DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2008

TUGAS SARJANA SISTEM PERPIPAAN PERANCANGAN DISTRIBUSI ALIRAN PADA SETIAP PIPA AIR BERSIH UNTUK KOTA LUBUKPAKAM DARI SISTEM DISTRIBUSI PDAM TIRTANADI CABANG DELI SERDANG O L E H : PARADE BOHAL IMAN SITUMORANG N I M : 0 3 0401 007 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 008

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Air merupakan kebutuhan pokok dalam kehidupan sehari-hari. Tanpa air manusia tidak dapat melaksanakan aktivitas mereka sehari-hari. Dalam usaha memenuhi kebutuhan akan air bersih maka diperlukan tata cara pendistribusian air bersih tersebut agar sampai ke pelanggan. Untuk itu diperlukan sistem perpipaan. Pada dasarnya fungsi dari perpipaan ini adalah untuk mendistribusikan air bersih ke tempat-tempat yang dikehendaki dengan tekanan yang cukup, dan yang kedua, membuang air kotor dari tempat-tempat tertentu tanpa mencemarkan bagian penting lainnya. Umumnya bagian perpipaan dan detailnya merupakan standard dari unit, seperti ukuran diameter, jenis katup yang akan dipasang, baut dan gasket pipa, penyangga pipa, dan lain-lain. Sehingga dengan demikian akan terdapat keseragaman ukuran antara satu dengan lainnya. Sedangkan di pasaran telah terdapat berbagai jenis pipa dengan ukuran dan bahan-bahan tertentu sesuai dengan kebutuhan seperti dari bahan Cast Iron, PVC (Polyvinil Chloride), New Steel, dan lain-lain. Pemasangan pipa dapat dilakukan pada bengkel-bengkel di lapangan atau pada suatu tempat khusus dan kemudian dibawa ke lapangan untuk dipasang, dengan demikian akan menguntungkan dari segi waktu, ongkos kerja dan memudahkan pemasangan di lapangan, namun pemasangan dengan cara ini memerlukan perhitungan teknis dan ekonomis yang lebih cermat sehingga tidak terjadi kesalahan dalam pemasangan di lapangan. Untuk menjadi seorang yang ahli dalam bidang perpipaan tentu bukanlah suatu hal yang mudah, selain harus memiliki dasar ilmu kesarjanaan teknik seperti peralatan mekanik, korosi, mekanika fluida, pemilihan material, seni merancang jalur pipa dan banyak disiplin ilmu lain yang harus dikuasai serta yang terpenting dari semua itu adalah pengalaman di lapangan. Dalam merancang suatu jalur pipa yang tersusun dari beberapa buah pipa yang disusun secara seri maupun paralel maka persoalan yang dihadapi belumlah begitu rumit, namun banyak juga jalur pipa yang ada bukanlah suatu rangkaian yang sederhana melainkan suatu jaringan pipa yang sangat kompleks, sehingga

memerlukan penyelesaian yang lebih teliti. Dalam perencanaan itu hal-hal yang perlu diperhitungkan diantaranya besarnya kapasitas dan kecepatan aliran dari fluida yang melalui jalur pipa dan hal-hal lain yang diperlukan dalam hal perencanaan. Oleh karena sistem pendistribusian air bersih kepada pelanggan merupakan hal yang penting, dan kita sebagai manusia tidak lepas dari kebutuhan akan air bersih, maka penulis mengambil bidang Sistem Perpipaan ini sebagai Tugas Sarjana untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. 1. Tujuan Adapun tujuan khusus dari perancangan ini adalah untuk memenuhi syarat memperoleh gelar Strata 1 pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Sedangkan tujuan umum dari perancangan ini adalah : Untuk lebih mengetahui dan memahami aplikasi ilmu yang diperoleh di bangku kuliah terutama mata kuliah Sistem Perpipaan dan Mekanika Fluida. Untuk mendesain suatu jaringan pipa yang digunakan untuk mendistribusikan air bersih pada pelanggan yang ada di Kota Lubukpakam (Kecamatan Lubukpakam I, II, III dan Pekan), Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara. 1.3 Batasan Masalah Untuk mendapatkan suatu hasil perencanaan yang baik, maka dalam hal ini akan dibuat suatu batasan masalah karena semakin spesifik suatu perencanaan maka hasilnya juga akan lebih baik. Pada perancangan ini akan dibahas mengenai perancangan jaringan perpipaan dan analisa pendistribusian air bersih ke pelanggan pada suatu jaringan perpipaan di Kota Lubukpakam, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara. Adapun permasalahan dibatasi dalam menganalisa distribusi aliran pada tiap pipa antara lain kapasitas aliran fluida, kerugian head yang terjadi pada tiap pipa, ukuran pipa yang digunakan dan tekanan yang terjadi pada ujung pipa terjauh. Pada perencanaan ini juga ditentukan pemilihan spesifikasi pompa dan volume reservoir yang akan digunakan pada perancangan ini, agar setiap masyarakat dapat memperoleh air bersih secukupnya.

1.4 Sistematika Penulisan Tugas Sarjana ini terdiri dari 5 bab. Bab 1 memuat latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah dan sistematika penulisan tugas sarjana ini. Pada bab memuat pembahasan materi mengenai kecepatan dan kapasitas aliran fluida, jenis aliran, persamaan empiris di dalam pipa dan sistem jaringan pipa. Pada bab 3 meliputi perencanaan pipa pada sistem jaringan pipa yaitu jumlah kapasitas pemakaian air, analisa aliran fluida meliputi kapasitas dan head losses. Pada bab 4 meliputi pemilihan pompa dan tekanan pada ujung pipa terjauh.. Kesimpulan mengenai hasil perancangan yang diperoleh dimuat pada Bab 5.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.1 Kecepatan dan Kapasitas Aliran Fluida Penentuan kecepatan di sejumlah titik pada suatu penampang memungkinkan untuk membantu dalam menentukan besarnya kapasitas aliran sehingga pengukuran kecepatan merupakan fase yang sangat penting dalam menganalisa suatu aliran fluida. Kecepatan dapat diperoleh dengan melakukan pengukuran terhadap waktu yang dibutuhkan suatu partikel yang dikenali untuk bergerak sepanjang jarak yang telah ditentukan. Besarnya kecepatan aliran fluida pada suatu pipa mendekati nol pada dinding pipa dan mencapai maksimum pada tengah-tengah pipa. Kecepatan biasanya sudah cukup untuk menempatkan kekeliruan yang tidak serius dalam masalah aliran fluida sehingga penggunaan kecepatan sesungguhnya adalah pada penampang aliran. Bentuk kecepatan yang digunakan pada aliran fluida umumnya menunjukkan kecepatan yang sebenarnya jika tidak ada keterangan lain yang disebutkan. Gambar.1 Profil Kecepatan pada saluran tertutup Gambar. Profil Kecepatan pada saluran terbuka Besarnya kecepatan akan mempengaruhi besarnya fluida yang mengalir dalam suatu pipa. Jumlah dari aliran fluida mungkin dinyatakan sebagai volume, berat atau massa fluida dengan masing-masing laju aliran ditunjukkan sebagai laju aliran volume (m 3 /s), laju aliran berat (N/s) dan laju aliran massa (kg/s).

