laporan pak yeri( terakhir)
Post on 18-Feb-2018
233 Views
Preview:
TRANSCRIPT
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 1/17
Rangkaian Perpipaan Air di Jurusan
Managemen Informatika ( MI )
I. Tujuan
1. Untuk mengetahui aliran pipa jurusan Managemen Informatika
2. Untuk mengetahui daya pompa yang digunakan
3. Untuk mengetahui besar kerugian aliran pada pipa
II. Tempat Penelitian
Lokasi :
Gedung kuliah ! Managemen Informatika " #oliteknik $egeri %ri&ijaya
#alembang
III. Dasar Teori
A. Konsep Dasar
'luida dapat didefinisikan sebagai (at yang berubah bentuk se)ara
kontinyu bila terkena tegangan geser. 'luida mempunyai molekul yang terpisah
jauh* gaya antar molekul ke)il daripada benda padat dan molekul+molekulnya
lebih bebas bergerak* dengan demikian fluida lebih mudah terdeformasi.
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 2/17
Untuk aliran fluida dalam pipa khususnya untuk air terdapat kondisi yang
harus diperhatikan dan menjadi prinsip utama* kondisi fluida tersebut adalah fluida
merupakan fluida inkompresibel* fluida dalam keadaan steady dan seragam.
B. Jenis Aliran luida
,liran fluida dapat dibedakan atas 3 jenis yaitu aliran laminar * aliran
transisi dan aliran turbulen. -ika air mengalir melalui sebuah pipa berdiameter d
dengan ke)epatan rata+rata maka dapat diketahui jenis aliran yang terjadi.
/erdasarkan eksperimen tersebut maka didapatkan bilangan reynold dimana
bilangan ini tergantung pada ke)epatan fluida* kerapatan* 0iskositas* dan diameter.
,liran dikatakan laminar jika partikel+partikel fluida yang bergerak teratur
mengikuti lintasan yang sejajar pipa dan bergerak dengan ke)epatan sama. ,liran
ini terjadi apabila ke)epatan ke)il atau kekentalan besar. ,liran disebut turbulen
jika tiap partikel fluida bergerak mengikuti lintasan sembarang di sepanjang pipa
dan hanya gerakan rata+rata saja yang mengikuti sumbu pipa. ,liran ini terjadi
apabila ke)epatan besar dan kekentalan (at )air ke)il.
#engaruh kekentalan sangat besar sehingga dapat meredam gangguan yang
dapat menyebabkan aliran menjadi turbulen. engan berkurangnya kekentalan
dan bertambahnya ke)epatan aliran maka daya redam terhadap gangguan akan
berkurang* yang sampai pada batas tertentu akan menyebabkan terjadinya
perubahan aliran dari laminar menjadi turbulen.
oefisien gesekan untuk pipa silindris merupakan fungsi dari bilangan
eynold !e". alam menganalisa aliran di dalam saluran tertutup* sangatlah
penting untuk mengetahui type aliran yang mengalir dalam pipa tersebut. Untuk
itu harus dihitung besarnya bilangan eynold dengan mengetahui parameter+
parameter yang diketahui besarnya.
/ilangan eynold !e" dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
ℜ= ρ d v
µ
dimana:
4 5 massa jenis fluida !kg6m3"
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 3/17
d 5 diameter dalam pipa !m"
0 5 ke)epatan aliran fluida !m6s"
7 5 0iskositas dinamik fluida !#a.s"
arena 0iskositas dinamik dibagi dengan massa jenis fluida merupakan
0iskositas kinematik !0" maka bilangan eynold dapat juga dinyatakan:
v=µ
ρ sehinggaℜ=
d v
µ
Menurut 8rianto !199"* berdasarkan per)obaan aliran didalam pipa*
eynolds menetapkan bah&a untuk angka eynolds diba&ah 2;;;* gangguan
aliran dapat diredam oleh kekentalan (at )air maka disebut aliran laminar. ,liran
akan menjadi turbulen apabila angka eynolds lebih besar dari <;;;. ,pabila
angka eynolds berada di antara kedua nilai tersebut !2;;; = e = <;;;" disebut
aliran transisi.
!. Ke"epatan dan Kapasitas Aliran luida
#enentuan ke)epatan disejumlah titik pada suatu penampang
memungkinkan untuk membantu dalam menentukan besarnya kapasitas aliran
sehingga pengukuran ke)epatan merupakan fase yang sangat penting dalam
menganalisa suatu aliran fluida. e)epatan dapat diperoleh dengan melakukan
pengukuran terhadap &aktu yang dibutuhkan suatu partikel yang dikenali untuk
bergerak sepanjang jarak yang ditentukan.
