BAB IV ANALISA SISTEM PEMIPAAN DAN PEMILIHAN POMPA

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "BAB IV ANALISA SISTEM PEMIPAAN DAN PEMILIHAN POMPA"

Hartanti Gunardi
7 tahun lalu
Tontonan:

1 BAB IV ANALISA SISTEM PEMIPAAN DAN PEMILIHAN POMPA Perhitungan Kapasitas Aliran Air Bersih Berdasarkan acuan dari hasil pengkajian Puslitbang Permukiman Dep. Kimpraswil tahun 2010 dan Permen Kesehatan RI No. : 986/Menkes/Per/XI/1992, maka cara perhitungan total kapasitas aliran dapat dihitung berdasarkan standar tabel kebutuhan air per orang per hari : Tabel 4.1 Kebutuhan Air Dingin Minimum Per Orang Per Hari (Sumber: SNI Tata Cara Perencanaan Sistem Plambing) 42

2 Perencanaan sistem pemipaan ini ditujukan pada gedung Restoran dengan jumlah kursi orang. Dan sesuai dengan buku acuan dari Sularso maka untuk perhitungan kebutuhan air per jam harus dibagi 24 dan kemudian ditambah 50%, sehingga didapat debit air sebagai berikut: /h = 24 1,5 = 1.781,25 (ltr/jam) = 0, (m³/s) Perhitungan Volume Reservoir Perhitungan pada reservoir bawah menggunakan perencanaan agar mampu menyediakan kebutuhan air dalam 1(satu) hari dan ditambahkan faktor safety 0.25, sehingga didapat : Volume Reservoir Bawah = Q x 24 jam x 1,25 = 0, x 3600 sec x 24 x 1,25!" = 53,4373 m 3 Desain reservoir bawah yang sudah dibuat untuk gedung tersebut terdiri dari 3 buah Reservoir total kapasitasnya 350 m 3 sehingga reservoir bawah ini mencukupi untuk kebutuhan air bersih. Sedangkan untuk volume reservoir yang ada di atap gedung beban puncak yang terjadi selama 60 menit, sehingga tangki atap harus mampu menyediakan air selama 60 menit : Volume Reservoir Atas = Q x 1 jam = 0, x 3600 sec!" = 1,7810 m 3 = 1781 ltr 46

3 Dan menyesuaikan ukuran tangki yang ada dipasaran maka dipilih tangki dengan kapasitas 2000 ltr dan diberikan cadangan 2 buah tangki lagi. Reservoire atas mencukupi untuk sistem tersebut. Gambar 4.1 Tangki Reservoir Atas (Sumber: Perhitungan Desain Instalasi Sistem Pemipaan Desain instalasi pipa ini adalah desian sistem pemipaan dari tempat penampungan air di lantai dasar menuju ketempat reservoir yang ada di atap gedung kantin lantai 3 PT Astra Daihatsu Motor. Gambar 4.2 Lay Out Sistem Pemipaan 47

4 Tabel 4.2 Total Panjang Pipa NO. PIPA PANJANG PIPA (m) UKURAN (ø) inch /2 2 1,5 1 1/ / / / / /2 9 0,5 1 1/ ,5 1 1/ ,5 1 1/ / ,5 1 1/ ,5 1 1/2 15 0,3 1 1/ / / / / ,5 1 1/2 21 0,2 1 1/ /2 23 0,2 1 1/ / /2 26 6,5 1 1/ ,5 1 1/2 28 0,3 1 1/ ,5 1 1/ / ,5 1 1/ /2 33 0,2 1 1/ / / /2 37 0,3 1 1/ ,5 1 1/ ,5 1 1/ ,5 1 1/ /2 42 0,2 1 1/ / / /2 335,7 48