Kapasitas aliran (Q) untuk fluida yang inkompressible menurut [1], yaitu : Q = A. v dimana : Q = laju aliran volume (m 3 /s) A = Luas penampang aliran (m ) v = Kecepatan aliran fluida (m/s) Laju aliran berat fluida (W) menurut [] dirumuskan sebagai : W = γ. A. v dimana : W = laju aliran berat fluida (N/s) γ = berat jenis fluida (N/m 3 ) Laju aliran massa (M) menurut [3] dinyatakan sebagai : M = ρ. A. v dimana : M = Laju aliran massa fluida (kg/s) ρ = massa jenis fluida (kg/m 3 ). Energi dan Head Energi biasanya didefenisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja. Kerja merupakan hasil pemanfaatan tenaga yang dimiliki secara langsung pada suatu jarak tertentu. Energi dan kerja dinyatakan dalam satuan N.m (Joule). Setiap fluida yang sedang bergerak selalu mempunyai energi. Dalam menganalisa masalah aliran fluida yang harus dipertimbangkan adalah mengenai energi potensial, energi kinetik dan energi tekanan. Energi potensial menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu aliran fluida karena adanya perbedaan ketinggian yang dimiliki fluida dengan tempat jatuhnya. Energi potensial (Ep) menurut [4] dirumuskan sebagai : Ep = W. z dimana : W = Berat fluida (N) z = beda ketinggian (m) Energi kinetik menunjukkan energi yang dimiliki oleh fluida karena pengaruh kecepatan yang dimilikinya. Energi kinetik menurut [5] dirumuskan sebagai : 1 Ek = m. v dimana : m = massa fluida (kg) v = kecepatan aliran fluida (m/s)

Energi tekanan, disebut juga dengan energi aliran adalah jumlah kerja yang dibutuhkan untuk memaksa elemen fluida bergerak menyilang pada jarak tertentu dan berlawanan dengan tekanan fluida. Besarnya energi tekanan (Ef) menurut [6] dirumuskan sebagai : Ef = p. A. L dimana : p = tekanan yang dialami oleh fluida (N/m ) A = Luas penampang aliran (m ) L = panjang pipa (m) Besarnya energi tekanan menurut [7] dapat juga dirumuskan sebagai berikut : p W Ef = γ dimana : γ = Berat jenis fluida (N/m 3 ) Total energi yang terjadi merupakan penjumlahan dari ketiga macam energi diatas, menurut [8] dirumuskan sebagai : 1 Wv E = Wz +. + g pw γ Persamaan ini dapat dimodifikasi untuk menyatakan total energi dengan head (H) dengan membagi masing-masing variabel di sebelah kanan persamaan dengan W (berat fluida), menurut [9] dirumuskan sebagai : v H = z + + g p γ.3 Persamaan Energi Hukum Kekekalan Energi menyatakan energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan namun dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lain. 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 fluida. Konsep ini dinyatakan ke dalam bentuk persamaan yang menurut [10] disebut dengan persamaan Bernoulli, yaitu : p1 + γ 1 v g + z 1 = p γ + v g + z

dimana : p 1 dan p = tekanan pada titik 1 dan v 1 dan v = kecepatan aliran pada titik 1 dan z 1 dan z = perbedaan ketinggian antara titik 1 dan γ = berat jenis fluida g = percepatan gravitasi = 9,8 m/s. 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 hl maka persamaan Bernoulli di atas dapat ditulis menjadi persamaan baru, dimana menurut [11] dirumuskan sebagai : p1 γ + v1 p v + z1 = + + z g γ g + hl Persamaan di atas dapat digunakan untuk menyelesaikan banyak permasalahan tipe aliran, biasanya untuk fluida inkompressible tanpa adanya penambahan panas atau energi yang diambil dari fluida. Namun, persamaan ini tidak dapat digunakan untuk menyelesaikan aliran fluida yang mengalami penambahan energi untuk menggerakkan fluida oleh peralatan mekanik, misalnya pompa, turbin dan peralatan lainnya. v1 g h v g Head Loses P Total Energi 1 P γ γ Total Energi At Point 1 At Point Z 1 Z Reference Datum Direction Of Flow Gambar.3 Illustrasi persamaan Bernoulli

.4 Aliran Laminar dan Turbulen Aliran fluida yang mengalir di dalam pipa dapat diklasifikasikan kedalam dua tipe aliran yaitu laminar dan turbulen. Aliran dikatakan laminar jika partikelpartikel fluida yang bergerak mengikuti garis lurus yang sejajar pipa dan bergerak dengan kecepatan sama. Aliran disebut turbulen jika tiap partikel fluida bergerak mengikuti lintasan sembarang di sepanjang pipa dan hanya gerakan rata-ratanya saja yang mengikuti sumbu pipa. Dari hasil eksperimen diperoleh bahwa koefisien gesekan untuk pipa silindris merupakan fungsi dari bilangan Reynold (Re). Dalam menganalisa aliran di dalam saluran tertutup, sangatlah penting untuk mengetahui type aliran yang mengalir dalam pipa tersebut. Untuk itu harus dihitung besarnya bilangan Reynold dengan mengetahui parameter-parameter yang diketahui besarnya. Bilangan Reynold (Re) menurut [1] dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : ρ d v Re = μ dimana : ρ = massa jenis fluida (kg/m 3 ) d = diameter pipa (m) v = kecepatan aliran fluida (m/s) μ = viskositas dinamik fluida (Pa.s) Karena viskositas dinamik dibagi dengan massa jenis fluida merupakan viskositas kinematik (ν) maka bilangan Reynold menurut [13] dapat juga dinyatakan : μ dv υ = sehingga Re = ρ υ Menurut [14], Aliran akan laminar jika bilangan Reynold kurang dari 000 dan akan turbulen jika bilangan Reynold lebih besar dari 4000. Jika bilangan Reynold terletak antara 000 4000 maka disebut aliran transisi..5 Kerugian Head (Head Losses) A. Kerugian Head Mayor Aliran fluida yang melalui pipa akan selalu mengalami kerugian head. Hal ini disebabkan oleh gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa atau perubahan kecepatan yang dialami oleh aliran fluida (kerugian kecil).

Kerugian head akibat gesekan dapat dihitung dengan menggunakan salah satu dari dua rumus berikut, yaitu : 1. Persamaan Darcy - Weisbach, menurut [15] yaitu : hf = f L d v g dimana : hf = kerugian head karena gesekan (m) f = faktor gesekan (diperoleh dari diagram Moody) d = diameter pipa (m) L = panjang pipa (m) v = kecepatan aliran fluida dalam pipa (m/s) g = percepatan gravitasi. Tabel.1 Nilai kekasaran dinding untuk berbagai pipa komersil Bahan Kekasaran ft m Riveted Steel 0,003-0,03 0,0009-0,009 Concrete 0,001-0,001 0,0003-0,003 Wood Stave 0,0006-0,003 0,000-0,0009 Cast iron 0,00085 0,0006 Galvanized Iron 0,0005 0,00015 Asphalted Cast Iron 0,0004 0,0001 Commercial steel or wrought iron 0,00015 0,000046 Drawn brass or copper tubing 0,000005 0,0000015 Glass and plastic smooth smooth (Sumber : Jack B. Evett, Cheng Liu. Fundamentals of Fluids Mechanics. McGraw Hill, New York. 1987, hal. 100.). Persamaan Hazen Williams. Rumus ini pada umumnya dipakai untuk menghitung kerugian head dalam pipa yang relatif sangat panjang seperti jalur pipa penyalur air minum.

