perancangan sistem perpipaan air bersiheprints.umm.ac.id/49848/40/pendahuluan.pdfvii perancangan...

PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN AIR BERSIH

DESA JUNREJO DENGAN KAPASITAS 438,6 m3/hari

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin

Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin

Disusun Oleh :

DANANG YEKTI GALIH SALOKO

201210120311092

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

vii

Perancangan Sistem Perpipaan Air Bersih

Desa Junrejo dengan Kapasitas 438,6 m3/hari

Danang Yekti Galih Saloko

a Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Unuversitas Muhammadiyah Malang

Jln. Raya Tlogomas No.246, Malang 65144

Telp.(0341)464318-128 fax. (0341)460782

e-mail: [email protected]

Abstrak

Naskah ini tentang perancangan sistem perpipaan air

bersih bertujuan untuk membantu masyarakat dalam memenuhi

kebutuhan air bersih pada desa Junrejo.

Perancangan ini menggunakan beberapa metode penelitian

yang pertama menganalisa sumber Jeding berupa kondisi

topografi dan mengukur debit yang dihasilkan , kedua meminta

data penduduk Junrejo pada desa setempat, ketiga mengolah

data, keempat merancang sistem instalasi.

Hasil perhitungan dan data yang diperoleh dalam

Perancangan ini adalah sebagai berikut: untuk debit optimal

yang mampu di hasilkan oleh simber Jeding adalah 438,6

m3/hari, head pompa 1 dan 2 masing-masing adalah

117,751750182 m dan 293,88578093 m, sedangkan Daya

pompa 1 dan 2 yang diperlukan adalah 15,694 HP dan 39,168

HP.

Kata Kunci: Sumber Jeding , Masyarakat Desa Junrejo, Sistem

Perpipaan

viii

Design of Water Piping Systems

Junrejo Village with a Capacity of 438.6 m3/day

Danang Yekti Galih Saloko

a Department of Mechanical Engineering, Teknik Faculty,

Unuversity of Muhammadiyah Malang

Tlogomas Highway No.246, Malang 65144

Phone.(0341)464318-128 fax. (0341)460782

e-mail: [email protected]

Abstrack

This research focuses on the design of a clean water piping

system to fulfil the needs of clean water for society Junrejo.

This design uses some of the previous research methods to

analyze Jeding water source in the form of topographical

condition and water debit produced it analizes the rate of growth

of the villagers population in Junrejo, and designs the

installation system.

The results of the calculations and data obtained in this

design are as follows: for the optimal debit that can be produced

by the Jeding water source is 438.6 m3/day, the head pump 1

and head pump 2 respectively are 117.751750182 m and

293.88578093 m, while the power of the pumps 1 and pumps 2

required are 15.694 HP and 39.168 HP.

Keywords: Jeding Water Resources,Community of a Junrejo

Village,Water Piping System

ix

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb

Alhamdulillahirobbil’alamin, rasa syukur yang tak terhingga penulis

sampaikan kepada Allah SWT, atas kasih sayang-NYA sehingga penulis mampu

menyelesaikan tugas akhir skripsi sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana

teknik mesin di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang dengan

Judul “PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN AIR BERSIH DESA JUNREJO

DENGAN KAPASITAS 438,6 m3/hari”. Sholawat serta salam tetap tercurah

kepada Rosulullah SAW, sang pendidik umat sepanjang zaman.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini dapat diselesaikan atas bantuan

dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan hati yang ikhlas penulis

menghaturkan rasa hormat dan terima kasih kepada :

1. Kedua orang tua, Soewartono dan Rahayu Dwi Winarni yang selalu

memberikan bantuan materiil maupun non materiil, terimakasih atas

semua kasih sayang, bimbingan, doa, dan dukungan yang tak pernah

henti diberikan kepadaku selama ini, serta pengorbanan-pengorbanan

yang telah beliau berikan demi masa depanku. Semoga papa dan mama

selalu panjang umur dan sehat selalu.

2. Bapak Ir. Ali Mokhtar, MT. Selaku Dosen Pembimbing 1, yang telah

memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini

dilakukan.

3. Bapak Dra. Rr. Heni Hendaryati, MT. Selaku Dosen Pembimbing 2

yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara

penulisan sehingga terselesaikannya skripsi ini.

4. Bapak Murjito, ST. MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM,

yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan

skripsi ini dilakukan.

5. Bapak/Ibu Dosen serta staf karyawan jurusan teknik mesin yang telah

membantu selama proses belajar dan terselesaikannya skripsi ini.

x

6. Adikku tersayang Dafa yang selalu memberikan semangat, kasih

sayang, dan dukungan.

7. Sahabat sedulurku Bagus, Cak Nur, Rizal, Yusuf terimakasih atas

motivasi yang selalu kalian berikan untukku.

8. Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2012 terkhusus kelas mesin B,

terimakasih atas doa, semangat, dan dukungannya.

Semoga Allah SWT, senantiasa memberikan balasan terbaik,

melimpahkan rahmat dan mempermudah dalam segala urusan baik di dunia

maupun di akhirat nanti.

Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak yang

berkepentingan termasuk penulis sendiri. Namun demikian tiada manusia yang

sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang

membangun agar bisa lebih baik untuk ke depannya.

Malang, 2 Agustus 2019

Danang Yekti Gaih Saloko.

xi

DAFTAR ISI

Lembar Judul ........................................................................................................ i

Poster .................................................................................................................... ii

Lembar Pengesahan ............................................................................................. iii

Lembar Asistensi .................................................................................................. iv

Lembar Surat Pernyataan Keaslian Tulisan ......................................................... vi

Abstraksi Indonesia .............................................................................................. vii

Abstraksi Bahasa Inggris...................................................................................... viii

Kata Pengantar ..................................................................................................... ix

Daftar Isi............................................................................................................... xi

Daftar Tabel ......................................................................................................... xiv

Daftar Gambar ...................................................................................................... xvi

Daftar Grafik .......................................................................................................xvii

Daftar Simbol ................................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 2

1.3 Tujuan Perancangan ........................................................................ 3

1.4 Batasan Masalah ............................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 4

2.1 Air ................................................................................................... 4

2.1.1 Mata air ............................................................................. 5

2.1.2 Air baku ............................................................................ 5

2.2 Standar kebutuhan Air Rumah Tangga ........................................... 6

2.3 Fluida Dalam Pipa .......................................................................... 7

xii

2.3.1 Persamaan Kontinyuitas .................................................... 7

2.3.2 Persamaan Bernoulli .......................................................... 8

2.4 Persamaan Head Losses .................................................................. 11

2.5 Aliran Laminer................................................................................ 14

2.6 Katup............................................................................................... 14

2.7 Pipa HDPE ...................................................................................... 15

2.8 Sambungan dan Belokan ................................................................ 19

BAB III METODE PERANCANGAN ............................................................. 20

3.1 Diagram Alir Perancangan .............................................................. 20

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 21

3.3 Pengumpulan Data .......................................................................... 21

3.4 Data dan Sumber Data .................................................................... 22

3.4.1 Data primer....................................................................... 22

3.4.2 Data skunder..................................................................... 31

3.5 Alat Penelitian ................................................................................ 32

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 33

4.1 Keadaan Umum Sumber Jeding ..................................................... 33

4.2 Analisis Data ................................................................................... 34

4.2.1 Hasil pengukuran debit air umber Jeding ........................ 34

4.2.2 Analisa pertumbuhan jumlah penduduk Junrejo .............. 38

4.2.3 Analisa kebutuhan air rumah tangga ................................ 41

4.3 Volume Bak Penyaring dan Bak Penampung (Reservoir) .............. 41

4.3.1 Volume bak penyaring ...................................................... 41

4.3.2 Volume bak penampung (Reservoir) ................................ 42

4.4 Perhitungan Pompa Dan Pemipaan dari Sumber Jeding ke Bak

Penampung ..................................................................................... 43

4.4.1 Instalasi dari sumber Jeding ke bak penyaring ................ 43

4.4.2 Instalasi dari bak penyaring ke bak penampung .............. 49

4.5 Biaya Opersional Pompa Dan Pipa................................................. 56

4.5.1 Biaya Pompa ..................................................................... 56

4.5.2 Biaya Pipa ......................................................................... 57

4.6 Harga Minimum per m3 .................................................................. 59

xiii

BAB V KESIMPULAN ..................................................................................... 60

5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 60

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 61

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tetapan Fisik Air Pada Temperatur Tertentu .................................... 4

Tabel 2.2 Kebutuhan Air Rumah Tangga menurut Kegunaannya Dalam (%) .. 6

Tabel 2.3 Standar Kebutuhan Air Departemen Pekerjaan Umum ..................... 6

Tabel 2.4 Jenjang produk pipa Wavin................................................................ 16

Tabel 2.5 Satuan panjang pengiriman pipa ........................................................ 17

Tabel 2.6 Harga – harga kecepatan aliran air yang di anjurkan untuk berbagai

pemakaian ............................................................................................................ 17

Tabel 2.7 Kecepatan maksimum aliran fluida dalam pipa ................................. 18

Tabel 2.8 Koefisien gesek pada pipa.................................................................. 19

Tabel 3.1 Hasil pengukuran debit pipa 1 bulan Maret ....................................... 22




Tabel 3.5 Hasil pengukuran debit pipa 1 bulan April ........................................ 24



xv


Tabel 3.9 Hasil pengukuran debit pipa 1 bulan Mei .......................................... 25

