Perhitungan Debit Pada Sal Pipa

5/16/2018 Perhitungan Debit Pada Sal Pipa

1/21

PERHITUNGAN DEBIT PADA SISTEM JARINGAN PIPA DENGANMETODA HARDY~CROSS MENGGUNAKAN RUMUS HASEN~WILLIAMS DAN RUMUS MANNING

Kanjalia RusH!, Agus Susanto''IDosen tetap Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Maranatha, Bandung

2 Alumnus Jurusan Teknik Sipil, Universitas Kristen Maranatha, BandungABSTRACT

Pipe distribution in civil engineering usually use in drinking water distribution, The complicated pipedistribution analysis needs a complex calculation, The method that used in this research is Hardy-Cross Method to define the discharge for each pipe. This method is the most applicable to analyzepipe distribution, In the calculation, Hasen-Williams equation and Manning were used to definefriction coefficient in pipe (k). This paper will analyze a part of pipe distribution in Regional PublicWater Company (PDAM ) in Padalarang City, Bandung District. Inflow discharge in the distributionassumed 30 lit/sec and 10 lit/sec and outflow discharge assumed 25 lit/sec and 15 lit/sec, Hasen-Williams 142 and Manning coefficient 0,011, using PVC pipe with diameter 2" and 3", energy lossesthat has been used is primary energy losses. The conclusion is by using the same diameter of pipe onthe pipe distribution would give the constant discharge, It happened because the diameter of pipereduce each other in the calculation and for the case that the large discharge c - 10 lit/sec) would givepercent difference (ll.%) worse than Hasen-Williams and Manning equation so that for the largedischarge (>10 lit/sec) is more accurate,

Keyword: pipe distribution, pipe discharge, Hardy-Cross MethodABSTRAK

Pemakaian jaringan pipa dalam bidang teknik sipil salah satunya terdapat pada sistem jaringandistribusi air minum. Analisis jaringan pipa cukup komplek dan memerlukan perhitungan yang besar.Adapun metoda yang digunakan adalah Metoda Hardy-Cross dalam menentukan debit pada masing-masing pipa. Metoda ini merupakan metoda yang paling banyak digunakan dalam melakukan analisisjaringan pipa. Dalam perhitungan ini digunakan rumus Hasen-Williams dan rumus Manning dalammenentukan nilai konsanta hambatan pipa (k). Akan dianalisis sebagian jaringan pipa PDAM di KotaPadalarang Kabupaten Bandung. Debit masuk pada jaringan ditentukan 30 lt/det dan 10 lt/detsedangkan debit yang keluar 25 lt/det dan 15 lt/det, koefisien Hasen-Williams 142 dan koefisienManning 0.011, menggunakan pipa PVC berdiameter 2" dan 3", kehilangan energi yangdiperhitungkan hanya kehilangan energi primer, Kesimpulan yang diperoleh adalah penggunaandiameter pipa yang sama pada jaringan pipa akan menghasilkan debit tetap (tidak berubah), karen adiameter pipa dapat saling meniadakan dalam perhitungan dan pada kasus yang debitnya besar (>10lt/det) akan menghasilkan persentasi perbedaan debit (ll.%) yang tidak jauh baik dengan rumus Hazel-Williams dan rumus Manning karena persentasi perbedaan debitnya kecil sehingga untuk debit yangbesar (>10 lt/det) hasil lebih akurat, begitu pula sebaliknya.Kata kunci: jaringan pipa, debit pada pipa, metoda Hardy-Cross

1. PENDAHULUANDi era pembangunan yang semakin pesat, pembangunan jaringan-jaringan pipa lebih

banyak digunakan dalam berbagai keperluan. Hal ini karen a pipa mempunyai kelebihan40 Jurnal Teknik Sipil Volume 5 Nomor 1, April 2009 : 1-92


2/21

dibanding dengan sarana lain (saluran terbuka, pengangkutan dengan sarana transportasi),antara lain: jum lah kehilangan volum e f1uida lebih kecil, w aktu penghantaran f1uida lebihce pat d an tak te rp utu s, f1u id a le bih terlindungi,

M elihat perkembangan yang sem akin meningkat, kebutuhan terhadap air jugam eningkat padasuatu kom unitas yang besar. Kebutuhan akan air pada masing-rnasingkelua rga berbeda -beda, sehingga dibutuhkan suatu sistem pendlstrlbusian air yang baik.J aringan p ip a harus direncenakan sedemiklan rupa seh lngga debit yang d ik elu ark an se su aldengan perm intaan. Kesalahan dalam perencanaan dan penghitungan dapat berakibatp erm in ta an tid ak te rp en uh i,

N ilai konstanta ham batan pipa (k) pacta M etoda H ardy-C ross di suatu jaringan pipamerupakan angka yang bergantung pacta rum us gesekan pipa dan karakteristik pipa.D iperkirakan bahwa nilai konstanta hambatan plpa (k) ini juga rnenentukan dalamp embua ta n ja rin ga n- ja rin ga n p ip a.