Bentuk umum persamaan Hazen Williams menurut [16], yaitu : 10,666Q = 1,85 C d 1,85 hf 4, 85 L dimana : hf = kerugian gesekan dalam pipa (m) Q = laju aliran dalam pipa (m 3 /s) L = panjang pipa (m) C = koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams (diperoleh dari Tabel.) d = diameter pipa (m) Diagram Moody telah digunakan untuk menyelesaikan permasalahan aliran fluida di dalam pipa dengan menggunakan faktor gesekan pipa (f) dari rumus Darcy - Weisbach. Untuk aliran laminar dimana bilangan Reynold kurang dari 000, faktor gesekan dihubungkan dengan bilangan Reynold, menurut [17] dinyatakan dengan rumus : 64 f = Re Untuk aliran turbulen dimana bilangan Reynold lebih besar dari 4000, maka hubungan antara bilangan Reynold, faktor gesekan dan kekasaran relatif menjadi lebih kompleks. Faktor gesekan untuk aliran turbulen dalam pipa didapatkan dari hasil eksperimen, antara lain : 1. Untuk daerah complete roughness, rough pipes menurut [18], yaitu : 1 3,7 =,0 log f ε / d. Untuk pipa sangat halus seperti glass dan plastik, hubungan antara bilangan Reynold dan faktor gesekan menurut [19] dirumuskan sebagai : 0,316 a. Blasius : f = untuk Re = 3000 100.000 0, 5 Re b. Von Karman : 1 Re f =,0 log f,51 =,0 log untuk Re sampai dengan 3.10 6. ( Re f ) 0, 8

3. Untuk pipa kasar, menurut [0], yaitu : 1 d Von Karman : = log + 1, 74 f ε dimana harga f tidak tergantung pada bilangan Reynold. 4. Untuk pipa antara kasar dan halus atau dikenal dengan daerah transisi, menurut [1], yaitu : Corelbrook - White : 1 / d =,0 log ε + f 3,7,51 Re f B. Kerugian Head Minor Selain kerugian yang disebabkan oleh gesekan, pada suatu jalur pipa juga terjadi kerugian karena kelengkapan pipa seperti belokan, siku, sambungan, katup dan sebagainya yang disebut dengan kerugian kecil (minor losses). Besarnya kerugian minor akibat adanya kelengkapan pipa menurut [] dirumuskan sebagai : v hm = n. k. g dimana : n = jumlah kelengkapan pipa k = koefisien kerugian (dari lampiran koefisien minor losses peralatan pipa) v = kecepatan aliran fluida dalam pipa. Menurut [3],minor losses dapat diabaikan tanpa kesalahan yang cukup berarti bila, secara rata rata terdapat pipa yang panjang (L/d >>> 1000) pada jaringan pipa..6 Persamaan Empiris untuk aliran di dalam pipa Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, bahwa permasalahan aliran fluida dalam pipa dapat diselesaikan dengan menggunakan persamaan Bernoulli, persamaan Darcy dan diagram Moody. Penggunaan rumus empiris juga dapat digunakan untuk menyelesaikan permasalahan aliran. Dalam hal ini digunakan dua model rumus yaitu persamaan Hazen-Williams dan persamaan Manning. 1. Persamaan Hazen-Williams dengan menggunakan satuan Internasional menurut [4], yaitu ; ν = 0,849 C R 0,63 s 0,54

dimana υ = kecepatan aliran (m/s) C = korfisien kekasaran pipa Hazen-Williams R = jari jari hidrolik d = untuk pipa bundar 4 s = slope dari gradient energi (head losses/panjang pipa) hl = l Tabel. Koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams Extremely smooth and straight pipes 140 New Steel or Cast Iron 130 Wood; Concrete 10 New Riveted Steel; vitrified 110 Old Cast Iron 100 Very Old and corroded cast iron 80 (Sumber : Jack B. Evett, Cheng Liu. Fundamentals of Fluids Mechanics. McGraw Hill, New York. 1987, hal. 161.). Persamaan Manning dengan satuan Internasional, menurut [5] yaitu : 1,0 / 3 1 / υ = R s n dimana : n = koefisien kekasaran pipa Manning Menurut [6], Persamaan Hazen Williams umumnya digunakan untuk menghitung head loss yang terjadi akibat gesekan (Amerika Serikat). Persamaan ini tidak dapat digunakan untuk liquid lain selain air dan digunakan khusus untuk aliran yang bersifat turbulen. Persamaan Darcy Weisbach secara teoritis tepat digunakan untuk semua rezim aliran dan semua jenis liquid. Persamaan Manning biasanya digunakan untuk aliran saluran terbuka (open channel flow).

.7 Pipa yang dihubungkan Seri Pipa yang dihubungkan secara sejajar dimana laju aliran yang mengalir didalamnya sama-sama dialiri aleh aliran yang sama dapat dikatakan pipa yang dihubungkan secara seri dimana keuntungan dari sambungan pipa model ini adalah fluida yang dialirkan debitnya relatif konstan seperti tertera pada gambar.4 berikut: 1 3 B Gambar.4 Pipa yang dihubungkan seri Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara seri maka semua pipa akan dialiri oleh aliran yang sama. Total kerugian head pada seluruh sistem adalah jumlah kerugian pada setiap pipa dan perlengkapan pipa, menurut [7] dirumuskan sebagai : Q 0 = Q 1 = Q = Q 3 Q 0 = A 1 V 1 = A V = A 3 V 3 hl = hl 1 + hl + hl 3 Persoalan aliran yang menyangkut pipa seri sering dapat diselesaikan dengan mudah dengan menggunakan pipa ekuivalen, yaitu dengan menggantikan pipa seri dengan diameter yang berbeda-beda dengan satu pipa ekuivalen tunggal. Dalam hal ini, pipa tunggal tersebut memiliki kerugian head yang sama dengan sistem yang digantikannya untuk laju aliran yang spesifik.

.8 Pipa yang dihubungkan Paralel Pipa yang dihubungkan secara bercabang dimana laju aliran masuk sama dengan total laju aliran pipa dihubungkan tersebut dapat dikatakan pipa yang memiliki sambungan paralel seperti tertera pada gambar.5 berikut: 1 A B 3 Gambar.5 Pipa yang dihubungkan secara paralel Jika dua buah pipa atau lebih dihubungkan secara paralel, total laju aliran sama dengan jumlah laju aliran yang melalui setiap cabang dan rugi head pada sebuah cabang sama dengan pada yang lain,menurut [8] dirumuskan sebagai : Q 0 = Q 1 + Q + Q 3 Q 0 = A 1 V 1 + A V + A 3 V 3 hl 1 = hl = hl 3 Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa persentase aliran yang melalui setiap cabang adalah sama tanpa memperhitungkan kerugian head pada cabang tersebut. Kerugian head pada setiap cabang boleh dianggap sepenuhnya terjadi akibat gesekan atau akibat katup dan perlengkapan pipa, diekspresikan menurut panjang pipa atau koefisien losses kali head kecepatan dalam pipa. Menurut [9] dirumuskan sebagai : f 1 L d 1 1 + K L 1 v1 g = f L d + K L v g = f 3 L d 3 3 + K L3 v3 g =... diperoleh hubungan kecepatan : V V 1 = ( f1l1 / d1) + kl1 ( f L / d ) + kl

