BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORIrepository.ump.ac.id/7045/3/BAKTI GUNARTO BAB II.pdf ·...
Transcript of BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORIrepository.ump.ac.id/7045/3/BAKTI GUNARTO BAB II.pdf ·...
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka
Menurut Heru Rusyanto dan M. Khafid dalam penelitianya.Efisiensi Distribusi
Jaringan Pipa Air Bersih Di Perumahan Puri Hijau Purwokerto, Dari hasil analisis nilai
efisiensi yang didapat adalah 76,28 %,dengan jumlah debit terbuang sebesar 23,22 % atau
sekitar 0,007809 m3/dt. Dari hasil pengamatan dan pembahasan masalah Heru Rusyanto dan
M. Khafid dapat disimpulkan bahwa nilai efisiensi dipengaruhi oleh pemakaian pelanggan,
bocoran, eksploitasi, kelebihan debit melalui Blow Off dan pipa pengalih.
Menurut Dadang Hikayat dan Zaenal Arifin dalam penelitianya.Distibusi Debit Air
Bersih DI Perumahan Griya Tegal Sari Indah Desa Bojongsari, Dengan debit Input sebesar
18.24 ltr/det, distribusi pipa air bersih pada Perumahan Griya Sari Desa Bojongsari dengan
jumlah sambungan rumah (SR) sebanyak 308 SR memerlukan 291060 ltr atau 3.3687 ltr/det.
Pemakaian debit untuk 1 sambungan rumah (SR) adalah 900 ltr/det dengan batasan
pemakaian minimal 10 m3 sehingga untuk pemakaian 1 bulan untuk 1 sambungan rumah
(SR) adalah 27m3. Dari hasil pengamatan dan pembahasan masalah Dadang Hikayat dan
Zaenal Arifin adalah Mengingat Tegal Sari Indah Desa Bojongsari berjumlah besar namun
dalam pelaksanaanya harus bisa seefektif mungkin. Hal ini ditujukan agar air bersih lebih
efisien dan tepat guna.
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
5
2.2 Landasan Teori
Pipa adalah saluran tertutup yang biasanya berpenampang lingkaran dan digunakan
untuk mengaliri Fluida dengan tampang aliran penuh. Fluida yang dialiri pipa biasanya
berupa zat atau gas dan tekanan didalamnya biasanya lebih besar atau lebih rendah dari
tekanan Atmosfer. Apabila zat cair dalam pipa tidak penuh akan termasuk dalam saluran
terbuka karena bebas, tekanan dipermukaan zat cair disepanjang saluran terbuka adalah
Tekanan Atmosfer.
Yang dimaksud dengan Jaringan Pipa (Perpipaan) adalah Suatu sistem perpipaan
pada suatu instalasi atau struktur pada suatu kawasan permukiman dimana digunakan
sebagai alat transportasi dari aliran yang berupa gas atau cairan (Raswari, 1986, hal 123).
Pemakaian jaringan pipa salah satunya terdapat pada sistem distribusi air minum.
Sistem ini merupakan bagian yang paling mahal dari suatu perusahaan air minum oleh
karena itu harus dibuat perencanaan yang teliti untuk mendapatkan sistem distribusi debit
air standar.
Perhitungan,perencanaan,dan pelaksanaan sistem perpipaan akan semakin rumit
dan komplek, oleh karena itu pemakaian computer untuk analisis ini akan mengurangi
kesulitan. Untuk jaringan kecil pemakaian kalkulator untuk hitungan masih dilakukan,ada
beberapa metoda untuk menyelesaikan perhitungan sistem jaringan pipa diantaranya adalah
Metode Perhitungan Kontinuitas,Hardy-Cross Karena meluasnya kawasan layanan dan
bertambahnya pelanggan pada perencanaan jaringan pipa air bersih PDAM pada
Perumahan Sogra Puri Indah Dea Tambak Sogra Banyumas, maka langkah antisipasi
terhadap masalah ini PDAM Kab. Banyumas menugaskan sepenuhnya pada bagian
perencanaan dan teknik PDAM Kab. Banyumas.