Besarnya debit air pada m asing-m asing pipa dengan M etoda Hardy-C ross dalamsu atu jaringan p ip a tertentu ju ga u ntu k m enentukan nilai debit op tim um p ada m asing-m asingpip a dalam su atu jaringan p ipa.

A nalisis sebagian jaringan pipa PD AM di Kota Padalarang dengan M etoda H ardy-C ross menggunakan rumus Hazel-W illiam s dan rum us M anning dalam perhitungank on stan ta h am batan p ip a (k ) di.b atasi o le h hal- hal se bagai b erik ut:

a, K ehilangan energi yang diperhitungkan hanya kehilangan energi prim er, sedangkank eh ila ng an e ne rg i s ek un de r tid ak d ip erh itu ng ka n.

b. D iameter pip a PVC yang digunakan adalah 2" dan 3",c. K oefisien H azel-W illiam s (CHW) = 142.d. Koefisien M anning (n ') = 0,011.e. D ebit m asuk (Qrnasuk) = 30 It/det dan 10 It/det.f. D ebit keluar (Qkeluar) = 1 5 Itlde t d an 2 5 It/d et.

Perhitungan Debit Pada Sistem Jaringan Pipa dengan Metode Hardy-Cross Menggunakan RurnusHasen-Williams dan Rumus Manning (Kanjalia Rusli, Agus Susanto) 41


3/21

2. JARINGAN PIPASistem jaringan pipa yang akan dibahas adalah sebagian 'dari sistem jaringan pipa

yang mengacu padajaringan pip a distribusi air minum PDAM di Kota Padaiarang, Bandung.Sistemjaringan pipa tersebut terdiri dari 6 titik simpul (nodal), 8 pip a dan 3 jaringan (loop).Bentuk j aringan pipa yang diambil adalah seperti terlihat pad a gambar 1.

25 lt/det

IS lrldcl7(2",100m)

II 10 hldel30 It/del 80",200m)

Gambar 1.Sebagian Jaringan PDAM di Kota Padalarang.

Adapun data dari sebagian jaringan pipa PDAM di Kota Padalarang adalah sepertiterlihat di bawah ini:

Tabell. Data Jaringan Pipa PDAM PadalarangKasus 1 Kasus 2 Kasus 3 Kasus 4 Kasus 5

Pipa Panjang Diameter Diameter Diameter Diameter Diameter(m) (in) (in) (in) (in) (in)

1 (AB) 50 3 2 3 2 32 (BC) 75 3 2 3 2 33 (CD) 300 2 2 3 3 24 (BD) ~OO 2 2 3 3 25 (AE) 350 2 2 3 3 26 (DE) 80 2 2 3 2 37 (DF) 100 2 2 3 2 38 (EF) 200 2 2 3 3 2

Koefisien.Hasen-Williams (CHW ) = 142 dan koefisien Manning (n) = 0,011.42 Jurnal Teknik Sipil Volume 5 Nomor 1,April2009 : 1-92


4/21

Debit air yang masuk berasal dari 2 titik, yaitu: titik A sebesar 30 ltIdet dan titik Fsebesar 10 It/det.

Debit air yang keluar dari 2 titik, yaitu: titik B sebesar 15 It/det dan titik C sebesar25 It/det.

Kehilangan energi yang diperhitungkan hanya kehilangan energi primer, sedangkankehilangan energi sekunder tidak diperhitungkan.

3. PENGOLAHAN DATAData-data tersebut di atas dapat dihitung menggunakan Metoda Hardy-Cross dengan

rumus Hazel-Williams .dan rumus Manning. Dalam kasus-kasus di atas pemilihan debitterkaan awal (Qo) dipilih dengan nilai yang selalu sama untuk semua kasus, yaitu sebagaiberikut:

Titik A: Pipa 1 (AB) keluar 20 It/det, pipa 5 (AE) keluar 10 It/det dan debit masuk30 lt/det.

Titik B: Pipa 1 (AB) masuk 20 It/det, pipa 2 (BC) keluar 15 It/det, pipa 4 (BD)masuk 10 lt/det dan debit keluar 15 It/det.

Titik C: Pipa 2 (BC) masuk 15 It/det, pipa 3 (CD) masuk 10 ltIdet dan debit keluar251t/det.

Ttitik D: Pipa 3 (CD) keluar 10 It/det, pipa 4 (ED) keluar 10 It/det, pipa 6 (DE)masuk 15 It/det dan pipa 7 (DF) masuk 5 It/det.

Titik E: Pipa 5 (AE) masuk 10 It/det, pipa 6 (DE) keluar 15 It/det dan pipa 8 (EF)masuk 5 It/det.

