BAB III. Analisa Dan Perhitungan

Transkripsi

1 Laporan Tugas Akhir 60 BAB III Analisa Dan Perhitungan 3.1. Pengambilan Data Pengambilan data dilakukan pada tanggal 14 mei 014 di gedung tower universitas mercubuana dengan data sebagai berikut : Gambar 3.1. Gedung Tower UMB 60

2 Laporan Tugas Akhir Panjang Gedung : 44,50 m Luas Gedung : 1143 m. Lebar Gedung : 5,70 3. Kebutuhan air setiap sumur 1m 3 /jam 4. Kedalaman sumur 00 meter 5. Panjang bak penampung air 3,6 meter 6. Lebar bak penampung air 6 meter 7. Tinggi bak penampung air,6 meter 8. Pipa jambang 6 sedalam 60 meter 9. Pipa naik 3 sedalam 90 meter 10. Pipa jambang dan pipa naik menggunakan Galvanized Steel Pipe (GSP) BS 1387 class medium 11. Pipa saringan menggunakan stainless steel 304, ukuran pipa 3 1. Ketinggian bak penampung air,55 meter 13. Lebar bak penampunggan air 3 meter 14. Diameter pipa hydrant 3, Jarak panjang sprinkler 4,85 meter 16. Lebar jarak sprinkler 3,75 meter 17. Lebar ruangan 0,30 meter 18. Panjang ruangan 7,30 meter

3 Laporan Tugas Akhir 6 Daya pompa : Besarnya energi persatuan waktu atau kecepatan. Pengertian daya pompa, yaitu : 1. Daya Hidrolik ( hydraulic horse power). Daya Poros Pompa ( Break Horse Power) 3. Daya Penggerak (driver) Untuk pompa sentrifugal kapasitas yang dapat dicapai bergantung pada kecepatan aliran fluida. Yang mana ini dipengaruhi oleh bentuk inpeler, putaran, bentuk rumah pompa dan bentuk saluran yang digunakan. 3. Penempatan titik- titik Sprinkler tiap lantai Gambar 3. Lantai Baseman

4 Laporan Tugas Akhir 63 Gambar 3.3 Lantai 1 Gambar 3.4 Lantai

5 Laporan Tugas Akhir 64 Gambar 3.5 Lantai 3 Gambar 3.6 Lantai 4

6 Laporan Tugas Akhir 65 Gambar 3.7 Lantai 5 Gambar 3.8 Lantai 6

7 Laporan Tugas Akhir 66 Gambar 3.9 Lantai Pompa Hydrant Kebutuhan air Luas area Bersih = 1143 m Luas kotor = Luas bersih x 80 % 1143 x 0,8 = 914,4 m Rumus Kapasitas Pompa Hydrant : 1 pilar = 1000 m 3 Jumlah pilar + 50 gpm Luas Area Gedung 1143 m = 1 pilar 1 pilar = 50 gpm

8 Laporan Tugas Akhir 67 Jadi kapasitas pompa 50 gpm + 50 gpm = 500 gpm 3.4 Head Pompa Fire Electric Gambar :3.10 Pompa Electric Fire Centrafugal Pump Pentair Water Brand name Aurora Pump Serial Number Size : 3x4x13.5L Type : 3344 GPM : 500 HEAD FEET : 507 R.P.M : 3000 Tabel (3.1 ) : Name Plate Pump electric Fire

9 Laporan Tugas Akhir 68 H static = 5,5 m (tinggi gedung) H f(losis) = 0,5 bar = 5 m H tekanan temperatur) = 6,9 = 69 m Jadi head total = 99,5 m Setara dengan = 39 kw (dari grafik pompa) Grafik (3.11 ) : Grafik power pompa (kw) Note : Terdapat (dua) pompa elektrik di gedung tower Universitas Mercu Buan.