/esarnya ke)epatan aliran fluida pada suatu pipa mendekati nol pada
dinding pipa dan men)apai maksimum pada tengah > tengah pipa. e)epatan
biasanya sudah )ukup untuk menempatkan kekeliruan yang tidak serius dalam
masalah aliran fluida sehingga penggunaan ke)epatan sesungguhnya adalah pada
penampang aliran. /entuk ke)epatan yang digunakan pada aliran fluida umumnya
menunjukkan ke)epatan yang sebenarnya jika tidak ada keterangan lain yang
disebutkan.
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 4/17
/esarnya ke)epatan akan mempengaruhi besarnya fluida yang mengalir
dalam suatu pipa. -umlah dari aliran fluida mungkin dinyatakan sebagai 0olume*
berat atau massa fluida dengan masing > masing laju aliran ditunjukkan sebagai
laju aliran 0olume ! m36s "* laju aliran berat ! $6s " dan laju aliran massa ! kg6s".
apasitas aliran ! ? " untuk fluida yang inkompresible yaitu :
# $ A . %dimana:
? 5 laju aliran 0olume !m36s "
, 5 luas penampang aliran ! m2 "
0 5 ke)epatan aliran fluida ! m6s "
Laju aliran berat fluida ! @ " dirumuskan sebagai :
& $γ
. A . %
dimana :
@ 5 laju aliran fluida ! $6s "γ
5 berat jenis fluida ! $ 6m3
"
Laju aliran massa ! M " dinyatakan sebagai :
M $ ρ
. A . %
dimana :
M 5 laju aliran massa fluida ! kg6s " ρ 5 massa jenis fluida ! kg6m3 "
D. Metode Pendisti'usian Air
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 5/17
1. %istem Gra0itasi
Metode pendistribusian dengan sistem gra0itasi bergantung pada
topografi sumber air yang ada dan daerah pendistribusiannya. /iasanya
sumber air ditempatkan pada daerah yang tinggi dari daerah distribusinya. ,ir
yang didistribusikan dapat mengalir dengan sendirinya tanpa pompa. ,dapun
keuntungan dengan sistem ini yaitu energi yang dipakai tidak membutuhkan
biaya* sistem pemeliharaan yang murah.
2. %istem #emompaan
Metode ini menggunakan pompa dalam mendistribusikan air menuju
daerah didtribusi. #ompa langsung dihubungkan dengan pipa yang menangani
pendistribusian. alam pengoperasiannya pompa terjad&al utnuk beroperasi
sehingga dapat menghemat pemakaian energi. euntungan dari metode ini
yaitu tekanan pada daerah distribusi dapat terjaga.
3. %istem Gabungan eduanya
Metode ini merupakan gabungan antara metode gra0itasi dan
pemopaan yang biasanya digunakan untuk daerah distribusi yang berbukit+
bukit.
. Persamaan Bernouli
#enurunan persamaan /ernoulli untuk aliran sepanjang garis arus didasarkan pada
hukum $e&ton II. #ersamaan ini diturunkan dengan anggapan bah&a:
1. Aat )air adalah ideal* jadi tidak mempunyai kekentalan !kehilangan energi
akibat gesekan adalah nol "
2. Aat )air adalah homogen dan tidak termampatkan !rapat massa (at )air adalah
konstan".
3. ,liran adalah kontiniu dan sepanjang garis arus.
<. e)epatan aliran adalah merata dalam suatu penampang.
B. Gaya yang bekerja hanya gaya berat dan tekanan.
Cnergi 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. Dal ini berlaku selama tidak ada
energi yang ditambahkan ke fluida atau yang diambil dari fluida.
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 6/17
onsep ini dinyatakan ke dalam bentuk persamaan yang disebut dengan
persamaan /ernoulli* yaitu:
. Kerugian ead
Dead losses merupakan suatu fenomena rugi > rugi aliran di dalam sistem
pemipaan. ugi > rugi aliran selalu terjadi pada sistem pemipaan dengan
menggunakan berbagai ma)am fluida* seperti fluida )air dan gas. #ada umumnya*
rugi aliran yang terbesar terjadi pada fluida )air* hal ini dikarenakan sifat
molekulnya yang padat dibandingkan gas dan memiliki gesekan lebih besar
terhadap media yang dilaluinya* terutama jika koefisien gesek media yang dilalui
itu lebih besar* maka gesekan yang terjadi pun akan semakin besar. Dead losses
sangat merugikan dalam aliran fluida di dalam sistem pemipaan* karena head
losses dapat menurunkan tingkat efisiensi aliran fluida.