Titik F: Pipa 7 (DF) keluar 5 It/det, pipa 8 (EF) keluar 5 It/det dan debit masuk 10lt/det.

Metoda Hardy-Cross yang dibantu oleh program komputer Microsoft Excel akanterus mengulang (interasi) debit dengan koreksi debit pada masing-masing pendekatansehingga mendapatkan debit-debit yang merupakan debit optimum dari tiap-tiap ruasjaringan pipa. Pada tabel-tabel di halaman berikut dapat dilihat hasil Metoda Hardy-Crossyang menghasilkan debit optimum pada masing-masing kasus.

Perhitungan Debit Pada Sistem Jaringan Pipa dengan Metode Hardy-Cross Menggunakan RumusHasen-Williams dan Rumus Manning (Kunjulia Rusli , Agus Susanto) 43


5/21

44

G am bar 2. K asus 1.

Jurnal Teknik Sipil Volume 5 Nornor 1, April 2009 : 1-92


6/21

l n te ra s i A w a l

D e b i t p ad a P ip a O t ! d e t )T i t i k ~ 1 ( A B ) 2 (Be ) 3 ( C D ) 4 ( E D ) 5 ( A E ) 6 ( D E ) 7 ( D F ) 8 ( E F ) ~h~ K o n t i n u i t a sN o d a l O t / d e t ) O t / d e t )A 3 0 ' -2 0 -1 0 0B 2 0 - 1 5 1 0 -1 5 0C 1 5 1 0 -2 5 0D - 1 0 - 1 0 1 5 5 0E 1 0 - 1 5 5 0F 1 0 -5 - 5 0


7/21

4. PERHITUNGAN KONSTANTA HAMBATAN HARDY CROSS (k)Rumus Hasen- W illiams:k = IO,68L

C 1 mD 4 ,8 7HW .Kasus 1:C ontoh Plpa 1 (A B)C H W =: 142L =50mD :;::3 in

k :::: 10 ,68x50 1535969( J 4.87 :::: ,142 1 85 2 X . 3 x 2 ,5 4100N ilai k u ntu k p ip a-pipa lainnya dap at dihitu ng degan cara yang sam a dengan diatas.Rumus Manning

k = 1O,29n,2 L16/D13

Kasus 1:Contah Pipa 1 CAB)n' = 0,011L =50mD = 3 ink = 1O,29xO,0112 x50 = 5715807

(2,54 J l % '3x---100

N ilai k u ntu k p ip a-pip a lainnya dap at dihitu ng degan Cara yang sam a dengan diatas

5. PERHITUNGAN DEBIT PADA MASING-MASING PIPA DENGAN METODAHARDY -CROSSRumus umum metode Hardy-Cross:

46 Jurnal Teknik Sipil Volume 5 Nomor 1, April 2009 ; 1-92


8/21

Rumus Hasen-Williams:n = 1,852tl _ L k Q 6 852Q - L 11,852kQg 852 I s 5%Qle r ked i

Contoh perhitungan kasus 1:Iterasi I

Tabel3. Iterasi 1 Jaringan 1Jaringan I

Pipa Arah k Q o K QOl.~):t II,852 k Q o 0.8)21I(AB) . + 15359,69 20,00 3943574,82 365175,034(BD) - 442595,46 10,00 -31477987 ,29 5829723;255(AE) - 7 74542 ,06 10,00 -55086477 ,76 10202015,686(DE) - 177038 ,18 15,00 -26680131,07 3294106,85

E - 109301 021 ,31 19691020,81- 1 0 9 3 0 1 0 2 L 3 1 .tlQ = = -5 ,55I t I det ~ 5%x5 = = 0,251( I detK t ldakOk!1 9 6 9 1 0 2 0 , 8 1

Tabel4. Iterasi 1 Jaringan IIJaringan II

Pipa A rah k Q o K Q Ol .852 11,852 k Q oO.852[6 (DE) + 177038 ,18 15,00 26680131,07 3294106,857(DF) - 221297 ,7 3 5,00 -4359828 ,52 1614880,488(EF) + 442595,46 5,00 8 719657 ,04 3229760,97

L 31039959,59 8138748 ,303 1 0 3 9 9 5 ~ 5 9 .tlQ = =3 ,81 lt / det :::;5%x5 = = 0 ,251t / detK udakOk!8 1 3 8 7 4 8 , 3 0

Tabel S. Iterasi 1 Jaringan IIIJaringan III

Pipa A rah k Q o K Q 01,852 11,852 k Q o 0 .85212(BC) + 23039,54 15,00 3472120,62 428691,163(CD) - 663893,19 10,00 -47216980,94 8744584,87