10 Laporan Tugas Akhir Head Pompa Jockey Gambar 3.1 head pompa jockey Head pompa fire + 10 m Jadi head nya = 99, m = 109,5 m 11 bar kapasitas pompa jockey = 5 GPM Jadi daya yang di dapat dari grafik pompa NPSH = 8 kw 3.6 Capasitas Fire Tank ` Capasitas pompa x 45 menit = 500 gpm x 45 =.500 gpm =,500 x 3,78 m 3 /menit = 85, m 3 /menit

11 Laporan Tugas Akhir 70 Sprinkler 1 Sprinkler = 1 m Apar 1 Apar = 50 m 3.7 Volume Pipa Air Keperluan Hydrant Gedung Perlantai Diameter Pipa Hydrant = 3,86 x,54 cm (menjadi cm) = 9,8044 cm Panjang pipa = 5,70 m x 100 = 570 cm Rumus Volume Pipa = 3,14 x 9,80 x 570 = (3,14 x 96,04 x 570) cm 3 = (3,14 x 468) cm 3 = 7750 cm 3 = 7,750 m 3 = 7,750 m 3 x 7 lantai Jadi total volume air keperluan hydrant untuk semua lantai = 54,5 m 3 /menit ( cukup terpenuhi pada kapasitas fire tank = 85 m 3 /menit)

12 Laporan Tugas Akhir Volume bak penampung air Gambar 3.13 volume bak penampung air V= PxLxT = (3,6 x 6 x,6) m 3 = 561,6 56m 3 Jadi volume air dalam bak penampung adalah 56m Penentuan dan Perhitungan Perhitungan Diameter pipa hydrant gedung Q = 0,006 m 3 /s V diambil = 3 m/s ( eksistensi data gedung, volume untuk setiap sumur 3 m/s) Dengan Q = A x V, maka : \ D A = 4 Q = A.V

13 Laporan Tugas Akhir 7...sesuai persamaan (. D = 4Q V = 4x0,006 3,14 x3 = 0,0504 m Perhitungan Tebal Pipa t = P. D c. dimana : t = tebal pipa ( m ) P = tekanan pipa ( N/m ) D = diameter pipa ( m ) σ = tegangn tarik yang diizinkan bahan ( N/m ) c = safety pipa( 0,003 m ) P Sch = x100 dimana : Sch = Schedule 40 P = tekananpipa( N/m ) σ = tegangntarik yang diizinkanbahan( N/m ) perhitungan : σ = 70 N/m Sch No = Px = P =,8 N/m

14 Laporan Tugas Akhir 73 Jadi tebal pipa adalah 0,199 mm Kerugian Head Reducer Maka Cc didapat : 0,71 (Standar Penyempitan Cc Untuk Air) 1 V H c = Cc 1. g H c = 1 0, = 0,075 m.9, Kerugian Head Belokan, Katub, sambungan/ percabangan ( H e ) H e = K. v g 76,6.3.9,81 34,98m dimana : H e = Kerugianbelokan, katup, fitting / percabangan V = Kecepatan aliran ( m/s ) g = Percepatan gravitasi (m/s ) = 9,81 m/s K = Faktor jumlah kerugian untuk belokan, katup, sambungan belokan, fitting, percabangan yang terjadi pada pipa.

15 Laporan Tugas Akhir Kerugian Gesekan dalam pipa Dari data diketahui : V = 3 m/s μ = 1,007 x 10-6 m /s Maka : Untuk d = 5 mm = 0,05 m Re = v.d 3x0,0 Re = 6 1,007 x10 = 74478, Perhitungan Kerugian Head Gesekan Dalam Pipa ( H f )pada Pipa Sprinkler System Untuk diameter 150 mm ( L = 3,5 m ) Dimana : f = 0,0005 0,00 D f = 0,0005 0,00 = 0,03 0,15 H f = H f = L v f.. D g 3,5 3 0,03.. 0,15.9,81 = 0,9 m Perhitungan Kerugian Head Gesekan Dalam Pipa( H f )pada Pipa Fire Hydrant

16 Laporan Tugas Akhir 75 Untuk diameter 150 mm ( L =,8 m ) Dimana : f = 0,0005 0,00 D f = 0,0005 0,00 = 0,03 0,15 H f = H f = L v f.. D g,8 3 0,03.. 0,15.9,81 = 0,199 m Perhitungan Kerugian Head Reducer( H c ) / Penyempitan pada Pipa Sprinkler System Pada pipa Fire Sprinkler untuk diameter 150 mm ke 100 mm A A 1 D 4 D1 4 3,14 0,1 4 3,14 0, ,0177 0,45 0,5 Maka Cc didapat : 0,681 (Standar Penyempitan Cc Untuk Air) H c = H c = 1 V Cc 1. g = 0,10 m 0,681.9,81

