 f
15 5 mm
0.006 = -
ed
is
= 0.005639 = - 2 2487
0.004 = - 5.5
y
10
4
58.832,94 10
5
Universitas Sumatera Utara
Nilai kekasaran relative didalam garis vertikal diagram moody dapat diperoleh dengan menginterpolasikan nilai yang ada terhadap skala jarak sehingga
diperoleh:
0.1527 = y = 4.65 mm
Nilai koefisien gesek didalam garis vertikal diagram moody dapat diperoleh dengan menginterpolasikan nilai yang ada terhadap skala jarak sehingga
diperoleh:
log =
f = 0,03349 Dari diagram moody untuk bilangan Reynold = 69608.549 dan e d
is
= 0.005639 dengan cara interpolasi maka akan diperoleh factor gesek f = 0.03349
sehingga besarnya kerugian gesek sepanjang pipa isap menurut Darcy-Weishbach adalah:
h
fs
= f g
V d
L
s is
2
2
×
= 0.03349 81
, 9
2 1,89
0,0266 08
. 1
2
× ×
×
= 0,247 m
b. Kerugian Head Akibat Perlengkapan Instalasi
Universitas Sumatera Utara
Besarnya kerugian akibat adanya kelengkapan pipa dapat diperoleh dengan persamaan:
h
ms
=
g V
nk
s
2
2
∑
Dimana: h
ms
= kerugian head akibat kelengkapan pipa sepanjang jalur pipa isap n = jumlah kelengkapan pipa
k = koefisien kerugian akibat kelengkapan pipa untuk gate valve closed 50 .
Besarnya koefisien kerugian akibat kelengkapan pipa untuk gate valve closed 50 dapat ditentukan dengan menggunakan table dibawah dibawah ini.
Table 4.1 Kenaikan kehilangan tinggi tekan dengan tipe bukaan katup
open
K K
Ratio
Condition Gate Valve
Globe Valve Open 100
1,0 1,0
Closed 25 3,0 - 5,0
1,5 - 2,0
Closed 50 12 - 22
2,0 - 3,0
Closed 75 70 - 120
6,0 - 8,0 Sumber:Bruce R.Munson ,Fundamental Of Fluid Mechanics 5
Th
Edition
Tabel 4.2 Nilai koefisien K
open
untuk tipe screwed valve Nominal
Screwed Diameter,in
½ 1
2 4
Valve fully open: Globe
14 8,2
6,9 5,7
Gate 0,30
0,24 0,16
0,11
Universitas Sumatera Utara
Swing check 5,1
2,9 2,1
2,0 Angle
9,0 4,7
2,0 1,0
Sumber:Bruce R.Munson ,Fundamental Of Fluid Mechanics 5
Th
Edition Diameter pipa nominal pada pipa isap adalah 1 in.
Ratio untuk gate valve closed 50:
= 17 Maka;
K
closed 50
= K
open
x 0.24 K
closed 50
= 17 x 0.24 = 4,08
Adapun perlengkapan dan nilai koefisien dari pipa isap adalah sebagai berikut
Jenis perlengkapan Jumlah n
k nk
Mulut isap 1
0.4 ÷ 0.5 0.45
Gate valve closed 50 1
4,08 4,08
Elbow 90
o
regular 1
1.5 1,5
Total koefisien kerugian 6,03
Sehingga dapat dihitung besarnya kerugian head akibat kelengkapan pipa pada pipa isap adalah sebagai berikut:
h
ms
= 6,03 = 1,097 m
Dengan demikian diperoleh besar kerugian head sepanjang jalur pipa isap pompa sebesar:
h
ls
= h
fs
+ h
ms
= 0,247 m + 1,097 m = 1,354 m
4.3.3 Tinggi Tekan pada Pipa Tekan