2 : -12266873,03 15002999,28Perhitungan Debit Pada Sistem Jaringan Pipa dengan Metode Hardy-Cross Menggunakan RurnusH a se n- W illiams d an R u rn us M a nn in g (K an ja lia R u sli, A g us S us an to ) 47


9/21

-1226687303IlQ = ' = -O ,8 2 1t I det ~ 5% x 5 = 0 ,2 5lt I detK tidakOk!15002999,28Korek si D ebit Iterasi I:Jaring I:Pipa 1 (AB) = +20 + 5,55 = +25,55 I tJ de tPipa 4 (BD) = -10 + 5,55 = - --4;4,3-ItJdetPipa 5 C A E ) = -1 + 5,5 5 = - 4,55 ItJ d etPipa 6 (DE) = -15 + 5,55 = - -9;4-ItJdetJaring II:P i p a 6 (DE) = +9,45 - 3,8 1 = +5,64 lt/detPipa 7 (DF) = -5 - -3,8 1 = -8,81ItJdetPipa 8 (EF) = +5 - - 3,81 = +1,19 lt/detJaring III:Pipa 2 (BC) = +15 + 0,82 = +15.821tJdetPipa 3 (CD) = -10 + 0,8 2 = -9,181tJdetPip a 4 (BD) = +4,45 + 0,82 = +5,2 7 ItJ de t

25 I tIdc l

J5lt/dct

3 (2",JOOm)9,181t1del

I I I

5,271t1det 7 (2 ", 100m)4(2",200m)

8 ,81 I t/ de l10ltldetI 6(2",80m) II5.64 It/dct

8(2",200m)1 ,19 [ t/de l

G am bar 3. H asil

48 Jurnal Teknik Sipil Volume 5 Nomor 1 . April 2009 : 1-92


10/21

B.~. . .. . . . .=e~

I n t e r a s i ID e b i t p a d a E p a Q t / d e t )

T i t i k Q r u w ~elnar K e n l i nN o d a l Q t J d e t ) 1 ( A B ) 2 ( B C ) 3 ( C D ) 4 ( B D ) 5 ( A E ) 6 ( D E ) 7 ( D F ) 8 ( E F ) Q t l d e t ) u i t a s

A 3 0 - 2 5 5 4 , 4 5 0B 2 5 , 5 5 -1 5 , 8 2 5 , 2 7 -1 5 0C 1 5 , 8 2 9 , 1 8 - 2 5 0D - 9 1 8 - 5 2 7 5 , 6 4 8 , 8 1 0,E 4 , 4 5 - 5 6 4 1 , 1 9 0F 1 0 - 8 8 1 - 1 1 9 0,


11/21

H asil akhir deng an rum us H asen-W illiam untuk kasus 1 , sebagai berik ut:laring I:Pipa 1 (AB) = + 3 0,47 ItldetPipa 4 (BD) = - 4 ,52 lt/d etPipa 5 (A E) = + 0,47 lt/detPipa 6 (D E) = - 3 ,2 6 lt/d et.TaringII:Pipa 6 (D E) = = + 3 ,2 6 lt/d etPipa 7 (DE) = = - 6 ,2 7 lt/d etPipa 8 (EF) = +3 ,7 3 I tld et.TaringIII:Pipa 2 (BC) = = +19,991tldetPipa 3 (CD) = - 5 ,01 l t/ de tPipa 4 (BD) = +4 ,52 lt/d et

Untuk kasus 2 , 3,4 dan 5 dapat d ilakukan dengan cara yang sarna dengan kasus 1.

15 I t/ de t --E----1

50

2 5 It/d ot

3 ( 2 ", 300111 )5 ,0 1 It/d el

III4(2",200m)

6,27 I tldet4,521t/det 7(2" ,100111)

I 6(2" ,80111) II3,26lt/det8(2" ,200111)3,73 lt/det

Gambar 4. Hasil.

Jurnal Teknik Sipil Volume 5 Nomor I, Apri l 2009 : 1-92


12/21

I n t e r a s i . A k h l rD e b it p a da P ip a ~ t l d e t )

T i t i k ~ 1 (A B ) 2 (B C ) 3 (C D ) 4 (B D ) 5 (A E ) 6 (D E ) 7 (D F ) . 8 ( E F ) ~e lu ! r K o n t i n u i t a sN o d a l ~ t l d e t ) Q t l d e t )A 3 0 -3 0 ,4 7 0 ,4 7 0B 3 0 , 4 7 ~ 1 9 , 9 9 4 , 5 2 -1 5 0C 1 9 , 9 9 5 , 0 1 -2 5 0D - 5 0 1 -4 ,5 2 3 ,2 6 6 ,2 7 0E -0 , 4 7 -3 2 6 3 ,7 3 0

...