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
6
Pada pelaksanaan pemasangan jaringan di lapangan umumnya bagian yang akan
dipasang telah melalui proses pabrikasi terutama pada jaringan-jaringan berdiameter besar
dan rumit.
Perpisahan akan digunakan untuk sistem sebagai berikut :
1. Air jernih termasuk air hujan, air pembersih,hydrant, yang biasa digunakan,
dikumpulkan, serta dipisahkan dari minyak yang mungkin terdapat dalam sistem
tersebut atau menuju sistem tersebut (sungai atau kolam).
2. Pembuangan air atau minyak, pembuangan kotoran manusia (rumah tangga, industri),
kombinasi dari pembuangan,perkumpulan dari seluruh pembuangan.
Dalam sistem jaringan yang begitu luas,penggunaan material untuk kontruksi akan
berbeda-berbeda. Untuk perhitungan juga harus diperhatikan aliran apa yang akan melalui
jaringan pipa tersebut. Dalam perencanaan struktur juga diperhatikan aliran apa yang akan
melalui jaringan pipa tersebut. Dalam perencanaan strutur,perlu dicantumkan jarak elevasi
dari permukaan tanah kedalam jalur pipa bawah tanah. Begitu juga ketebalan,anti
karat,isolasi,selubung atau perlindungan pipa bawah tanah. Aliran dari Fluida akan
ditentukan dari banyak atau sedikitnya Slope atau sistem gravitasi dan hubungan ini timbal
balik, perlu dipertimbangkan pula elevasi dari tempat induk input pipa.
Pekerjaan pemasangan jaringan perpipaan di lapangan dapat dikelompokkan
menjadi tiga bagian yaitu :
a. Di atas tanah
b. Di bawah tanah
c. Di bawah air (dalam air)
Untuk pemasangan sistem pada ketiga tempat ini baik pipa proses maupun pipa
Utility , mempunyai permalahan tersendiri disini hanya akan membahas pada pipa bawah
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
7
tanah karena proses analisis tertumpu pada jaringan yang menggunaan pamasangan
jaringan dibawah tanah.
2.2.1 . Pemasangan Pipa Di Atas tanah
Pemasangan pipa ini menggunakan rak pipa diatas penyangga. Penyangga dari baja
ataupun beton dapat juga kita jumpai pada daerah jembatan.Aquadeck, talang dan lain-lain.
2.2.2 . Pemasangan Pipa Di Bawah tanah
Jaringan perpipaan untuk air bersih pada umumya dipasang di bawah tanah. Untuk
pipa bawah tanah tanah dapat digunakan untuk pipa prose dan utility.
Pada pipa bawah tanah yang lebih sering digunakan adalah pipa Utilitas yang
diklasifikasikan menjadi 2 bagian yaitu :
1. Pipa aliran yang berdasarkan gravitasi
2. Pipa aliran dengan sistem aliran bertekanan
Sistem gravitai tergantung dari pusat gravitasi, oleh karena itu akibat jalur
perpipaan harus mempunyai slope, disarankan mempunyai perbandingan Slope 1 : 100
untuk setiap jalur dibawah tanah.
Pengetahuan perpipaan merupakan sarana dasar pengetahuan dalam perhitungan
perencanaan dan pelaksanaan serta pengontrolan perpipaan berikutnya. Di lapangan kita
banyak menemukan berbagai jenis pipa,namun jenis pipa secara umum dikelompokan
menjadi dua bagian yaitu :
1. Jenis pipa tanpa sambungan (pembuatan pipa tanpa sambungan pengelasan)
2. Pipa dengan sambungan (baut dan las)
Pada jaringan pipa air bersih, jenis pipa yang sering digunakan adalah pipa dengan
bahan dari PVC (Polly Vinil Chloid) dan pipa Galvanees (pipa baja dengan lapis
timah/seng).