.9 Sistem Jaringan Pipa Pada loop dibawah ini dimana laju aliran massa yang masuk sama dengan total laju aliran massa yang keluar. Dapat diasumsikan seperti gambar dibawah ini QF F Q3 E Q8 D QD 3 8 Q1 Loop I 1 Q4 4 Loop II 10 Q10 QA A Q B Q5 5 Q7 7 9 Loop III C Q9 QC QG G 6 Q6 H QH Gambar.6 Jaringan Pipa Jaringan pipa pengangkut air yang kompleks dapat dianalisis dengan cepat menggunakan persamaan Hazen-Williams atau rumus gesekan lain yang sesuai. Perhitungan distribusi aliran pada suatu jaringan biasanya rumit karena harus memecahkan serangkaian persamaan hambatan yang tidak linear melalui prosedur yang iteratif. Kesulitan lainnya adalah adanya kenyataan bahwa kebanyakan jaringan, arah aliran pipa tidak diketahui sehingga losses antara dua titik menjadi sukar untuk ditentukan. Dalam perancangan sebuah jaringan, aliran dan tekanan di berbagai titik menjadi persyaratan utama untuk menentukan ukuran pipa, sehingga harus diselesaikan dengan cara berurutan dan iterasi. Sebuah jaringan yang terdiri dari sejumlah pipa mungkin membentuk sebuah loop, dimana pipa yang sama dipakai oleh dua loop yang berbeda, seperti terlihat pada gambar di atas. Ada dua syarat yang harus diperhatikan agar aliran dalam jaringan tersebut setimbang, yaitu : 1.Aliran netto ke sebuah titik harus sama dengan nol. Ini berarti bahwa laju aliran ke sebuah titik pertemuan harus sama dengan laju aliran dari titik pertemuan yang sama.

.Head losses netto di seputar sebuah loop harus sama dengan nol. Jika sebuah loop ditelusuri ke arah manapun, sambil mengamati perubahan head akibat gesekan atau losses yang lain, kita harus mendapatkan aliran yang setimbang ketika kembali ke kondisi semula (head dan tekanan) pada kondisi awal. Prosedur untuk menentukan distribusi aliran dalam suatu jaringan meliputi penentuan aliran pada setiap pipa sehingga kontinuitas pada setipa pertemuan terpenuhi (syarat 1). Selanjutnya head losses dari setiap loop dihitung dan jika tidak sama dengan nol maka aliran yang telah ditetapkan harus dikoreksi kembali dengan perkiraan dan metode iterasi yang disebut metode Hardy Cross. Untuk sebuah loop tertentu dalam sebuah jaringan misalkan Q adalah laju aliran sesungguhnya atau laju aliran setimbang dan Qo adalah laju aliran yang diandaikan sehingga Q = Qo + ΔQ. Dari persamaan Hazen-Williams hl = nq X, maka fungsi Q dapat dikembangkan dalam deret Taylor sebagai : df ( Q) f ( Q + ΔQ) = f ( Q) + ΔQ +... dq jika hanya orde pertama yang digunakan, kemudian ΔQ dihitung dengan f(q) = hl, maka : hl nqo Q = = x dhl / dq nqo Δ 1 x hl = 1,85 hl / Qo Harga x adalah eksponen dalam persamaan Hazen-Williams apabila digunakan untuk menghitung hl dan besarnya adalah 1 = 1, 85 dan n menyatakan suku-suku yang 0,54 4,73L terdapat dalam persamaan yang menggunakan satuan British, yaitu : n=. 1,85 4, 87 C d Cara lain yang dapat digunakan ialah dengan persamaan Darcy-Weisbach 8 fl dengan x = dan n=. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa faktor 5 gπ d gesekan selalu berubah untuk setiap iterasi. Prosedur pengerjaannya adalah sebagai berikut : 1. Andaikan distribusi aliran yang paling wajar, baik besar maupun arahnya dalam setiap pipa sehingga total aliran ke setiap titik pertemuan mempunyai jumlah aljabar nol. Ini harus ditunjukkan dari diagram jaringan pipa yang bersangkutan.. Buat sebuah tabel untuk menganalisa setiap loop tertutup dalam jaringan yang semi-independent.

3. Hitung head losses pada setiap pipa. 4. Untuk tiap loop, anggap bahwa laju aliran Qo dan head losses (hl) positif untuk aliran yang searah dengan jarum jam dan negatif untuk aliran yang berlawanan arah jarum jam. 5. Hitung jumlah aljabar head losses ( hl) dalam setiap loop. hl 6. Hitung total head losses persatuan laju aliran Qo untuk tiap pipa. Tentukan jumlah besaran hl Qo = nxqo 0,85. Dari defenisi tentang head losses dan arah aliran, setiap suku dalam penjumlahan ini harus bernilai positif. 7. Tentukan koreksi aliran dari tiap loop, menurut [30] dirumuskan sebagai berikut : Δ Q = hl n hl / Qo dimaana : ΔQ = koreksi laju aliran untuk loop hl = jumlah aljabar kerugian head untuk semua pipa dalam loop. n = harga yang bergantung pada persamaan yang digunakan untuk menghitung laju aliran. n = 1,85 bila digunakan persamaan Hazen-Williams. n = bila digunakan persamaan Darcy dan Manning. Koreksi diberikan untuk setiap pipa dalam loop. Sesuai dengan kesepakatan, jika ΔQ bernilai positif ditambahkan ke aliran yang searah jarum jam dan dikurangkan jika berlawanan arah jarum jam. Untuk pipa yang dugunakan secara bersama dengan loop lain, maka koreksi aliran untuk pipa tersebut adalah harga netto dari koreksi untuk kedua loop. 8. Tuliskan aliran yang telah dikoreksi pada diagram jaringan pipa seperti pada langkah 1. Untuk memeriksa koreksi pada langkah 7 perhatikan kontinuitas pada setiap pertemuan pipa. 9. Ulangi langkah 1 sampai 8 sampai koreksi aliran = 0.

Prosedur di atas dapat digambarkan pada sebuah tabel berikut : 1 3 4 5 6 7 No. pipa Panjang pipa (L) Diameter pipa (d) Laju aliran (Qo) Unit head losses (hf) Head Losses (hl) m m m 3 /s m s/m Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Diagram 1 pipa hf 1 x L hl hl Qo hl Qo.10 Pipa yang dipasang pada Pompa dan Turbin Pipa-pipa yang dipasang dengan pompa atau turbin tentunya akan ada energi yang bertambah dan berkurang. Bila pipa dipasangkan dengan pompa maka akan ada penambahan energi sebesar Hp dan bila dipasangkan dengan turbin akan ada pengurangan energi sebesar HT. Untuk menyelesaikan persoalan di atas digunakan persamaan Bernoulli. 1. Pipa yang dipasang dengan pompa. Pompa termasuk ke dalam kelompok mesin kerja yaitu mesin fluida yang berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi fluida. Head pompa adalah energi yang harus ditambahkan pompa ke dalam fluida untuk memindahkan fluida tersebut dari tempat yang memiliki head rendah ke tempat dengan head yang tinggi. Head yang dibutuhkan tersebut, menurut [9] dirumuskan sebagai : P1 γ V1 P V + + Z1 + Hp = + + Z g γ g + H L atau : P P1 V V1 Hp = + + ( Z Z1) + γ g H L dimana : P P 1 γ adalah perbedaan head tekanan