F 1 0 -6 2 7 - 3 7 3 0,


13/21

Rumus Manningn=2

.Contoh perhitungan kasus 1Iterasi I

Tabel8. Iterasi 1 Jaringan I.Jaringan I

Pipa Arah k Qo KQol 12kQoll(AB) + 57158,07 20,00 22863228,68 2286322,874(BD) - 1987425,88 10,00 -198742588,48 39748517,705 ( A B ) - 3477995,30 10,00 -347799529,84 69559905,976(DE) - 794970,35 15,00 -178868329,63 2384911 0,62

L -702547219,27 135443857,15-702547219,27 . .~Q = = -5,19lt / det :::;5%x5 = 0,25lt / detK tldakOk!135443857,15

Tabel 9. Iterasi 1 J aringan II.Jaringan IIPipa Arah k Qo K Q ol 12kQoI6(DE) + 794970,35 15,00 178868329,63 23849110,627(DF) - 993712,94 5,00 -24842823,56 9937129,428(EF) + 1987425,88 5,00 49685647,12 19874258,85

L 203711153,19 53660498,89203711153,19~Q = = 3,80lt / det ~ 5%x5 = 0,25lt / detK tidakOk!53660498,85

TabellO. Iterasi 1 Jaringan III.Jaringan III

Pipa Arah k Qo K Qo2 12kQol2(BC) + 85737,11 15,00 19290849,20 2572113,233(CD) - 2981138,83 10,00 -298113882,72 59622776,544(BD) + 1987425,88 10,00 198742588,48 39748517,70

L -80080445,04 101943407 ,4752 Jurnal Teknik Sipil Volume 5 Nomor 1,April 2009 : 1-92


14/21

- 80080445 04 .ilQ = ' = - O ,7 91 t / det :::;5% x 5 = 0 ,2 5 1t / detK t idak t Ik :101943407,47

Koreksi Debit Iterasi I:Jaring I:Pipa 1 (AB) = +20 + 5,19::: +25,19 ItldetPipa 4 (BD) = -10 + 5,19 = - -4;S-l-ItldetPipa 5 (AE) ::: -10 + 5,19::: -4,81 ItldetPipa 6 (DE) = -15 + 5,19 = - -9;&l-ltldetlaring II:Pipa 6 (DE) :::+9,81 - 3,80::: +6,011t1detPipa 7 (DF) ::: -5 - 3,80 = -8,80 ItldetPipa 8 (EF)::: +5 - 3,80::: +1,20 ItldetJaring III:Pipa 2 (Be) = +15 + 0,79 = +15,79 ItldetPipa 3 (CD) = -10 + 0,79 = -9,21 ItldetPipa 4 (ED) = +4,81 + 0,79 = +5,60 Itldet

251t!det

15llldct

3 (2" ,JOOm)9 ,2 1 l t/ dc t

II I4(2",200m)

8 ,80 I t/de!5 ,60 I t/de! 7 (2 " , I O O m )

I 6(2",80m) II6,01 l t/de t

8(2",200m)1,20Itlde!

Gambar 5. Hasil.P erh itu ng an D eb it P ad a S iste rn J arin ga n P ip a d en ga n M eto de H ard y-C ro ss M en gg un ak an R um us

. H ase n-W illia ms d an R um us M an nin g (K an ja lia R usli, A gu s S usa nto )

IOltfdct

53


15/21

N0-I- ,

I n te r a s i ID e b it p a d a P ip a a t / d e t )

T i t i k . ~ 1 (A B ) 2 ( B C j 3 ( C D ) 4 ( B D ) 5 ( A E ) 6 (D E ) 7 8 ( E F ) \ 1 e l o o K o n t i n u i t a sN o d a l Q t l d e t ) ( D F ) Q u d e t )A 3 0 - 2 5 , 1 9 - 4 , 8 1 0B 2 5 , 1 9 - 1 5 . 7 9 5 , 6 0 -1 5 0C 1 5 , 7 9 9 , 2 1 -2 5 0D - 9 2 1 - 5 6 0 6 ,0 1 8 , 8 0 0,,E 4 ,8 1 -6 0 1 1 , 2 0 0F 1 0 - 8 , 8 0 -1 2 0 0

"0-0oN'I:;0< C-


16/21

Lanjutkan iterasi II, III, IV dan seterusnya sampai hasil perhitungan . 6 . Q :s 5%terhadap debit yang terkecil pada masing-masing jaring. Hasil akhir dengan rumus Manninguntuk kasus 1, sebagai berikut:Jaring I:Pipa 1 CAB)= + 30,28 ltIdetPipa 4 (BD) = - 4,641tldetPipa 5 (AE) = + 0,28 It/detPipa 6 (DE) = - 3.51 ItldetJaringII:Pip a 6 (DE) = + 3,511tldetPipa 7 (DE) = - 6,21 ltldetPip a 8 (EF) = +3,79 lt/detJaring III:Pipa 2 (BC) = +19.92ItldetPipa 3 (CD) = -5,08 It/detPipa 4 (BD) = +4,64 ltIdet

Untuk kasus 2, 3, 4 dan 5 dapat dilakukan dengan cara yang sarna dengan kasus 1.