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
8
2.2.3 . Komponen Perpipaan
Pada pembuatan jaringan pipa banyak terdiri dari komponen-komponen sebagai
pembantu dan pelengap. Komponen perpipaan harus dibuat berdasarkan spesifikasi standar
yang terdaftar dalam simbol dan kode yang telah dibuat atau dipilih sebelumnya.
Komponen perpipaan yang dimaksud disini meliputi :
1. Pipes (pipa-pipa)
2. Flanger (Flen-flens)
3. Fitting (Sambungan)
4. Valves (katup)
5. Bolting (Baut)
6. Gazzket (Perpak)
7. Perial Item (bagian khusus)
Dalam memilih bahan haruslah disesuaikan dengan pembuatan teknik perpipaan
yang hal ini dapat dilihat dari fungsi penggunaan dan jenis zat mengalir dalam pipa.
2.2.4 . Macam Sambungan dan Tipe Sambungan
Sambungan perpipaan dapat dikelompokan sebagai berikut :
1. Sambungan dengan menggunakan pengelasan.
2. Sambungan menggunakan ulir.
Selain sambungan seperti diatas,terdapat juga penyambungan khusus dengan
pengeleman (perekat), serta pengkleman (untuk pipa plastic dan Vibre Glass). Pada
perpiaan untuk air berih umunya digunakan pipa bertekanan rendah dan pipa yang dibawah
saja yang menggunakan sambungan ulir.
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
9
Untuk tipe sambungan cabang (brance Connection) dapat dikelompokan sebagai
berikut :
1. Sambungan langsung (Stub In)
2. Sambungan dengan menggunakan Fitting (alat penyambung)
3. Sambungan dengan menggunakan Flages (Flens-flen)
Untuk tipe ambungan cabang dapat juga ditentukan spesifikasi yang telah dibuat
sebelum mendesain atau juga dapat dihitung dengan berdasarkan perhitungan kekuatan,
kebutuhan dengan tidak melupakan factor Efektifitas dan efisiensinya.
2.2.5 . Diameter,Ketebalan dan Skedul
Spesifikasi umum dapat dilihat pada ASTM (American Standar Of Testing
materials) yang menerangkan diameter, skedul, dan ketebalan pipa. Diameter luar (Outside
Diameter) ditetapan sama walaupun ketebalan (Thickness) berbeda untuk untuk setiap
skedul. Diameter nominal adalah diameter yang dipilih untuk pemasaran dan perdagangan
(commodity), ketebalan dan skedul saling terkait,hal ini disebabkan ketebalan pipa
tergantung daripada skedul pipa itu sendiri.
Skedul pipa dapat dikelompokkan sebagai berikut :
1. Skedul 5,10,30,40,60,80,100,120,160.
2. Skedul Standard
3. Skedul ekstra Song. XXS.
4. Skedul special
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
10
Fungsi pengelompokan Skedul adalah :
1. Menahan Internal Preasure dari Flow.
2. Kekuatan dari material itu sendiri (Strenght of Materials)
3. Mengatasi karat (korosif)
4. Mengatasi kegetasan pipa.
2.2.6 . Debit
Debit adalah volume air yang mengalir melewati sesuatu penampang melintang
dalam suatu alur (Chanel), pipa, akuifer, ambang, persatuan waktu dan sebagainya
(Teknologi dan Perencanaan Sistem Perpipaan Jilid I, C.D, Soemarto,1999).
Dalam hitungan praktis, rumus yang digunakan adalah persamaan kontinuitas,
Q = A.V dengan A adalah tampang aliran. Apabila kecepatan dan tampang aliran dapat
dihitung maka debit aliran dapat dihitung, demikian pula jika kecepatan dan debit aliran
diketahui maka dapat tampang aliran untuk melewatkan debit tersebut, dengan kata lain
saluran dapat ditetapkan. Debit aliran ditentukan berdasarkan kebutuhan air dalam suatu
proyek (kebutuhan air dalam suatu kota). Dengan demikian besar debit aliran adalah sudah
ditentukan, berarti ntuk menghitung tampang aliran harus dihitung terlebih dahulu
kecepatan dalam V.
