PERANCANGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH DINGIN DARI TANGKI ATAS MENUJU HOTEL PADA THE ARYA DUTA HOTEL MEDAN

Transkripsi

1 PERANCANGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH DINGIN DARI TANGKI ATAS MENUJU HOTEL PADA THE ARYA DUTA HOTEL MEDAN SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik HATOP HENDRA PARULIAN SIMAMORA NIM DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2

3

4

5

6

7

8

9

10 ABSTRAK Gedung bertingkat dapat dipakai sebagai sarana tempat tinggal, hotel, pusat-pusat perbelanjaan dan lain-lain. Gedung-gedung ini tentu memerlukan berbagai sarana pendukung diantaranya adalah sarana penyediaan sumber air yang dapat dilayani oleh sistem perpipaan dan pompa. Sumber air yang digunakan pada hotel Aryaduta Medan ini adalah air dari perusahaan air minum PDAM dan air bawah tanah ( dari pompa sumur dalam ). Air ini terlebih dahulu ditampung pada reservoir bawah dan kemudian dikirim ke reservoir atas, lalu didistribusikan menuju hotel. Sistem distribusi terbagi 2, yaitu : lantai 8 dan 9 dilayani sistem menggunakan gaya gravitasi, dan lantai 10 serta 11 dilayani oleh sistem yang menggunakan pompa booster. Pompa adalah mesin yang mengkonversikan energi mekanik menjadi energi tekanan. Menurut beberapa literatur terdapat beberapa jenis pompa, namun yang biasa digunakan pada hotel ialah jenis pompa sentrifugal. Lalu kesimpulannya adalah berdasarkan dari hasil perhitungan didapatkan kebutuhan air untuk lantai 8 dan 9 sebanyak 36,11376 m 3 /jam, dan untuk lantai 10 dan 11 sebanyak 52,773 m 3 /jam, pipa berbahan Galvanized Iron schedule 40, dan pompa berkapasitas 52,77 m 3 /jam, head 55,7 meter, putaran 2950 rpm, dan daya motor penggerak pompa 12,21 kw.

11 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... i ABSTRAK...ii DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR LAMBANG... vi DAFTAR SINGKATAN... viii DAFTAR TABEL... ix BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Tujuan Penulisan Batasan Masalah Sistematika Penulisan Flow Chart Rancangan... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Kecepatan dan Kapasitas Aliran Fluida Aliran Laminar dan Turbulen Energi dan Head Persamaan Bernoulli Kerugian Head Persamaan Empiris untuk Aliran di dalam Pipa Sistem Perpipaan Ganda Dasar Perencanaan Pompa BAB III PERENCANAAN PIPA PADA SISTEM JARINGAN PIPA 3.1. Jumlah Pemakaian Air Pemilihan Jenis Pipa... 32

12 3.3. Penggunaan Chart Akurat Gesekan Pipa Metode Detail Untuk Menentukan Ukuran Pipa Sistem di Dalam Bangunan Penentuan Ukuran Pipa Distribusi Air Bersih Dingin Hotel BAB IV PEMILIHAN POMPA BOOSTER 4.1. Instalasi Pompa Penentuan Kapasitas Dan Jumlah Pompa Head Pompa Pemilihan Jenis Pompa Perhitungan Motor Penggerak Putaran Spesifik dan Tipe Impeler Efisiensi Pompa Kavitasi Net Positive Suction Head (NPSH) Daya Pompa dan Daya Motor Penggerak Spesifikasi Hasil Perencanaan BAB V KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 86

13 DAFTAR GAMBAR Hal. Gambar 2.1 Kecepatan Aliran Melalui Saluran Tertutup 5 Gambar 2.2 Kecepatan Aliran Melalui Saluran Terbuka 5 Gambar 2.3 Ilustrasi Persamaan Bernoulli 10 Gambar 2.4 Pipa Yang Dihubungkan Secara Seri 15 Gambar 2.5 Pipa Yang Dihubungkan Secara Paralel 16 Gambar 3.1 Chart Galvanized Iron Standard Weight Pipe 33 Gambar 3.2. Contoh Perhitungan Diameter Menggunakan Chart 34 Gambar 3.3 Kurva Perhitungan Kebutuhan 41 Gambar 3.4. Sistem Perpipaan Distribusi Air Bersih Dingin Menggunakan Pompa Booster 42 Gambar 3.5. Sistem Perpipaan Distribusi Air Bersih Dingin Menggunakan Gaya Gravitasi 43 Gambar 4.1 Sket Jaringan Pipa Distribusi Dari Pompa Menuju Kamar Terjauh di Lantai Gambar 4.2 Daerah kerja beberapa jenis konstruksi pompa 74 Gambar 4.3 Grafik efisiensi pompa versus putaran spesifik 77