I S l t/ de t

25 I t/ do t

3 ( 2 ", 30 0m)5 ,0 8 I t/ de l

Perhitungan Debit Pada Sistem Jaringan Pipa dengan Metode Hardy-Cross Menggunakan RumusHasen-Williams dan Rumus Manning (Kanjalia Rusli , Agus Susanto)

I I I4(2'.200m)

6,211L1dol4 ,64 l t/ de t 7 ( 2" , 1 00m)

r 6(2",80m) II3,5 l lt idet8(2",200m)3,79 Uldet

Gambar 6. Hasil,

10lt!det

55


17/21

' , , < i

J n t e r a s i A J . d J . i rD e b i t p a d a P i p a ~t lde t )

T i t i k Q . . , l i < 1 ( A R ) 2 ( E C ) 3 ( C D ) 4 ( E D ) 5 ( A E ) 6 (D E ) 7 (D F ) 8 { E F ) Q,tbt K o n t i n c i t a sN o d a l O l f < k t ) O t l d e t )A 3 0 - 3 0 , 2 8 0 , 2 8 0B 3 0 , 2 8 - 1 9 , 9 2 6 , 6 4 -1 5 0C 1 9 , 9 2 5 , 0 8 - 2 5 0D . - 5 , 0 8 - 4 , 6 4 3 , 5 1 6 , 2 1 0E . 0 , 2 8 - 3 , 5 1 3 , 7 9 0F 1 0 - 6 , 2 1 - 3 , 7 9 0 -s ,iii~S~~iiic.. .: : : s. . ,

0\ooN

Q(lWeOPip. J.ui.g L(~ Q, Kasus I K . o s u s 2 K . o s u s 3 K . o s u s 4 Kesus S

(Uldet) H...",. Momirg H= Momirg Hazen . M~ H.",.,. M~ Hazon- ~Williams W illiams Willioms Willi .mts Vi ' i l fums

I(AB) 50 20 30,47 3Q ,2l 24,34 23 , 75 24,34 23,75 19,07 18,lS 29,95 29,71~ 200 10 4,5. 4,64 6,39 6,74 6,39 6,74 6jJ3 6,39 4,85 5,1115(lEf I 350 10 0,47 0,28 5)55 6,25 5,66 6,25 1Q,93 1l,65 0,115 0,296 iDEf 80 IS 3,26 3,51 7,85 8,29 1,85 8,29 11,119 11,43 1,92 2 ,186(DE) 80 IS 3,26 3,51 7,115 8,29 1,85 8,29 11,119 11,43 1,92 2,187(i) II 100 5 6,21 6,21 1,80 1:;6 7 ,ao 7:;6 9,84 10,22 S,J3 8,1l~ 200 5 3,73 3,79 2,20 2 , 1 ) 4 2,20 2 , l J 4 0,16 0,22 1,87 1,89

2(BC) 75 15 19,99 19,92 15.73 15.50 15,73 15,j] 10,10 9,73 19,80 19,7.23 (C i5 f m 300 10 5,111 5,1J8 9,21 9,50 971 9,50 14,50 15,27 5,20 5 , 2 8~ 200 10 4,52 4,64 6,39 6,74 6,39 6,74 6jJ3 6,39 4,85 5,01

l I Lr t od e l J ar a . y-C r a . . a_RUDWIIlJamD. W lD io mo :n=1,8S2 Mema.,~-(h .. a-R1DIWII Monnbtg:n=2

f.Q- E~- E I 2 k O o I


18/21

K as us l Ka,sus2 Kasus3 Kasus4 Kasus5Pipa J a r i n g L D Koefisien D Kcefisien D Koefisien D Koefisien D Koefisien

e m ) ( i r 9 Hazen- M a n n i n g 0 1 ' 9 Hazen- M a n n i n g ( i r 9 Hazen- M a n n i n g ( i t V Hazen- M a n n i n g ( in) Hazen- M a n n i n gWilliams V V i l l i a m s W I l i a m s W l 1 l i a m s W l 1 l i a m s