Pada jaringan perpipaan pengukuran pengukuran debit biasa dilakukan dengan
mengukur kecepatan aliran ditinjau dari elevasi yang ada, jika jenis aliran karena slope
atau diukur dari tekanan pompa, kemudian ditinjau dari diameter pipa untuk mengetahui
luas penampang pipa. Debit pada aliran melalui sistem pipa adalah hasil antara kecepatan
aliran pada pipa dengan luas penampang pipa (Triatmojo bambang, 1993) yang ditulis
dengan persamaaan :
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
11
Q = V x A ……………………………………………………………………………. ( 2.1 )
Dimana : Q = Debit (m3/dt )
V = Kecepatan Aliran (m/dt)
A = Luas Penampang (m3)
Untuk Kecepatan aliran pada pipa ditetapkan sebagai berikut
1. Untuk Pipa Transmisi 0,6 – m/det
2. Untuk Pipa Distribusi 0,3 – 2 m/det
Hal ini dikarenakan aliran lebih kecil dari data atas,maka endapan tidak akan terbawa.
Begitu pula jika aliran lebih besar dari data diatas akan mempengaruhi gesekan/gerusan
terhadap pipa (Pipa cepat aus)
2.2.7. Perilaku Zat Cair
Secara umum zat cair mempunyai beberapa sifat dan perilaku yaitu :
1. Apabila ruangan lebih besar daripada volume akan terbentuk permukaan bebas
horizontal yang berhubungan dengan atsmosfer.
2. Mempunyai rapat massa dan berat jenis.
3. Dapat dianggap tidak termampatkan (Incompresibble).
4. Mempunyai viscositas (Kekentalan)
5. Mempunyai kohesi, adhesi dan tegangan permukaan.
Untuk mengetahui debit suatu fluida yang mengalir melalui media pipa (perpipaan)
maka perlu diperhatikan sifat-sifat fluida diatas.
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
12
2.2.8. Tekanan
Tekanan didefinisikan sebagai jumlah gaya tiap satuan luas, apabila gaya
terdistribui secara merata pada suatu luasan maka tekanan dapat ditentukan dengan
membagi gaya dengan luas yang diberikan oleh bentuk persamaan berikut :
P = FA
…………………………………………….………………………. ( 2.2 )
Dimana : P = Tekanan (kg/m3 atau N/m2)
F = Gaya ( N )
A = Luas ( m3)
2.2.9. Persamaan Bernoully
Pada zat cair diam gaya-gaya yang bekerja dapat dihitung dengan mudah karena
dalam Hidrolika hanya gaya –gaya sederhana. Pada zat cair yang mengalir permasalahanya
dapat menjadi sulit,faktor-faktor yang diperhitungkan tidak hanya kecepatan arah dan
partikel tapi juga pengaruh kekentalan yang menyebabkan gesekan antara partikel-partikel
zat cair dengan dinding-dinding batas. Gerak zat cair tidak mudah diformulasikan secara
matematis sehingga anggapan dan asumsi serta percobaan-percobaan untuk mendukung
penyelesaian secara teoritis.
Persamaan energi yang menggambarkan gerak partikel diturunan dari persamaan
gerak. Persamaan gerak ini juga salah satu persamaan dasar untuk penyelesaian
permasalahan yang ada dalam hidrolika, persamaan energi dapat ditujukan oleh persamaan
Euler dan persamaan Bernoully. Dalam pembahasan ini hanya akan dipelajari aliran satu
dimensi, maka hanya ditinjau pemakaian dari persamaan yang telah di integralkan yaitu
persamaan Bernoully.