%alah satu penyebab head losses adalah konstruksi desain dari sistem pemipaan
tersebut. -ika konstruksi memiliki per)abangan yang lebih banyak maka akan
memperbesar rugi alirannya* selain itu aliran yang semula dalam keadaan laminar pada saat melalui pipa lurus yang koefisien geseknya besarakan berubah menjadi
aliran turbulen. ondisi aliran turbulen inilah yang dapat merugikan dalam sistem
pemipaan tersebut* seperti akan menimbulkan getaran dan juga pengelupasan
dinding pipa. %elain itu akibat yang paling mendasar dengan adanya rugi > rugi
aliran ! head losses " ialah dapat menyebabkan besarnya energi yang dibutuhkan
untuk menggerakan aliran fluida yang berdampak meningkatnya penggunaan
listrik pada mesin penggerak fluida seperti pompa. Dead losses ! rugi aliran "
5
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 7/17
sering terjadi pada sistem pemipaan untuk seluruh perusahaan* industri rumah
tangga* dan tempat lainnya yang menggunakan pipa sebagai distribusi aliran
fluida.
*. Kerugian ead Ma+or,liran fluida yang melalui pipa akan selalu mengalami kerugian head.
Dal ini disebabkan oleh gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding
pipa atau perubahan ke)epatan yang dialami oleh aliran fluida !kerugian
ke)il". erugian head akibat gesekan dapat dihitung dengan menggunakan
salah satu dari dua rumus berikut* yaitu:
• #ersamaan ar)y > @eisba)h
h f =f
Lv2
2dg
imana:
hf 5 kerugian head karena gesekan !m"
f 5 faktor gesekan !diperoleh dari diagram Moody"
d 5 diameter dalam pipa !m"
L 5 panjang pipa !m"
0 5 ke)epatan aliran fluida dalam pipa !m6s"
g 5 per)epatan gra0itasi
iagram Moody telah digunakan untuk menyelesaikan
permasalahan aliran fluida di dalam pipa dengan menggunakan faktor
gesekan pipa !f" dari rumus ar)y > @eisba)h. Untuk aliran laminar
dimana bilangan eynold kurang dari 2;;;* faktor gesekan dihubungkan
dengan bilangan eynold* dinyatakan dengan rumus:
f =64
ℜ
Untuk aliran turblen dimana bilangan eynold lebih dari <;;;* faktor
gesekan dihubungkan dengan bilangan eynold* dinyatakan dengan rumus
:
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 8/17
1
√ f 5 2 log (3,7
ε
D )
,. Kerugian ead Minor
Dead losses minor! rugi minor " adalah besar nilai kehilangan energi
aliran fluida di dalam pipa yang disebabkan oleh perubahan luas penampang
jalan aliran* entran)e* fitting dan lain sebagainya.
-enis > jenis head losses:
a. erugian yang disebabkan oleh pembesaran ukuran pipa yang mendadak
hfe 5 eVa
2
2 gc
dimana*
e 5 (1− S A
SB )2
dimana :
hfe 5 rugi gesekan ! ft+lbf6lb atau $+m6gr "
e 5 faktor kesebandingan atau koefisien rugi ekspansi ! eEpansion+
loss )oeffi)ient "
a 5 ke)epatan rata > rata di dalam saluran yang lebih ke)il di bagian
Dulu ! ft6s atau m6s "S A 5 luas penampang pada bagian hulu ! m2 "
SB 5 luas penampang pada bagian hilir ! m2 "
b. erugian yang disebabkan oleh penge)ilan ukuran pipa yang mendadak
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 9/17
hf) 5 ) (Vb2
2gc)
dimana
) 5 ;*<
1−SB
S A
hfe 5 rugi gesekan ! ft+lbf6lb atau $+m6gr " e 5 faktor kesebandingan atau koefisien rugi kontraksi ! )ontra)tion+
loss )oeffi)ient "
b 5 ke)epatan rata > rata di dalam saluran yang lebih ke)il di bagian
Dulu ! ft6s atau m6s "S A 5 luas penampang pada bagian hulu ! m2 "
SB 5 luas penampang pada bagian hilir ! m2 "
). erugian aliran pipa disebabkan oleh fitting atau katub
#ipa > pipa sambung ! fitting " dan katup ! 0al0e " bersifat menghambataliran normal dan menyebabkan gesekan tambahan. #ada pipa yang
pendek > pendek yang mempunyai banyak pipa sambungan* rugi gesek
yang disebabkan oleh pipa sambung mungkin lebih besar dari yang
berasa dari bagian pipa yang lurus. ugi gesek hff yang disebabkan oleh
pipa sambung dapat ditentukan dengan menggunakan rumus :
hff 5 fVa
2
2 gc
dimana:
f 5 faktor rugi pipa sambung
a 5 ke)epatan rata > rata dalam pipa yang menuju pipa sambung
-. Dasar Peren"anaan Pompa
alam peren)anaan pompa untuk memindahkan fluida dari suatu tempat ke
tempat lain dengan head tertentu diperlukan beberapa syarat utama* antara lain:
1. apasitas
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 10/17
apasitas pompa adalah jumlah fluida yang dialirkan oleh pompa per
satuan &aktu. apasitas pompa ini tergantung pada kebutuhan yang harus
dipenuhi sesuai dengan fungsi pompa yang diren)anakan.