1 ( AH ) 50 3 15359,69 511.58P7 2 110643,31 496356,41 3 15359,fEl 51l!8,07 2 110643,31 496356,47 3 15359,69 511!8,0:4(BD) I 200 2 4 42 59 5, 46 1 98 14 25 ,3 3 2 442$'5,46 1931425,33 3 6 14 1l ,1 1 2 2B 63 2,t .9 3 61438 ,11 2 28 632,t.9 2 442595,46 1987425,15 ( A F . ) 350 2 114541,06 34'17995,30 2 714~2,06 3471995,3.) 3 1 01 51 7, 35 4 OD l0 6, il 3 1 07 51 1,8 5 4 00 1O 6,1 l 2 174542,06 341D'95,~6 (DE ) 8 0 2 1 17 03 8, 13 7 94 91 0, 35 2 11 70 38 ,18 7 94 97 0,3 5 3 2 457 5,5 1 91 45 2,9 1 2 1 '1 70 38 ,1 8 7 94 91 0, 35 3 24575,51 91452,916 (DE ) 8 0 2 1 77 03 8, 18 7 94 97 0, 35 2 117038,18 794970,35 3 2 451 5,5 1 91 45 2,9 1 2 1 71 03 8,1 8 1 94 97 0,35 3 24575,51 91452,917(DF) II 10 0 2 2 212 91 ,7 3 9 93 712 ,94 2 2212n ,73 993712,94 3 30719,:N 114316,14 2 221291,73 993712,94 3 30719,39 114316,18 (EF ) 2 0 0 2 4 42 59 5, 46 1 98 74 25 ,3 8 2 442$'5,46 1931425,33 3 61 43 8,1 7 2 28 632 ,2 9 3 61438 ,71 22 8632,t.9 2 442595,46 1987425,12 ( B C ) 75 3 2 3039,54 8 57 37 ,11 2 165973,30 745284,11 3 2 30 ::9,5 4 8 57 37 ,11 2 1 659 73 ,30 7 452 84,7 1 3 23039,54 85737,113(CD) III 30 0 2 6 63 89 J, 19 2 98 11 38 ,8 3 2 663W3,19 2981138,83 3 92128,16 342948,43 3 92128 ,16 34292 8,43 2 663893,19 2981138,14(BD) 2 0 0 2 4 42 59 5, 46 1 98 74 25 ,8 8 2 4 42 595 ,46 19 31 42 5,3 3 3 61 438 ,7 1 2 28 63 2,2 3 3 61438,71 228632,t.9 2 442595,46 1987425,1

Rmnus Hasen - \V i ll iams : RlUmL~Manningk= 1O,68LC 1 f l S J . D4PHW

Dimana:L : panjang pipa (m)D : diameterpipa (m)C H I l l : koefis ien gesekan Hazen-Will iamsn' : koefisien gesekan M anning

"'r-e lrl":::"'l'"E~~:::.,'"'"r:'":>E~:::OJ-'""::")ec:::":: E'"'"0u>;"2ee:r :"Cs: : : E:::OJen.:::". .c.ll:c"tc'I::. . ! l !E ~0.~ Ci:il '";. . en"C '", 5 h:. c "l &"o ~~.a ,_ "c .=:a c c~ " "'" : : : E ~


19/21

6. KESIMPULANDari hasil analisis perhitungan debit pada sebagian jaringan pipa PDAM di kota

Padalarang Bandung, menggunakan Metoda Hardy-Cross dengan rumus Hasen-William danrumus Manning, dapat disimpulkan :

a. Nilai konstanta hambatan pipa (k) pada Metoda Hardy-Cross berhubungan langsungdalam penentuan debit pada suatu jaringan pipa, seperti terlihat pada persamaanberikut ini :

b. Hasil debit yang didapat dengan Metoda Hardy-Cross menurut rumus Hasen-Williams.

Tabel15. Hasil Debit Rumus Hasen-Willlams.PiP" L Q .J Q (ltldet)

(m) (lt1det) D ~s D K..sus D' !Casus D ~s D ~s( i I \ ) 1 ( i I \ ) :2 ( i I \ ) 3 ( i I \ ) 4 ( i I \ ) 5

1 (AB) 50 20 3 30,47 2 24,34 3 24,34 2 19,07 3 29,952(BC) 75 15 3 19,59 2 15,73 ;3 15,73 2 10,10 ;3 19,003 (CD) 300 10 2 5.01 2 9;;'7 3 9;;'7 3 14,90 2 5;;'04 (BD) 200 10 2 4,52 2 6,39 3 6,39 3 6,03 2 4,855 (AE) 3!D 10 2 0,47 :2 5/56 ;3 5 ,66 ;3 10,93 2 o p s6 (DE) 80 15 2 3,26 2 7,85 3 7,85 2 UP9 3 1,927(DF) 10 0 5 2 6;27 2 7,80 ;3 7,80 2 9,84 3 8,138(EF) 200 5 2 3,73 2 2,20 3 2,20 3 0,16 2 1,81

Kesimpulan dari hasil diatas terlihat pada kasus 2 dan kasus 3, dengan rnenggunakandiameter pipa yang sarna akan menghasilkan debit tetap (tidak berubah).

c. Hasil debit yang didapat dengan rnetode Hardy-Cross menurut rumus ManningTabel16. Hasll debit Rumus Manning.