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
13
dz
𝛾𝛾 𝑑𝑑𝑑𝑑 𝑑𝑑𝑑𝑑
ds
dA
Penurunan persamaan Bernoully untuk aliran sepanjang garis arus didasarkan pada
Hukum Newton II tentang gerak (F=M.a) persamaan ini dirturunkan berdasarkan asumsi
sebagai berikut :
1. Zat cair adalah ideal, jadi tidak mempunyai kekentalan (kehilangan energy akibat
gerakan adalah nol)
2. Zat cair adalah homogeny dan tidak termampatkan (rapat masa adalah konstan)
3. Aliran adalah Continui dan sepanjang garis lurus
4. Kecepatan aliran adalah merata dalam suatu penampang
5. Gaya yang bergerak adalah gaya berat dan tekanan.
Pada Gambar 2.1. Menunjukan elemen berbentuk silinder dari suatu tabung yang
bergerak sepanjang garis arus dengan kecepatan dan percepatan disuatu tempat dan suatu
waktu dalah V dan a, panjang tampang lintang dan rapat masa elemen tersebut adalah ds
dA sehingga besar elemen adalah ds, dA, p, g. Oleh karena itu tidak ada gesekan gaya-gaya
yang bekerja adalah tekanan pada ujung elemen dan gaya berat. Hasil kali daripada masa
elemen dan percepatan harus sama dengan gaya-gaya yang bekerja pada elemen (F=M a).
F = M . a
Gambar 2.1. Elemen zat cair bergerak sepanjang garis lurus.
�𝜌𝜌 𝜕𝜕𝜌𝜌𝜕𝜕𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑�.dA
dA
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
14
𝑣𝑣12
2𝘨𝘨
hf
𝑣𝑣22
2𝘨𝘨
𝜌𝜌2
𝛾𝛾
Z2
Z1
W
ΔL
𝜌𝜌1
𝛾𝛾
Persamaan 3. Dikenal dengan persamaan Bernoully untuk aliran mantap satu
dimensi, zat cair ideal dan tak kompresibel. Persamaan tersebut merupakan bentuk
matematis dar kekentalan energi dalam aliran zat cair.
2.2.10. Kehilangan Tenaga
Zat cair yang mengalir pada bidang batas (Pipa) akan terjadi tegangan geser dan
gradient kecepatan pada seluruh medan aliran karena adanya vikositas. Tegangan tersebut
akan menimbulkan kehilangan tenaga selama pengaliran.
Dipandang suatu aliran mantap melalui pipa yang akan ditujukan dalam gambar
2.2. Diameter pipa adalah D dan pipa kemiringan dengan sudut kemiringan α . Dianggap
hanya terjadi kehilangan tenaga karena gesekan. Gaya –gaya yang bekerja adalah gaya
tekan, berat zat cair dan gaya geser. Persamaan Bernoully untuk aliran titik 1dan 2:
Gambar 2.2. Sketsa aliran dalam pipa untuk penurunan rumus Darcy-Weishbach
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
15
Kehilangan tenaga sama dengan jumlah dari tekanan dan jumlah tinggi tempat.
Tampang lintang aliran melalui pipa adalah konsatan yaitu A, Sehingga percepatan α = 0.
Tekanan pada penampang 1 dan tampang 2 adalah p1 dan p2 . jarak tampang 1 dan 2 adalah
ΔL. Gaya-gaya yang bekerja pada zat cair adalah gaya tekanan pada kedua penampang
gaya berat dan gaya gesekan.
2.2.11. Menghitung Distribusi Debit
Dianggap bahwa karakteristik pipa dalam aliran yang masuk dan meninggalkan
jaringan pipa diketahui dan akan dihitung dalam setiap elemen dari jaringan tersebut. Jika
tekanan pada seluruh jaringan juga dihitung maka tinggi tekanan pada suatu titik juga
harus diketahui.