V V g 1 adalah perbedaan head kecepatan Z - Z 1 adalah perbedaan head statis H L adalah head losses total Untuk menghitung besarnya daya yang dibutuhkan pompa, menurut [9] adalah sebagai berikut : P = γ. Q. Hp dimana : P = daya pompa (Watt) γ = Berat jenis fluida (N/m 3 ) Q = Laju aliran fluida (m 3 /s) Hp = Head pompa (m). Pipa yang dipasang dengan turbin. Turbin merupakan salah satu mesin tenaga yaitu mesin fluida yang berfungsi untuk mengubah energi fluida menjadi energi mekanik poros. Head turbin adalah energi yang dipindahkan fluida untuk menghasilkan energi mekanik poros turbin. Head yang dibutuhkan tersebut, menurut [30] dirumuskan sebagai : P1 γ V1 P V + + Z1 HT = + + Z + H L g γ g atau : H T P1 P V1 V = + + ( Z1 Z) H γ g L dimana : P1 P γ V 1 V g adalah perbedaan head tekanan adalah perbedaan head kecepatan Z 1 - Z adalah perbedaan head statis H L adalah head losses total Untuk menghitung besarnya daya yang dibutuhkan turbin, menurut [31] adalah sebagai berikut : P = γ. Q. HT dimana : P = daya turbin (Watt) γ = Berat jenis fluida (N/m 3 ) Q = Laju aliran fluida (m 3 /s) HT = Head turbin (m)

BAB III PERENCANAAN PIPA PADA SISTEM JARINGAN PIPA 3.1 Jumlah Pemakaian Air Dalam merencanakan suatu sistem jaringan pipa yang dipergunakan untuk mendistribusikan air bersih pada perumahan, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu kebutuhan air secara keseluruhan yang meliputi kebutuhan perumahan itu sendiri dan fasilitas lainnya. Dalam hal ini perumahan yang direncanakan terdiri dari 1983 kepala keluarga dan fasilitas penunjang lainnya. 3.1.1 Kebutuhan air bersih pada perumahan Adapun jumlah anggota keluarga setiap rumah berkisar antara 4 8 orang. Dalam perencanaan ini diasumsikan setiap rumah berjumlah 6 orang yang terdiri dari 1 ayah, 1 ibu dan 4 anak. Dari hasil survey diperoleh jumlah rumah yang terdapat pada Kota Lubukpakam = 1983 rumah sehingga jumlah penduduk yang terdapat pada perumahan adalah 1983 x 6 orang = 11898 orang. Tabel 3.1 Pemakaian air rata-rata untuk rumah tangga. No Jenis gedung Pemakaian air rata-rata sehari (liter) Jangka waktu pemakaian air rata-rata sehari (liter) Perbanding an luas lantai efektif/total Keterangan 1 Perumahan mewah 50 8-10 4-45 Setiap penghuni Rumah biasa 160-50 8-10 50-53 Setiap penghuni Sumber : Perancangan dan Pemeliharaan Sistem Plumbing, Sofyan Noerbambang. Pradnya Paramitha, Jakarta 1996.

Dengan standard kebutuhan air penduduk rata-rata sebesar 50 liter/hari.orang (untuk keperluan rumah tangga) maka kebutuhan air penduduk dapat dihitung dengan cara : Kebutuhan air penduduk = Jumlah penduduk x Kebutuhan air rata-rata = 11898 orang x 50 liter/hari.orang = 974500 liter/hari. = 974,5 m 3 /hari 3.1. Kebutuhan air bersih untuk sekolah. Pada perumahan ini tersedia 17 buah sekolah yang terdiri dari : 1 buah sekolah TK 9 buah SD 3 buah SMP 4 buah SMA. Dari data survey diperoleh jumlah siswa dan kebutuhan air untuk ketiga sekolah tersebut, yaitu : 1. Sekolah TK Jumlah siswa dan guru = 60 orang Jumlah sekolah = 1 buah Kebutuhan air rata-rata per hari = 40 liter/hari.orang Kebutuhan air = 60 orang x 40 liter/hari.orang = 400 liter/hari. =.4 m 3 /hari. Sekolah SD Jumlah siswa dan guru Jumlah sekolah Kebutuhan air rata-rata per hari Kebutuhan air = 400 orang = 9 buah = 40 liter/hari.orang = 400 orang x 9 x 40 liter/hari.orang = 144000 liter/hari. = 144 m 3 /hari

3. Sekolah SMP Jumlah siswa dan guru Kebutuhan air rata-rata per hari Kebutuhan air 4. Sekolah SMA Jumlah siswa dan guru Kebutuhan air rata-rata per hari Kebutuhan air = 500 orang = 50 liter/hari.orang = 500 orang x 3 x 50 liter/hari.orang = 75000 liter/hari. = 75 m 3 /hari = 500 orang = 50 liter/hari.orang = 500 orang x 4 x 50 liter/hari.orang = 100000 liter/hari. = 100 m 3 /hari 346,4 m 3 /hari. Diperoleh jumlah kebutuhan air total untuk seluruh sekolah tersebut adalah 3.1.3 Kebutuhan air bersih untuk rumah ibadah 1. Mesjid Jumlah rata-rata jemaat per hari = 500 orang Jumlah gedung = 7 buah Kebutuhan air perhari = 500 orang x 7 x 10 liter/hari.orang = 35000 liter/hari = 35 m 3 /hari. Gereja Jumlah rata-rata umat = 500 orang Jumlah gedung = 6 buah Kebutuhan air per hari = 500 orang x 6 x 10 liter/hari.orang = 30000 liter/hari = 30 m 3 /hari Dengan kebiasaan umum ibadah di gereja dilakukan pada hari Minggu maka kapasitas penggunaan air untuk gereja diasumsikan dapat ditutupi oleh besarnya kapasitas yang tidak dipergunakan oleh sektor sekolah yang libur pada hari tersebut. Sehingga, diperoleh keperluan air untuk rumah ibadah = 30.000 liter/hari.

3.1.4 Kebutuhan air bersih untuk Balai Kesehatan (PUSKESMAS) Sebagai tempat pertolongan pertama dan sarana informasi kesehatan khususnya untuk pasien yang berobat jalan pada perumahan, dibangun sebuah balai kesehatan. Pemakaian air bersih diambil rata-rata 500 liter/hari. 3.1.5 Kebutuhan air bersih untuk Rumah Sakit Umum Sebagai tempat perawatan inap bagi pasien dan sarana informasi kesehatan.di lingkungan ini terdapat RSU dengan pemakaian air bersih diambil rata-rata 4000 liter/hari.rsu. Jadi, total pemakaian air bersih untuk kedua RSU adalah 8000liter/hari. RSU. 3.1.6 Kebutuhan air bersih untuk Perkantoran. Pada kawasan kota ini terdapat 16 kantor swasta dan pemerintah dengan perhitungan kebutuhan air : Jumlah pegawai = 1 orang. Pemakaian air rata-rata per hari = 100 liter/hari.orang Kebutuhan air per hari = 1 orang x 16 x 100 liter/hari.orang = 1900 liter/hari. = 19, m 3 /hari. 3.1.7 Kebutuhan air bersih untuk Department Store dan Pusat Pasar Pada kota ini terdapat 1 pusat perbelanjaan dan pusat pasar yang lokasinya berdekatan. Dari data survey jumlah pengunjung setiap harinya 500 orang dengan pemakaian air bersih 0 lt/hari.orang. Kebutuhan air bersih = 500 orang x 0 lt/hari.orang = 10000 lt/hari. = 10 m 3 /hari. 3.1.8 Kebutuhan air bersih untuk fasilitas lainnya. a. Kebutuhan air bersih untuk Taman Bermain Di lokasi ini terdapat 1 taman umum.dari data survey pemakaian air bersih setiap harinya adalah 600 lt. Kebutuhan air per hari = 600 liter/hari = = 0.6 m 3 /hari