5 Gambar 4.3 Rancangan Sistem Pemipaan Gedung Kantin Berlantai Perencanaan dan Perhitungan Diameter Pipa Air Perencanaan diameter pipa ini, untuk kecepatan aliran V, penulis menggunakan asumsi kecepatan aliran V = 1.0 m/s, sehingga didapat Diameter pipa sebagai berikut: # = $ %& '( Dimana : D = Diameter dalam pipa (m) Q = Kapasitas aliran (m 3 /s) V = Kecepatan aliran (m/s) 49

6 Sehingga : *+ 40, # = ),- 3,141.0 * = 0, * = 0,99 -h,- Dengan menyesuaikan pipa yang terpasang, maka diameter nominal (DN) pipa yang digunakan = 1 ½ inch dan ukuran nominal pipa (NPS) = 40 dengan inside diameter (ID) = 40,9 mm = 0,0409 m (Standard Pipe Schedule 40 ASTM A53). Maka kecepatan aliran dalam pipa sebenarnya adalah: 0 = 4 1# 2 = 40, , = 0,377 *, Perhitungan dan Pemilihan Pompa Perhitungan Head Total Untuk menghitung head total pompa digunakan rumus sebagai berikut, Diketahui : = h 6 +8h 9 +h : + ;2 2 < Htot h a h p hl : Head total pompa (m) : Head Statis total (m) : Perbedaan tekanan yang bekerja pada kedua permukaan air (m) : Berbagai kerugian head pipa, katup, belokan, sambungan, dll (m) V 2 /2g : Head kecepatan keluar (m) g : Percepatan gravitasi 9,81(m/s 2 ) 50

7 Gambar 4.4 Head Total Pompa (Sumber : ha = hd + hs = 17,4 + (-3,5) = 13,9 m hp = 0 (Reservoir bawah dan Reservoir atas tekanan air-nya sama) Perhitungan hl (Head Loss) Head Kerugian dalam pipa Sebelum menentukan head kerugian gesek akibat panjang pipa, terlebih dahulu harus diketahui jenis aliran yang terjadi dalam pipa, laminer atau turbulen. =, = 0.# ; Dimana: Re : bilangan raynolds 51

8 V D v : Kecepatan aliran di dalam pipa (m/s) : Diameter dalam pipa (m) : viskositas knematik zat cair Air suhu T=25 o C = 8,93 x 10-7 (m 2 /s) (didapat dari table 2.2 Sifat fisik air) =, = 0,377 > *?.0,0409 *,- 8,93 10 AB *2,- = ,85 Karena Re>4000, maka aliran bersifat Turbulen. Untuk rumus menghitung kerugian dalam pipa digunakan rumus sebagai berikut: Head kerugian dalam pipa Diameter 1 ½ inch 2 L V H l = f.. D 2. g Untuk aliran turbulen, rumus untuk perhitungan f adalah sebagai berikut : f 0,0005 = 0,020 + D 0,0005 f = 0,020 + = 0,0322 0,0409 H l = 334,7 0, , , ,81 = 1,9089 m 52

9 Head kerugian dalam pipa Diameter 3 inch 0₂ = 4 1# 2 = 40, , = 0,104 *,- =, = D,ED% > F GHI?.D,DBBJ K,J+ L ED MN FO GHI = 9.072,3404 Karena Re>4000, maka aliran bersifat Turbulen. 2 L V h l = f.. D 2. g f 0,0005 = 0,020 + D 0,0005 = 0,020 + = 0, ,0779 h l = 0,02642 x 1 0, ,104 x 2x9,81 = m Head kerugian pembesaran penampang pipa 1,5 3 inch h P = Q 01R Dimana f = 1 (acuan buku Sularso Pompa & Kompresor hal. 36) V 1 = 0,377 m/s V2 = 0,104 m/s 53