Pada lay out jaringan tidak semua memenuhi syarat untuk danalisis dengan metode
Hardy-Cross sehingga ada beberapa jaringan yang dikategorikan dengan persamaan
kentinuitas. Untuk itu perhitungan jaringan dibagi beberapa segmen dengan metode
perhitungan disesuaikan dengan jenis jaringanya.
Sering suatu sistem pipa menghubungkan tiga titik. Akan dicari aliran tiap-tiap pipa
yang menghubungkan tiga buah titik. Tersebut apabila panjang, diameter, macam pipa
dirikan rapat masa serta kekentalan zat cair diketahui. Debit aliran pipa ditentukan oleh
koefisien gesekan masing-masing pipa, persamaan kentinuitas pada titik cabang yaitu
aliran menuju titik cabang lainya dapat dilakukan dengan persamaan keontinuitas seperti
berikut :
Q1 = Q2 + Q3 ……………………………………………………………………….. ( 2.3 )
Q = Debit air (m3/det)
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
16
Pipa seri adalah suatu saluran pipa terdiri dari pipa-pipa dengan ukuran yang
berbeda, pipa tersebut adalah dalam hubungan seri. Panjang, Diameter dan koefisien
gesekan masing pipa adalah 11,12,13 ; d1,d2,d3 dan f1,f2,f3 jika beda tinggi muka kolam
diketahui dicari besar debit aliran Q dengan menggunakan persamaan kontinuitas dan
energy (Bernoully) langkah pertama yang haru dilakukan adalah menggambarkan garis
tenaga. Kehilangan tenaga pada masing-masing pipa adalah hf1, hf2 dan hf3. Dianggap
bahwa kehilangan tenaga skunder kecil sehingga diabaian. Persamaan kontinuitas
Q = Q1 = Q2 = Q3 …………………………………….……………………………… ( 2.4 )
Q = Debit air (m3/det)
Kadang penyelesiaian pipa dilakukan dengan suatu pipa ekivalen yang
mempunyai penampang seragam. Pipa disebut ekivalen apabila kehilangan tekanan pada
pengaliran didalam pipa ekivalen sama dengan pipa yang diganti. Sejumlah pipa dengan
ber macam-macam nilai f, 1 dan D akan dijadikan menjadi suatu pipa ekivalen. Untuk itu
diambil diameter de dan koefisien gesekan fe dari pipa yang terpanjang atau yang telah
ditentukan,dan kemudian ditentukan panjang pipa ekivalen. Kehilangan tenaga dalam pipa
ekivalen.
Pipa seri perhitungan pada tiap segmen dapat diketahui dengan menggunakan
rumus
Q = �h𝑓𝑓. g . π2d5
8 . 𝑓𝑓 . 𝑙𝑙……………………………………………………… ( 2.5 )
Dimana :
h𝑓𝑓 = Tinggi kehilangan tenaga (m)
gR = Percepatan gravitasi (9.81 m/dt)
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
17
Π = Jari-jari pipa (3.14)
d = diameter pipa (m)
𝑓𝑓 = Tinggi kekasaran pipa
𝑙𝑙 = Panjang pipa tertinjau (m)
Q = debit aliran (m3/det)
Namun sebelum debit tiap segmen diketahui maka perlu diketahui kehilangan
tenaga karena gesekan pada setiap panjang pipa dengan menggunakan rumus Darcy-
Weisbach
h𝑓𝑓 = l . 𝑓𝑓 . 𝑉𝑉2
d . 2gR …………………………………………………….…….. ( 2.6 )
Dimana :
h𝑓𝑓 = Tinggi kehilangan tenaga (m)
𝑙𝑙 = Panjang pipa tertinjau (m)
v = Keceptan aliran (m/dt)
d = diameter pipa (m)
gR = Percepatan gravitasi (9.81 m/dt)
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
18
Untuk mengetahui jenis aliran dapat digunakan Grafik Moody seperti pada gambar 2.3.