17 Laporan Tugas Akhir Perhitungan Kerugian Head Reducer( H c ) / Penyempitan pada Pipa Hydrant System Pada Pipa HydrantUntuk diameter 150 mm ke 80 mm A A 1 D 4 D 4 1 3,14 0,08 4 3,14 0, ,8 0,3 0,0177 Maka Cc didapat : 0,643 (Standar Penyempitan Cc Untuk Air) H c = H c = 1 V Cc 1. g 1 0, = 0,14 m.9, Perhitungan Kerugian Head Belokan, Katup, Sambungan / Percabangan ( H e ) pada Pipa Sprinkler System Flexible Joint K = 1 x 10 = 10 Gate Valve K = 4 x 0,19 = 0,76 Check Valve K = 1 x,5 =,5 Tee K = 3 x 1,8 = 41,4 Elbow K = 4 x 0,9 = 1,6 K total = 76,6 H e = K. v g 76,6x3 = 34,98 m.9,81

18 Laporan Tugas Akhir Perhitungan Kerugian Head Belokan, Katup, Sambungan / Percabangan ( H e ) pada Pipa Hydrant Flexible Joint K = 1 x 10 = 10 Gate Valve K = x 0,19 = 0,38 Check Valve K = 1 x,5 =,5 Tee K = x 1,8 = 3,6 Elbow K = x 0,9 = 1,8 K total = 18,8 H e = K. v g 18,8x3.9,81 = 8,38 m Jumlah Seluruh Kerugian HeadFire Sprinkler dan Hydrant pada Pipa TekanFire Sprinkler dan Pipa Hydrant Fire Sprinkler H l1 = H f + H c + H e = 99, , ,98 = 144,5 m Pipa Hydrant H l1 = H f + H c + H e = 3, , ,38 = 1,508 m

19 Laporan Tugas Akhir Kerugian Head Belokan, Katup, Sambungan / Percabangan pada pipa hisap ( H e ) Flexible Joint K = 1 x 10 = 10 Strainer K = 1 x 0,19 = 0,19 Katup Hisap dengan Saringan K = 1 x 1,19 = 1,19 K total = 11,38 H e = K. v. g 11,38 x3 x9,81 5, m Perhitungan Head Total Pompa 1 p1 V g g Z 1 H pompa H 1 P V g g Z. P P V 1 H pompa = Z Z hl hl g Makadidapat : g 1 1 H pompa = h h a p h l V g H pompa = h a +Δh p + h l + V g H pompa = 7,15 + 0, ,63 + 0,46 =,44 m

20 Laporan Tugas Akhir Head Pompa yang dibutuhkan Sprinkler Dimana : Δh p = head tekanan P = 1,0 x 10 5 ( tek. umum pada Sprinkler ) P 1 = 10 5 N/m ( tek. Atmosfir = 1 atm ) ρ = 998, Kg/m 3 ( pada suhu 0 0 ) Δhp = P P1 g 5 1,0 1 x10 = 0,04 m 998, x9, Head Pompa yang dibutuhkan Hydrant Dimana : Δh p = head tekanan P = 4,43 x 10 5 ( tek. umum pada Hydrant ) P 1 = 10 5 N/m ( tek. Atmosfir = 1 atm ) ρ = 998, Kg/m 3 ( pada suhu 0 0 ) Δh p = P P1 g 4,43 1 x10 998,x9,81 5 = 35,03 m Efesiensi Pompa n Q n s = 3/ 4 H Dimana : n s = Putaran spesifik pompa ( rpm ) n = Putaran pompa ( rpm ) Q = Kapasitas pompa H = Head total pompa ( m )

21 Laporan Tugas Akhir 80 ρ = 998, kg/m 3 g = 9,81 m/s H n = 5 m = 950 rpm Q = 0,079 m 3 /s n Q n s = 3/ 4 H 950 0,079 n s = = 14,3 rpm 3/ 4 5