10 h P = 1 D,+BB >F G?AD,ED%>F G?O 2 L J,KE F GO = 0,0038 m Head kerugian pengecilan penampang pipa D1 D2 : 1,5 inch = 0,0409 m : 3 inch = 0,0779 m D1/D2 = 0,5, maka nilai f = 0,29 (Lihat tabel koefisien kerugian pipa dengan pengecilan penampang. Buku Sularso Pompa & Kompresor hal.36) h P = Q = 0,29 0, ,81 = 0,0021 m Head Kerugian pada belokan Kerugian gesekan pada belokan pipa (elbow 90 ) Dimana : Diameter elbow 90 (ID) Radius = 0,0409 m (1,5 inch) = 0,0805 m (1,5inch) R/D = 0,0805/0,0409 = 1,97 = 2,0 Maka, f = 0,15 ( Lihat Buku Sularso Pompa & Kompresor hal.34 Gb.211 koefisien kerugian pada belokan) h P!:S5T = 0,15 D,+BBO 2 L J,KE = 0, * Jumlah elbow yang digunakan = 31 54

11 Maka untuk total kerugian pada elbow, hf = 31 x 0, = 0,0337 m Head kerugian pada percabangan Tee Dimana : V = 0,377 m/s Sudut (θ) = 90º Mencari kerugian gesek dari pipa 1 ke 2 dengan menggunakan rumus : Karena Q2/Q3 = 1,0 maka untuk f 1 dan f 2 = 1,29 (dari Tabel 2.19 koefisien kerugian percabangan buku Sularso Pompa & Kompresor hal.38) h PEA2 = Q E ( U O Harga f 1= 1,29 2< Maka untuk kerugian percabangan tersebut, h PEA2 = 1,29 0, ,81 = 0, * Mencari kerugian gesek dari pipa 1 ke 3 dengan menggunakan rumus : h PEA+ = Q 2 ( U O 2< 55

12 Harga f 2= 1,29 (dari Tabel 2.19 koefisien kerugian percabangan buku Sularso Pompa & Kompresor hal.38) Maka untuk kerugian gesek yang didapat, h PEA+ = 1,29 0, ,81 = 0, * Head Kerugian pada Gate Valve Gate valve f = 0,19 (dari ASHRAE Handbook (2001, p. 35.1) h P = Q (O D,+BBO = 0,19 = 0,00138 * 2< 2 L J,KE Jumlah Gate valve yang digunakan adalah 2 unit, maka hf = 2 x 0,00206 m = 0,00412 m Head Kerugian pada Check valve Check valve f = 2,5 (dari ASHRAE Handbook (2001, p. 35.1) h P = Q 02 0,3772 = 2, ,81 = 0,0181 * Head Kerugian pada katup isap dengan sarigan Katup isap dengan saringan f = 2.04 (dari Tabel 2.20 koefisien kerugian berbagai katup buku Sularso Pompa & Kompresor hal.39) h P = Q (O D,+BBO = 2,04 = 0,01478 * 2< 2 L J,KE Dari perhitungan diatas maka dapat di jumlah total Head Loss yang terjadi adalah sebagai berikut : 56

13 Tabel 4.3 Total Head Loss NO HEAD LOSS PANJANG (m) atau Hf Hf TOTAL JUMLAH (pcs) (m) (m) Pipa Hisap (Suction Pipe) 1 Gesekan pada Pipa (Ø 1 1/2 inch) 3 m Gate Valve 1 pcs Katup hisap dengan saringan 1 pcs Belokan pipa (Elbow 90 ) 3 pcs Total Pipa Buang (Discharge Pipe) 1 Gate Valve 1 pcs 0, Gesekan pada Pipa (Ø 1 1/2 inch) 334,7 m Gesekan pada Pipa (Ø 3 inch) 1 m Pembesaran Pipa (Ø 1 1/2-3 inch) Pengecilan Pipa (Ø 1 1/2-3 inch) 1 pcs pcs Belokan pipa (Elbow 90 ) 28 pcs Percabangan Tee (Pipa 1-2) 1 pcs Percabangan Tee (Pipa 1-3) 1 pcs Check Valve 1 pcs 0,0181 0,0181 Total Total Head Loss (Hl)