b. Kebutuhan air bersih untuk Lapangan Olah Raga. Di lokasi ini terdapat 1 lapangan olah raga. Dari data survey pengunjung diperkirakan setiap harinya 40 orang dan pemakaian air bersih per hari nya setiap orang 0 lt. Kebutuhan air per hari = 40 orang x 0 lt/hari = 800 liter/hari = 0,8 m 3 /hari c. Kebutuhan air untuk Wisma Adat Di lokasi ini terdapat wisma adat. Dari data survey wisma ini mampu menampung pengunjung 500 orang dan pemakaian air bersih per orang 0 lt. Kebutuhan air per hari = 500 orang x x 0 lt/hari. = 0000 lt/hari = 0 m 3 /hari Sehingga total keperluan air bersih pada Kota Lubukpakam adalah : Q = 974,5 m 3 3 3 3 3 total /hari +,4 m /hari + 144 m /hari + 75 m /hari + 100 m /hari + 35 m 3 3 3 3 3 /hari + 30 m /hari + 0,5 m /hari + 8 m /hari + 19, m /hari + 10 3 3 3 3 m /hari + 0.6 m /hari + 0.8 m /hari + 0 m /hari = 340 m 3 /hari 3. Kapasitas Aliran Fluida Keluar Jaringan Pipa Kapasitas aliran fluida yang keluar dari jaringan pipa yaitu berdasarkan jumlah pelanggan yang akan dilayani guna memenuhi kebutuhan air bersih. Untuk mempermudah dalam penganalisaan selanjutnya, maka pipa yang digunakan untuk mengalirkan air ke masing- masing pelanggan di buat menjadi satu. Akan tetapi kapasitas aliran air yang keluar adalah penjumlahan dari kebutuhan air per pelanggan. Gambar susunan dan jumlah perumahan terlampir.

QA QA Q1 Q Q3 Q1 + Q + Q3 QB QB Gambar 3.1. Kapasitas aliran keluar dari Jaringan pipa Besar kapasitas aliran keluar dari jaringan pipa adalah : = ( Jumlah rumah yang dilayani x kebutuhan air bersih setiap rumah ) + Fasilitas umum yang dilayani. Besar kapasitas aliran keluar dari jaringan pipa setelah dilebihkan 10% adalah: = Besar kapasitas aliran keluar dari jaringan pipa + (10% x Besar kapasitas aliran keluar dari jaringan pipa) Dari hasil survey, diperoleh bahwa untuk kapasitas total aktual, maka kapasitas total tersebut harus ditambahkan sebesar 10-0%, hal ini dilakukan untuk mengatasi losses yang terjadi selama pendistribusian air. Dalam perencanaan ini diambil faktor koreksi sebesar 10% sehingga kapasitas total air bersih yang masuk Kota Lubukpakam sebesar : = 10% (340 m 3 3 /hari) + 340 m /hari = 34m 3 3 /hari + 340 m /hari = 376 m 3 /hari = 0,043541667 m 3 /s = 156,75 m 3 /jam.

Hasil analisa besar kapasitas aliran yang keluar dari jaringan pipa adalah sebagai berikut : JUMLAH YANG DILAYANI PEMAKAIAN NORMAL DILEBIHKAN 10 % RUMAH FASILITAS m3/hari m3/hari m3/sekon BLOK A 78 GEREJA = 1 1 134. 0.00155341 BLOK B 89 GEREJA = 1 138.5 15.35 0.001763310 BLOK C 16 MESJID = 1 194 13.4 0.00469907 GEREJA = 1 5 5.5 0.000063657 KANTOR = 3 3.6 3.96 0.000045833 RSU = 1 4 4.4 0.00005096 BLOK D 46 69 75.9 0.00087847 BLOK E 94 GEREJA = 1 146 160.6 0.001858796 BLOK F 5 MESJID = 1 83 91.3 0.001056713 SD = 1 16 17.6 0.00003704 TK = 1.4.64 0.000030556 BLOK G 98 KANTOR = 149.4 164.34 0.00190083 WISMA = 1 10 11 0.00017315 SMA = 1 5 7.5 0.00031887 SMP =1 5 7.5 0.00031887 SD = 1 16 17.6 0.00003704 BLOK H SMP =1 5 7.5 0.00031887 SD = 4 64 70.4 0.000814815 BLOK I 16 MESJID = 1 194 13.4 0.00469907 BLOK J 97 145.5 160.05 0.00185431 BLOK K 58 GEREJA = 1 9 101. 0.00117196 KANTOR = 1 1. 1.3 0.00001578 BLOK L 96 144 158.4 0.001833333 BLOK M LAP.OLAH RAGA=1 0.8 0.88 0.000010185 TAMAN =1 0.6 0.66 0.000007639 MESJID = 1 5 5.5 0.000063657 BLOK N 58 87 95.7 0.001107639 BLOK O 49 73.5 80.85 0.000935764 BLOK P 105 157.5 173.5 0.0000508 BLOK Q 135 MESJID = 1 07.5 8.5 0.0064178 RSU = 1 4 4.4 0.00005096 KANTOR =.4.64 0.000030556 BLOK R 89 WISMA = 1 143.5 157.85 0.00186968 KANTOR =.4.64 0.000030556 BLOK S 19 8.5 31.35 0.00036847 BLOK T DEPT.STORE = 1 5 5.5 0.000063657 PSR.TRADISIONAL=1 5 5.5 0.000063657 BLOK U 18 7 9.7 0.000343750 BLOK V 1 31.5 34.65 0.00040104 BLOK W 75 KANTOR = 114.9 16.39 0.00146847 BLOK X 71 KANTOR = 1 107.7 118.47 0.001371181 BLOK Y 4 36 39.6 0.000458333

BLOK Z 58 87 95.7 0.001107639 BLOK AA 15.5 4.75 0.00086458 BLOK BB 17 SMA = 1 50.5 55.55 0.00064940 SMP =1 5 7.5 0.00031887 SD =1 16 17.6 0.00003704 BLOK CC 48 MESJID = 1 77 84.7 0.00098034 BLOK DD 8 MESJID = 1 18 140.8 0.00169630 PUSKESMAS =1 0.5 0.55 0.000006366 KANTOR = 3 3.6 3.96 0.000045833 SD = 3 35. 0.000407407 BLOK EE 1 18 19.8 0.0009167 BLOK FF 58 87 95.7 0.001107639 BLOK GG 18 7 9.7 0.000343750 BLOK HH 17 GEREJA = 1 30.5 33.55 0.000388310 SMA = 1 5 7.5 0.00031887 BLOK II 4 36 39.6 0.000458333 BLOK JJ 10 SMA = 1 40 44 0.00050959 TOTAL 1983 340 376 0.043541667 Tabel 3. Pemakaian air pada tiap-tiap blok kota. Dengan jumlah kapasitas sebesar 156.75 m 3 /jam, akan di distribusikan melalui suatu sistem jaringan pipa. Dalam merencanakan suatu jaringan pipa untuk penditribusian air bersih hal yang penting dilakukan terlebih dahulu adalah menentukan besarnya kapasitas aliran fluida yang mengalir pada masing-masing pipa dan besarnya kapasitas aliran fluida yang keluar dari jaringan pipa tersebut dengan cara menaksir. Metode ini dikenal dengan nama metode Hardy-Cross. Adapun pendistribusian aliran dapat dilihat pada gambar berikut :