14 DAFTAR LAMBANG Simbol Keterangan Satuan A Luas penampang m 3 C Koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams D Diameter dalam pipa m D is Diameter dalam pipa hisap m D os Diameter luar pipa hisap m f Faktor gesekan pipa FU Fixture Unit g Percepatan gravitasi m/s 2 H Head m Hp Head pompa m Hst Head statis m hf Kerugian head mayor m hl Head losses sepanjang pipa m hm Kerugian head minor m h p Head Tekanan m h v Head kecepatan m h fc Kerugian head karena gesekan pada pipa sirkuit m h fd Kerugian head akibat gesekan pada pipa tekan m h fs Kerugian head karena gesekan pada pipa hisap m h ld Kerugian head pada pipa tekan m h mc Kerugian head karena peralatan pada pipa sirkuit m h md Kerugian head karena peralatan pada pipa tekan m h ms Kerugian head karena peralatan pada pipa hisap m h ls Kerugian head pada pipa hisap m K Koefisien kerugian perlengkapan pipa L Panjang pipa m L s Panjang pipa hisap m

15 m massa fluida kg m Laju aliran massa fluida kg/s N M Daya motor penggerak pompa kw Np Daya pompa kw n s Putaran spesifik rpm η t Efisiensi transmisi % η p Efisiensi pompa % NPSH Net Positive Suction Head m P Tekanan kpa p Jumlah kutub P w Daya air kw Qp Kapasitas pompa m 3 /s Re Bilangan Reynold V Kecepatan aliran m/s V d Kecepatan pada pipa tekan m/s V s Kecepatan pada pipa hisap m/s w berat fluida N ŵ Laju aliran berat fluida N/s z Beda ketinggian m ΔQ Koreksi laju aliran loop m 3 /s Δh s Head statis m α Faktor cadangan daya γ Berat jenis fluida N/m 3 ε Kekasaran pipa υ Viskositas kinematik air m 2 /s π Konstanta phi ρ Massa jenis fluida kg/m 3 μ Viskositas dinamik fluida Pa.s

16 DAFTAR SINGKATAN Singkatan ft fps gpm h Hz k kg l m N org Pa psi rpm s W Kepanjangan feet feet per sekon galon per menit hari Hertz kilo kilogram liter meter Newton orang Paskal pound square inch rotasi per menit sekon Watt

17 DAFTAR TABEL Hal. Tabel 2.1 Nilai kekasaran dinding untuk berbagai pipa komersil 12 Tabel 2.2 Koefisien kekasaran pipa Hazen-William 14 Tabel 3.1 Tabel 3.1. Faktor Pemakaian dan Jumlah Alat Plumbing 21 Tabel 3.2 Ruangan, Peralatan, dan Jumlah Fixture Unit Lantai Tabel 3.3 Ruangan, Peralatan, dan Jumlah Fixture Unit Lantai Tabel 3.4 Ruangan, Peralatan, dan Jumlah Fixture Unit Lantai 9 23 Tabel 3.5 Ruangan, Peralatan, dan Jumlah Fixture Unit Lantai 8 24 Tabel 3.6 Unit Alat Plambing Untuk Penyediaan Air Dingin 26 Tabel 3.7 Ukuran Minimum Dari Peralatan Pipa Penyedia Air 28 Tabel 3.8 Tabel Estimasi Kebutuhan 29 Tabel 3.9 Penentuan Ukuran Pipa Berdasarkan Pembatasan Kecepatan 31 Tabel 3.10 Panjang Ekivalen Untuk Fitting dan Valve (SI Units) 38 Tabel 3.11 Panjang Ekivalen Untuk Fitting dan Valve (US Customary Units) 39 Tabel 3.12 Tekanan yang dibutuhkan alat plambing 40 Tabel 3.13 Hasil Pengukuran Pipa Berdasarkan Batas Kecepatan dan Perubahan Diameternya Akibat Friction Limit (Sistem Booster Pump) 45 Tabel 3.14 Sizing Table untuk Sistem Menggunakan Pompa Booster 48 Tabel 3.15 Panjang Ekivalen Sirkuit Utama Jaringan Pipa Menggunakan Pompa Booster 50 Tabel 3.16 Hasil Pengukuran Pipa Berdasarkan Batas Kecepatan dan Perubahan Diameternya Akibat Friction Limit (Sistem Gravitasi) 50 Tabel 3.17 Panjang Ekivalen Sirkuit Utama Jaringan Pipa Menggunakan Gaya Gravitasi 56 Tabel 3.18 Sizing Table untuk Sistem Menggunakan Gaya Gravitasi 57 Tabel 4.1. Penentuan jumlah pompa 59 Tabel 4.2 Kekasaran relatif ( e ) dalam berbagai bahan pipa 65 Tabel 4.3 Koefisien kerugian kelengkapan pipa hisap 67 Tabel 4.4 Koefisien kerugian gesek pada pipa tekan 69 Tabel 4.5 Tabel Kerugian Head Peralatan Pipa Sirkuit Utama 72

18 Tabel 4.6 Harga putaran dan kutubnya 75 Tabel 4.7 Klasifikasi impeler menurut putaran spesifik 76