Gambar 2.3. Grafik Moody
Grafik tersebut mempunytai empat daerah yaitu :
1. Daerah pengaliran laminar
2. Daerah kritis dimana nilainya tidak tetap karena pengaliran mungkin laminar atau
turbulen
3. Daerah tarnsisi dimana 𝑓𝑓 merupakan fungsi dari angka Reynolds dan kekasaran
dinding pipa
4. Daerah turbulen sempurna dimana nilai 𝑓𝑓 tidak tergantung pada angka Reynolds
tetapi hanya pada kekerasan relative
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
19
Untuk menggunakan grafik tersebut nilai κ diperoleh dari tabel 2.1
Tabel.2.1 Tinggi kekasaran pipa
Jenis Pipa (Baru) Nilai κ (mm)
PVC
Besi dilapisi aspal
Besi Tuang
Plester semen
Beton
Baja
Baja dikeling
Pasangan batu
0,0015
0,06-0,24
0,18-0,90
0,27-1,20
0,30-3,00
0,03-0,09
0,90-9,00
6
Sumber : Hidrolika II, Bambang Triadmojo, 1996
Untuk pengaliran trubulen sempurna,dimana gesekan berbanding langsung dengan
V2 dan tidak tergantung pada angka Reynolds, nilai 𝑓𝑓 dapat ditentukan berdasarkan
kekasaran relatif. Pada umunya, masalah-masalah yang ada pada pengaliran didalam pipa
berada pada daerah transisi, dimana nilai 𝑓𝑓 ditentukan juga oleh angka Reynolds. Sehingga
apabila pipa mempunyai ukuran dan keceptan aliran tertentu,maka kehilangan tenaga
akibat gesekan dapat dihitung langung.
Rumus yang dugunakan untuk mencari angka Reynold adalah
Re = V . dv
…………………………………………………..………………..…. ( 2.7 )
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
20
Dimana:
Re = angka Reynolds
V = Kecepatan aliran (m/det)
d = diameter pipa (m)
ν = Kekentalan kinematik (m2/det)
Untuk mencari nilai kekasaran relatif digunakan rumus kd dimana : k adalah nilai kekasaran
pipa (m), d adalah diameter pipa (m)
Adapun prosedur perhitungan jaringan dengan metode Hardy-Cross dalah sebagai
berikut :
1. Pilih pembagian debit melalui tiap-tiap Q2 hingga terpenuhi syarat kontinuitas.
2. Hitung kehilangan pada tiap pipa dengan rumus h𝑓𝑓 = k . Q2. l.
3. Jaringan pipa dibagi menjadi sejumlah jaringan tertutup sedemikian sehingga tiap
pipa termasuk paling sedikit satu jarring.
4. Hitung jumlah kerugian tenaga sekeliling tiap-tiap jaring yaitu ∑ h𝑓𝑓. Jika
pengaliran seimbang maka h𝑓𝑓 = 0
5. Hitung nilai ∑|2𝑘𝑘𝑘𝑘| untuk setiap jarring
6. Pada tiap jaringan diadakan koreksi debit ΔQ supaya kehilangan tinggi tenaga
dalam jarring seimbang. Adapun koreksinya sebagai berikut :
ΔQ = Σ kQ02
2�2kQ 02�
…………………………………………………. ( 2.8 )
7. Dengan debit yang telah dikoreki sebesar Q = Q0 + ΔQ, prosedur dari butir 1 ampai
6 diulangi hingga akhirnya ΔQ = 0,dengan Q adalah debit air sebenarnya, Q0
adalah yang dimisalkan dan ΔQ adalah debit yang dikoreksi.
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012
21
Pada lay out jaringan tidak semua memenuhi syarat untuk dianalisis dengan metode
Hardi-Cross sehingga ada beberapa jaringan yang dikategorikan dengan kontinuitas. Untuk
itu perhitungan jaringan dibagi menjadi beberapa segmen dengan metode perhitungan
disesuaikan dengan jenis jaringanya.
Analisis Kebutuhan Air..., Bakti Gunarto, Fakultas Teknik UMP, 2012