Dari gambar 3.3 di atas dapat diketahui bahwa besarnya kapasitas fluida yang masuk ke dalam jaringan pipa sama dengan jumlah kapasitas fluida yang keluar dari jaringan pipa tersebut. 3.3 Pemilihan Jenis Pipa Pemakaian pipa pada instalasi plumbing ada dua macam, yaitu pipa yang terbuat dari logam dan pipa yang terbuat dari PVC. Bahan PVC untuk pipa plumbing merupakan terobosan inovatif yang hebat dan sangat efisien dari segi biaya. Adapun keunggulan yang dimiliki pipa PVC dibandingkan pipa jenis lain ialah 1. Kelenturan yang tinggi (kekuatan tarik MPa dan kelenturan 400%). Memiliki kemampuan untuk menahan beban kejut (impact strenght) yang tinggi. Tahan terhadap temperatur yang rendah.. Ringan (mengapung di air), dengan massa jenis (density) 0,94 kg/m 3 sehingga mudah untuk handling dan transportasi. Mudah dan cepat pada penyambungan dan pemasangan. Tahan karat serta tahan abrasive 3. Permukaannya halus sehingga pengaruh kehilangan tekanannya sangat kecil Tidak mengandung zat-zat beracun sehingga direkomendasikan sangat aman untuk sistem distribusi air minum (environmental technology) Usia pipa (life time) dapat mencapai 50 tahun. Satu-satunya kelemahan pipa PVC ialah rawan bocor apabila sistem pengelemannya kurang rapi. Meski demikian, pipa PVC merupakan alternatif yang paling banyak dipakai masyarakat luas saat ini. Soal harga tergantung pada ketebalan pipa yang jadi pilihan. Ukuran pipa yang digunakan pada perencanaan ini adalah pipa PVC dengan diameter inci, 3 inci, 4 inci dan 6 inci. Penentuan diameter pipa diperoleh dari data hasil survey. 3.4 Analisa Kapasitas Aliran Fluida Setelah menentukan besarnya kapasitas aliran fluida yang mengalir di dalam pipa-pipa pada suatu jaringan pipa dengan cara menaksirnya, maka persoalan di atas belum dapat dianggap selesai dengan begitu saja. Langkah selanjutnya ialah dengan

mencari harga kerugian head perpanjang pipa untuk memperoleh kesetimbangan aliran fluida pada setiap pipa. Head losses (kerugian head) yang terjadi sepanjang pipa dapat ditentukan dengan cara, yaitu : 1. Dengan rumus empiris. Menurut [16], yaitu : 10,666Q = 1,85 C d 1,85 hf 4, 85 L Untuk pipa no. 1 pada loop I, diperoleh : Q = laju aliran (ditaksir) = 0,01399641 m 3 /s. C = Koefisien kekasaran pipa Hazen Williams = 140 (untuk pipa PVC) d = diameter pipa = 0,154 m (6 in) L = panjang pipa = 45 m (dari data site plan hasil survey) Sehingga diperoleh : 3 1,85 10,666 x (0,01399641 m / s) hf = x 45m 1,85 4,85 (140) x (0,154) = 0,175195 m. Dengan menggunakan Diagram Pipa. Diagram pipa Hazen-Williams juga dapat digunakan untuk menentukan besarnya kerugian head sepanjang pipa. Pada literatur hanya terdapat diagram pipa untuk nilai C = 100, 110, 10, dan 130. Sehingga, nilai kapasitas pada aliran harus dikonversi terlebih dahulu karena untuk pipa PVC nilai C = 140. Q C = 140 C C = 140 Q C = 10 C C = 10

Q Q Q C= 140 C= 10 C= 10 C = C C = C C= 140 C= 10 C = 10 C= 140 x Q C= 140 10 = x 0,01399641 140 3 = 0,011996693 m s 0,1 Log 0,1 = -1 160 Log 160 =.041 Discgarge (m3/s) 36 0,011996693 Log 0,011996693 = -1,90938455 Diameter (mm) 5 y 140 Log 140 =.1461 x 0,01 Log 0,01 = - 15.4 Log 15.4 =.1898 0,001 Log 0,001 = -3 1,5 36 0,01 Log 0,01 = - Unit head loss (m/m ) Gambar 3.4 Perhitungan Head Losses dengan Diagram Pipa 36 x 1 ( 1,90938455) = 36 + 0 1 ( ) ( 36 x) = 36( 0,90938455) x = 36 33,15378437 mm x,8 mm,041,1839 5 y =,041,1461 5 0 5 y = 1,8 y = 3,189 y 3, 36 1,5 log hf = 36 0 ( 3) loghf = 0,40778 hf = invlog,407778 = 0,003955689

Sehingga head loss sepanjang pipa No. 1 Loop 1 adalah : hl = hf x L = 0,003955689 x 45 m = 0,178006038 m Dari perhitungan secara rumus empiris dan grafik di atas dapat dilihat bahwa kedua nilainya tidak jauh berbeda. Penentuan head loss sepanjang pipa dengan metode grafik harus dikoreksi lebih lanjut dikarenakan penggunaan dan pembacaan alat ukur. Sehingga untuk memudahkan penentuan losses sepajang pipa dilakukan dengan rumus empiris. Perhitungan besar kapasitas dengan menggunakan metode Hardy Cross, meliputi perhitungan koreksi kapasitas untuk masing-masing loop, seperti diuraikan pada perhitungan berikut. Tabel 3.3 Iterasi perhitungan untuk mencari koreksi kapasitas dan kapasitas sebenarnya. Iterasi 1 Gambar 3.5 Loop 1 Iterasi 1 Loop 1 ( BLOK A ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 1 45 0.154 0.01399614 0.003893167 0.1751953 1.51701001 91 0.154-0.079984-0.014034875-1.7717361 45.65916468 3 93 0.154 0.00354954 0.000307568 0.0860389 8.05911015 4 46 0.154-0.00874991-0.00163067-0.074997 8.577416159-1.14836953 74.779643754

Gambar 3.6 Loop Iterasi 1 Loop ( BLOK B ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 4 137 0.154 0.00874991 0.00163067 0.3346550 5.54578908 5 167 0.1016 0.0051675 0.00448148 0.748398479 143.461363071 6 59 0.154-0.017485983-0.005877115-0.346749809 19.83015807 7 79 0.154-0.004951886-0.00056956-0.0449958 9.085937749 0.5800069 197.9341936 Gambar 3.7 Loop 3 Loop 3 ( BLOK C ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 7 46 0.154 0.004951886 0.00056956 0.06198181 5.90546031 8 180 0.154-0.009903773-0.00053141-0.369565466 37.31563655 9 40 0.154-0.009903773-0.00053141-0.0815659 8.936081 10 113 0.154 0.0019410 0.00019041 0.014581611 6.570039409 11 115 0.154 0.004438819 0.00046519 0.053497098 1.05101613-0.35741436 69.5067150

Gambar 3.8 Loop 4 Loop 4 ( BLOK D ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 3 93 0.154-0.00354954-0.000307568-0.0860389 8.05911015 3 44 0.1016-0.0051675-0.00448148-0.19718833 37.79803444 4 100 0.1016 0.00354954 0.00197778 0.19777803 61.95815-0.006008858 107.779566384 Gambar 3.9 Loop 5 Loop 5 ( BLOK E ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 5 85 0.1016-0.0051675-0.00448148-0.3809138 73.01956653 1 38 0.1016-0.004438819-0.00334107-0.16316064 8.45713339 8 0.1016 0.003456774 0.00093011 0.1716690 49.649447606 3 44 0.1016 0.0051675 0.00448148 0.19718833 37.79803444-0.13847693 188.9404094