Tabel 3.10 Hasil pengukuran debit pipa 2 bulan Mei ......................................... 25



Tabel 3.13 Hasil pengukuran debit pipa 1 bulan Juni ......................................... 26




Tabel 3.15 Hasil pengukuran debit pipa 1 bulan Juli .......................................... 28




Tabel 3.21 Jumlah penduduk desa Junrejo tahun 2009-2016 ............................. 31

Tabel 4.1 Data jumlah penduduk desa Junrejo Tahun 2009 – 2016 .................. 38

Tabel 4.2 Standar Kebutuhan Air Departemen Pekerjaan Umum ..................... 41

Tabel 4.3 Harga pipa HDPE............................................................................... 57

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Mata air ............................................................................................ 5

Gambar 2.2 Ilustrasi persamaan Kontinyuitas ..................................................... 8

Gambar 2.3 Ilustrasi persamaan Bernoulli ........................................................... 9

Gambar 2.4 Ilustrasi Kesetimbangan energi ........................................................ 10

Gambar 2.5 Butterfly valve .................................................................................. 15

Gambar 3.1 Wilayah perancangan pada desa Jeding ........................................... 29

Gambar 4.1 Instalasi pompa dan pemipaan dari sumber jeding ......................... 43

Gambar 4.2 Instalasi pompa dan pemipaan bak penyaring ke bak penampung .. 49

xvii

DAFTAR GRAFIK

3.6 Elevasi dari sumber Jeding ke bak penampung........................................ 30

3.7 Elevasi dari sumber Jeding ke bak penyaring .......................................... 31

3.8 Elevasi dari bak penyaring ke bak penampung (reservoir) ...................... 31

xviii

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan

Q Kapasitas fluida (m3/det)

V Kecepatan aliran (m/det)

A Luas penampang saluran (m2)

Kerapatan massa fluida (kg/m3)

HL Head Losses (kerugian head)

Berat Jenis Fluida (N/m3)

g Grafitasi Bumi (m/s2)

z Elevasi (m)

µ Viskositas Dinamik (pa dtk)

D Diameter pipa (m)

n Viskositas Kinematik (m2/dtk)

HLmayor Kerugian mayor (m)

f Koeffisien Gesek

L Panjang pipa (m)

D Diameter pipa (m)

xix

HLmn Losses minor (m)

k Koeffisien hambatan (m)

Re Bilangan Reynold

Ks Saringan (m)

Kv Katup (m)

Kb Belokan (m)

61

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Ali Mokhtar. Aliran Fluida dalam Pipa; Hal 11-12 ,tidak diterbitkan.

[2]. Ali Mokhtar. Fluida dalam Pipa; Hal 7-27 ,tidak diterbitkan.

[3]. Ali Mokhtar. Optimasi Pemilihan Diameter Pipa; Hal 20, tidak diterbitkan.

[4]. Edwards Hicks. 1996. Teknologi pemakaian pompa ; edisi 1, ERLANGGA,

Jakarta.

[5]. Raswari. 2010. Teknologi dan Perancangan Sistem Perpipaan ; edisi 1, UI

Press, Jakarta.

[6]. Radianta Triadmaja. 2016. Teknik Penyediaan Air Minum Perpipaan ; edisi 1,

Gajah mada University Press, Yogyakarta.

[7]. Robetr J. Kodoatie. 2012. Tata Ruang Air Tanah; edisi 1, ANDI, Yogyakarta.

[8]. http://hdpeindonesia.com/?pipa-hdpe=22&content=18.

[9]. http://www.anekapratama.com/file-download/Katalog-Wavin-Black.pdf.

[10].https://www.anekateknika.com/page/1/PIPA-HDPE-PE100-WAVIN-

BLACK.

[11]. www.metropumps.com/ResourcesFrictionLossData.

[12].Badan Standarisasi Nasional.2011. Tata cara pemasangan pipa transmisi dan

pipa distribusi serta bangunan pelintas pipa. SNI 7511:2011.

http://www.anekapratama.com/file-download/Katalog-Wavin-Black.pdf

https://www.anekateknika.com/page/1/PIPA-HDPE-PE100-WAVIN-BLACK

https://www.anekateknika.com/page/1/PIPA-HDPE-PE100-WAVIN-BLACK

https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjyzorutL3jAhUItY8KHY52CbEQFjAAegQIAxAC&url=http%3A%2F%2Fwww.metropumps.com%2FResourcesFrictionLossData.pdf&usg=AOvVaw35SnwOtYT6OMjIEK1eT4hz

perancangan sistem perpipaan air bersiheprints.umm.ac.id/49848/40/pendahuluan.pdfvii perancangan...

Documents