2. Dead #ompaDead pompa adalah ketinggian dimana kolom fluida harus naik untuk
memperoleh jumlah yang sama dengan yang dikandung oleh satuan bobot
fluida pada kondisi yang sama.3. %ifat Aat Fair
%ifat+sifat fluida kerja sangat penting untuk diketahui sebelum peren)anaan
pompa. #ada peren)anaan ini* temperatur air dianggap sama dengan temperatur
kamar.
<. Unit #enggerak #ompa
#ada peran)angan ini diren)anakan pompa yang mempunyai konstruksi
kokoh dan dapat menjamin tidak terjadinya kebo)oran sama sekali. Dal ini
diren)anakan dengan meran)ang sistem penggerak pompa dan bagian utama poros
sebagai satu unit kesatuan. Umumnya unit penggerak pompa yang biasanya
dipakai adalah motor bakar* motor listrik dan turbin uap.
/ila pipa dipasangkan dengan pompa maka akan ada penambahan energi
sebesar Dp. Dead pompa itu sendiri merupakan energi yang harus ditambahkan
pompa ke dalam fluida untuk memindahkan fluida tersebut dari tempat yang
memiliki head rendah ke tempat dengan head yang tinggi. Untuk menyelesaikan
persoalan di atas digunakan persamaan /ernoulli* yaitu:
hf Z g
g
gc
v P W Z
g
g
gc
v P B
C
B B
B
B P A
C
A A
A
A+++=+++
.2.
.2
22α
ρ η
α
ρ
Df : otal gesekan yang terjadi selama fluida mengalir dalam pipa dari sumber , ke
keluaran/
Untuk menghitung besarnya daya yang dibutuhkan pompa* adalah sebagai berikut:
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 11/17
N p=γ Q H p
η p
dimana:
$# 5 aya pompa !k@"
γ 5 /erat jenis fluida !k$6m3"
? 5 Laju aliran fluida !m36s"
D p 5 Dead pompa !m"
η p 5 Cfisiensi pompa
I. Pertan+aan1. #enge)ilan dari pipa < in ke pipa 2 in
2. %ambungan dari pipa < in ke pipa < in* elbo& 9; °
3. %ambungan dari pipa < in ke pipa < in* elbo& <B °
<. #enge)ilan dari pipa 2 in ke pipa H in
B. %ambungan dari pipa 2 in ke pipa 2 in* elbo& 9; °
. %ambungan dari pipa H in ke pipa H in* elbo& 9; °
. %ambungan dari pipa H in ke pipa H in* tee
. #anjang pipa < in adalah * pipa yang digunakan #F
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 12/17
9. #anjang pipa 2 in adalah* pipa yang digunakan #F
1;. #anjang pipa H in adalah* pipa yang digunakan #F
. A/A0I1A P/0ITIA/
#ada penelitian kali ini adalah aliran pipa* dimana bertujuan untuk
menghitung total head loss pada aliran pipa di gedung ! Managemen
Informatika " dan menghitung besar daya pompa yang digunakan. #ipa adalah
salauran tertutup yang biasanya berpenampang lngkaran yang digunakan untuk
mengalirkan fluida. imana fluida dapat didefinisikan sebagai (at yang
berubah bentuk se)ara kontinyu bila terkena tegangan geser.