Gambar 3.10 Loop 6 Loop 6 ( BLOK F ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 11 115 0.154-0.004438819-0.00046519-0.053497098 1.05101613 1 38 0.1016 0.004438819 0.00334107 0.16316064 8.45713339 13 0 0.1016-0.0019410-0.000908-0.018441646 8.3095588 15 18 0.1016 0.00167755 0.00054910 0.009885783 5.89404894 16 45 0.1016 0.000544153 0.000068441 0.00307989 5.659859068 1 0.1016 0.003354510 0.001979904 0.043557879 1.984870953 0.11090081 73.35745649 Gambar 3.11 Loop 7 Loop 7 ( BLOK H ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 15 18 0.1016-0.00167755-0.00054910-0.009885783 5.89404894 16 45 0.1016-0.000544153-0.000068441-0.00307989 5.659859068 17 15 0.1016-0.00763563-0.001383403-0.00751038 7.508798549 18 18 0.1016-0.00763563-0.001383403-0.0490145 9.01055858 19 3 0.1016-0.006473650-0.0066818-0.1379989 33.06080963 0 9 0.1016 0.00167755 0.00054910 0.01597094 9.49598996-0.56490090 70.5955078

Gambar 3.1 Loop 8 Loop 8 ( BLOK G ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 10 113 0.154-0.0019410-0.00019041-0.014581611 6.570039409 13 0 0.1016 0.0019410 0.000908 0.018441646 8.3095588 14 39 0.154-0.00953507-0.001810733-0.07061858 7.63154790 17 15 0.1016 0.00763563 0.001383403 0.00751038 7.508798549 18 18 0.1016 0.00763563 0.001383403 0.0490145 9.01055858 9 9 0.1016-0.003710087-0.00385563-0.1947175 59.15541973-0.40578016 98.18561973 Gambar 3. 13 Loop 9 Loop 9 ( BLOK I ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 4 100 0.1016-0.00354954-0.00197778-0.19777803 61.95815 5 111 0.154 0.00354954 0.000307568 0.034140054 9.618937891 6 34 0.1016-0.003456774-0.00093011-0.07116381 0.58635634 34 4 0.1016-0.001174568-0.000841-0.00681898 5.805477036 38 103 0.1016-0.00058784-0.000078813-0.008117767 13.855777-0.7173685 111.755581344

Gambar 3.14 Loop 10 Loop 10 ( BLOK J ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 8 0.1016-0.003456774-0.00093011-0.1716690 49.649447606 6 34 0.1016 0.003456774 0.00093011 0.07116381 0.58635634 7 34 0.1016-0.003354510-0.001979904-0.06731673 0.06757837 33 78 0.1016 0.001174568 0.000841 0.0161515 18.867800367-0.145619747 109.17113134 Gambar 3.15 Loop 11 Loop 11 ( BLOK K ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 0 9 0.1016-0.00167755-0.00054910-0.01597094 9.49598996 1 0.1016-0.003354510-0.001979904-0.043557879 1.984870953 7 34 0.1016 0.003354510 0.001979904 0.06731673 0.06757837 8 34 0.0508-0.008150905-0.9509136-10.033106307 130.919303707 3 101 0.0508 0.001796657 0.017988141 1.816809 1011.1618351-8.084739 84.68049844

Gambar 3. 16 Loop 1 Loop 1 ( BLOK L ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 19 3 0.1016 0.006473650 0.0066818 0.1379989 33.06080963 8 34 0.1016 0.008150905 0.0103011 0.347888390 4.6809556 9 9 0.1016 0.003710087 0.00385563 0.1947175 59.15541973 30 36 0.154-0.003710087-0.000333848-0.0101851 3.3941511 31 11 0.1016 0.004973781 0.00410991 0.496461893 99.8157978 1.656081 37.917660638 Gambar 3.17 Loop 13 Loop 13 ( BLOK N ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 33 78 0.1016-0.001174568-0.000841-0.0161515 18.867800367 34 4 0.1016 0.001174568 0.000841 0.00681898 5.805477036 35 4 0.1016-0.001796657-0.000637-0.014969319 8.3317661 39 77 0.076 0.00058784 0.00031809 0.04493054 41.705638186-0.00581885 74.710677850

Gambar 3.18 Loop 14 Loop 14 ( BLOK O ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 3 101 0.1016-0.001796657-0.000637-0.06995884 35.0683847 35 4 0.1016 0.001796657 0.000637 0.014969319 8.3317661 36 4 0.1016-0.004973781-0.00410991-0.098471781 19.798173764 41 3 0.1016 0.001010547 0.00015110 0.00494751 4.89588384 43 7 0.1016-0.00486891-0.001138139-0.03079747 1.3566993-0.178057 80.445345007 Gambar 3.19 Loop 15 Loop 15 ( BLOK P ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 31 11 0.1016-0.004973781-0.00410991-0.496461893 99.8157978 36 4 0.1016 0.004973781 0.00410991 0.098471781 19.798173764 37 4 0.154-0.006678660-0.000990519-0.0377460 3.559465596 44 37 0.1016 0.00486891 0.001138139 0.04111135 16.93344994 46 40 0.1016 0.001071570 0.00039755 0.00959013 8.949683677 48 40 0.1016-0.001577763-0.000490464-0.019618576 1.43445461-0.389679803 161.4907861

Gambar 3.0 Loop 16 Loop 16 ( BLOK CC ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 67 30 0.076 0.0004533 0.003199317 0.095979508 46.98398100 68 60 0.076-0.0004533-0.003199317-0.191959017 93.85679600 69 60 0.076-0.001064909-0.000956558-0.057393469 53.895186061 70 30 0.076-0.0004533-0.003199317-0.095979508 46.98398100-0.4935486 41.608778460 Gambar 3.1 Loop 17 Loop 17 ( BLOK R ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 38 103 0.1016 0.00058784 0.000078813 0.008117767 13.855777 39 77 0.076-0.00058784-0.00031809-0.04493054 41.705638186 40 1 0.076-0.001010547-0.000868186-0.01831901 18.041616068 61 180 0.076-0.000653188-0.00038761-0.069706981 106.718097751 6 19 0.1016 0.0079015 0.000968417 0.01839998 8.07363175-0.08591441 188.36154103

Gambar 3. Loop 18 Loop 18 ( BLOK S ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 40 1 0.076 0.001010547 0.000868186 0.01831901 18.041616068 41 3 0.1016-0.001010547-0.00015110-0.00494751 4.89588384 4 0 0.076-0.00337013-0.008059865-0.16119791 47.831784 59 5 0.076-0.000754161-0.00050533-0.0163083 16.748178098-0.160543733 87.5169563 Gambar 3.3 Loop 19 Loop 19 ( BLOK T ) Pipa Panjang (L) Diameter(d) Laju aliran (Qo) Unit head loss Head Loss(hl) hl / Q no (m) (m) (m3/s) hf (m) Ditentukan Diketahui Diketahui Ditaksir Rumus Empiris hf x L 4 0 0.076 0.00337013 0.008059865 0.16119791 47.831784 43 7 0.1016 0.00486891 0.001138139 0.03079747 1.3566993 44 37 0.1016-0.00486891-0.001138139-0.04111135 16.93344994 45 0.1016-0.001071570-0.00039755-0.00574617 4.9360 57 111 0.1016 0.000754161 0.00015181 0.01389510 18.4458309 0.158436388 100.46814563