14 Sehingga Htot yang terjadi pada sistem pemipaan gedung kantin berlantai 3 PT Astra Daihatsu Motor adalah : = h 6 +8h 9 +h : + ;2 2 < = 13,9+0+2, , ,81 = 15,9438 * Pemilihan Pompa Diketahui: Q Htot = 0, m 3 /s = 0, m 3 /min = 15,9438 m Berdasarkan Diagram Pemilihan Pompa Standard maka didapat Pompa dengan spesifikasi sebagai berikut : Tipe Pompa yang dibutuhkan Gambar 4.5 Diagram Pemilihan Pompa Standar Berdasarkan diagram pemilihan pompa standard (Buku Solarso Pompa & Kompresor hal.52 ) 58

15 Pompa yang dipilih adalah : 40 x 32A 2 5 0,75 Arti dari kode tersebut adalah 40 = Diameter isap (40 mm) 32 = Diameter buang (32 mm) A = Type rumah ₂ = Jumlah katub (berarti katubnya 2 dan 3000rpm) 5 = Frekuensi (50 Hz) 0,75 = Daya motor (0,75 kw = 1,0058 HP) Pompa yang terpasang pada sistem pemipaan gedung tersebut adalah : POMPA CENTRIFUGAL: Merk : EBARA Kapasitas : 100 Ltr/min Power Head : 3 HP / 50 Hz / 3 Phase / 2870 Rpm / 380 V : 30 m Jumlah pompa yang terpasang pada sistem total ada 2 unit. (1 pompa utama, dan yang 1 pompa cadangan) Perhitungan Net Positive Suction Head (NPSH) Perhitungan NPSH digunakan sebagai ukuran keamanan pompa terhadap terjadinya kavitasi. Nilai supaya pompa tidak mengalami kavitasi adalah : NPSH yang tersedia (NPSHa) > NPSH yang dibutuhkan (NPSHr) = ( hsv > Hsvn ) 59

16 h sv (NPSH yang tersedia) h XY = Pa \ +]; R h Rh \ Dimana: hsv : NPSH yang tersedia (m) Pa : Tekanan pada permukaan cairan (1 atm = 10332,274 kgf/m²) Pv : Tekanan uap jenuh (25 o C = 322,85 kgf/m²) γ : Berat jenis air (1000 kgf/m³) hs : Head isap statis ( -3,5 m) hls : Kerugian head dalam pipa isap (0,03653 m) h XY = 10332,275 kgf/* Q/* + + = 14,119 m 322,85 Q/*2 RR3,5 * R0,03653 * 1000 Q/* + Hsvn ( NPSH yang diperlukan) Hsvn = σ x Hn Dimana : Hsvn σ Hn : NPSH yang dibutuhkan (m) : Koefisien kavitasi : Head total (m) Dimana : Q = Kapasitas 0, m³/s = 0, m³/min = D,a 3 D,Ba D,D2JbKB% c,d = 2870 Ea,J%+K c,nd = 61,

17 Nilai besaran σ (koefisien kavitasi) didapat dari grafik hubungan koefisien kavitasi dan n s (Kecepatan spesifik). Karena ns = 61,97404 atau < 100, maka didapat σ = 0,03 Hsvn = 0,03 x 15,9438 m = 0, m Berdasarkan hasil perhitungan, maka nilai untuk NPSH yang tersedia dan NPSH yang dibutuhkan adalah NPSHa ( 14,119 m ) > NPSHr ( 0, m ). Sehingga pompa tersebut dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi. 61

dokumen-dokumen yang mirip

ANALISA KEBUTUHAN JENIS DAN SPESIFIKASI POMPA UNTUK SUPLAI AIR BERSIH DI GEDUNG KANTIN BERLANTAI 3 PT ASTRA DAIHATSU MOTOR

119 Jurnal Teknik Mesin (JTM): Vol. 05, No. 3, Oktober 2016 ANALISA KEBUTUHAN JENIS DAN SPESIFIKASI POMPA UNTUK SUPLAI AIR BERSIH DI GEDUNG KANTIN BERLANTAI 3 PT ASTRA DAIHATSU MOTOR Ubaedilah Program