#ada aliran fluida ada beberapa parameter yang mempengaruhi yaitu
diameter pipa* ke)epatan* 0iskositas fluida* massa jenis fluida dan laju aliran
massa.#ada aliran fluida terdapat fenomena yang sering yang terjadi yaitu head
loss. Dead losses merupakan suatu fenomena rugi > rugi aliran di dalam sistem
pemipaan. ugi > rugi aliran selalu terjadi pada sistem pemipaan dengan
menggunakan berbagai ma)am fluida* seperti fluida )air dan gas. #ada
umumnya* rugi aliran yang terbesar terjadi pada fluida )air* hal ini dikarenakan
sifat molekulnya yang padat dibandingkan gas dan memiliki gesekan lebih
besar terhadap media yang dilaluinya* terutama jika koefisien gesek media yang
dilalui itu lebih besar* maka gesekan yang terjadi pun akan semakin besar. Dead
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 13/17
loss ini dapat diakibatkan oleh beberapa hal seperti pembesaran ukuran pipa
se)ara mendadak* penge)ilan ukuran pipa se)ara mendadak dan head loss atau
kerugian yang terjadi akibat fitting ! sambungan " atau katub.
#ada penelitian ini ada beberapa hal yang harus diingat seperti jenis pipa
yang digunakan pada aliran pipa* kekasaran pipa* jenis aliran fluida pada pipa
! apakah turbuken atau laminer " dan berapa banyak fitting ! sambungan " dan
katub yang digunakan serta jenis > jenis dari fitting atau katub yang digunakan.
Untuk pusat penampungan air pada politeknik negeri sri&ijaya berupa menara
dimana letak menara dengan gedung kuliah ! Managemen Informatika " pada
posisi yang sejajar namun terpisah oleh jarak ± 9; > ; meter. Untuk
penelitian ini* jarak antara menara dengan gedung telah diukur dan dibuat
sketsa aliran pipa yang digunakan untuk mengalirkan fluida dari menara ke
gedung kuliah .
I. Kesimpulan
/erdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bah&a :
• Dead loss adalah merupakan suatu fenomena rugi > rugi aliran di dalam
sistem pemipaan.
• Dead loss dapat diakibatkan oleh beberapa hal seperti pembesaran ukuran
pipa se)ara mendadak* penge)ilan ukuran pipa se)ara mendadak dan
sambungan ! fitting " ataupun katub.
• Dead loss total adalah jumlah seluruh total kerugian pada sutu aliran pipa.
imana head loss total adalah hasil jumlah head loss mayor dan head loss
minor.
• Dead loss total pada gedung kuliah ! Managemen Informatika " adalah
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 14/17
0ampiran
abel .<
abel .2
Standar size for schedule 40 steel pipes
Nominal Size, inActual Inside Diameter
in mm
1
8 0.269 6.8
1
4 0.364 9.2
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 15/17
3
8 0.493 12.5
1
2 0.622 15.8
3
4 0.824 20.9
1 1.049 26.6
11
2 1.610 40.9
2 2.067 52.5
21
2 2.469 62.7
3 3.068 77.9
5 5.047 128.2
10 10.02 254.5
( Source :
a!el 8.3
"#ui$alent rou%hness $alues for ne& co''ercial pipes
MaterialRoughness , ε
mm
lass) plastic 0 ( s'ooth *
+oncrete 0)9 , 9
-ood Sta$e 0)5
u!!er ) s'oothed 0.01
+opper or !rass
tu!in%0.0015
+ast iron 0.26
al$anized /ron 0.15-rou%ht /ron 0.046
Stainless steel 0.002
+o''ercial steel 0.045
( Source:
abel 2. oefisien rugi untuk sambungan pipa berulir
%ambungan #ipa f
atub bola* terbuka penuh 1;*;
atub sudut* terbuka penuh B*;
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 16/17
atub gerbang* terbuka penuh
%etengah terbuka
;*2
B*
/engkolan balik 2*2
ee 1*
%iku* 9; °
<B °
;*9
;*<
! %our)e : -..enard* dalam .L.%treeter ! ed "* Jhandbook of fluid
dynami)s*K hal 3+23* M)Gra&+Dill /ook Fompany* $e& ork* 191.
/uku 8 jilid 1
Pipe Material Roug2ness eig2t ( mm )
@rought Iron ;.;<,sbestos )ement ;.;B
#oly ! 0inyl )hloride " ;.;B
%teel ;.;B
,sphalted )ast iron ;.13
Gal0ani(ed iron ;.1B
Fast 6 du)tile iron ;.2B
Fon)rete ;.3 to 3.;
i0eted %teel ;.9 to 9.;
DATAR P31TAKA
7/23/2019 Laporan Pak Yeri( Terakhir)
http://slidepdf.com/reader/full/laporan-pak-yeri-terakhir 17/17
• im penyusun.2;1B.K Mekanika 'luida J. #alembang : #oliteknik $egeri
%ri&ijaya
• -..enard* dalam .L.%treeter ! ed "*K handbbok of fluid
dynami)s*Khal3+23* M)Gra&+Dill /ook Fompany* $e& ork*191. /uku
8 jilid 1
•
top related