L Q n Q (lVdet)Pipa D Kasus D Kasus D Kasus D Kasus D Kasus(m) (lVdet) (il\) (il\) (il\)2 3 (il\) 4 (ll0 51 CAB) 50 20 3 30 ,28 2 23,75 3 23,75 2 18 ,35 3 29,712(BC) 75 15 3 19,92 2 1 5 , S O 3 1 5 , S O 2 9,73 3 19,723 (CD ) 300 10 2 5jJ8 2 9,50 3 9,50 3 15,27 2 5,28

58 Jurnal Teknik Sipil Volume 5 Nomor 1,Apri12009: 1-89


20/21

Tibe l16. LargutanL Q o Q ( H I d e ! )Pipa. D K . a . s u s D Kasus D K a s u s D Kasus D Kesus(n\ l (ltldet)

( U V 1 ( irI) 2 (rn) 3 (in) 4 (in) 54 (B D) 20 0 10 2 4,64 2 6,74 3 6,74 3 6,39 2 5,Ql5 (A E) 35 J 10 2 0,28 2 6,25 3 6,25 3 11,65 2 0,296 (DE) 80 15 2 3,51 2 8,29 3 8,29 2 11,43 3 2,187(DF) 1m 5 2 6,21 2 7$6 3 7$6 2 10,22 3 8,118 (EF 'J 200 5 2 3,79 2 2,04 3 2,04 3 0,22 2 1,89

Kesirnpulan dari hasil diatas terlihat pada kasus 2 dan kasus 3, dengan menggunakandiameter pipa yang sarna akan rnenghasilkan debit tetap (tidak berubah).

d. Baik secara rumus Hasen Williams maupun rumus Manning, apabila suatu jaringanpipa menggunakan pipa-pipa dengan jenis dan diameter yang sarna maka dalamperhitungan 6 .Q , parameter (CHW atau n') dan (D) dapat salingmenghilangkanlmeniadakan.

e. Hasil debit yang didapat dengan Metoda Hardy-Cross menurut rumus Hasen-Williams dan rumus Manning, pada kasus yang debitnya besar (> 10 It/det) akanmenghasilkan persentasi perbedaan debit (6 . %) yang tidak jauh berbeda, baikdengan rurnus Hasen-Williams maupun rumus Manning, karena persentasiperbedaan debitnya kecil sehingga hasilnya lebih akurat, sebaliknya pad a kasus yangdebitnya kecil 10 It/det) akan menghasilkan persentasi perbedaan debit (6 . %)yang jauh berbeda, baik dengan rumus Hasen-Williams rnaupun rumus Manning,karena persentasi perbedaan debitnya besar sehingga hasilnya kurang akurat.

P erh itu ng an D eb it P ad a S istem J arin ga n P ip a D en ga n M eto de H ard y- Cro ss M en gg un ak an R um us H as en -W illiu ms D an R um us.Mannlng 59( Ka nj al ia R u sli, A g us S us an to )


21/21

T abel17. D ebit pada tiap kasus dengan Rum us Hasen-Williams (QHW)dan R um us M an nin g (QM)'

L Q , Qat/uijFiPl (lV~ 0 ! ( . w , 1 0 ! ( . w , 2 0 ( W g , 3 0 1 W u , 4 D 1 W u , 5(~ o tl (i l l ) Q " " ' Q . .. tM (i l l ) Q " " Q . . . " Y o (i l l ) Q " " Q . . . " Y o (i l l ) Q . . . Q ~ " Y o (i l l ) Q . . . Q . . . " Y o1

( A B ) 50 2 0 3 3 0 , 4 7 3 0 , 2 5 0 , 6 3 2 2 4 , 3 4 2 3 , 7 5 2 A B 3 2 4 , 3 4 2 3 , 7 5 2 , 4 B 2 1 ~ ,C I 1 1 S , 3 S 3,92 3 2 ~ , ~S 2~,1l 0 , 8 12 1 9 , 8 3 1 9 , 1 2 0 , 4 15 IS 3 1 9 , 9 . 1 1 9 , 9 2 0 , 3 5 2 1 5 , 7 3 1 5 , ! O lA S 3 1 5 , 7 3 1 5 , ! O 1 , 4 8 2 1 0 . 1 0 9 , 1 3 3 , 8 0 3( B e )3 3 0 0 1 0 2 5 , 0 1 s p a 1 , 3 8 2 9 , 2 7 9 , 5 0 2 A 2 3 9 , 2 7 9 , 5 0 2 , 4 2 3 1 4 , 9 0 1 5 , 2 7 2 , 4 2 2 . 5 , 2 0 5 , 2 8 1 , 5 2( C D )4 2 0 0 1 0 2 4 , 5 2 6 P 3 ~ , : l 9 5 , 6 3 2 4 , 8 5 5 , 0 1 3 , 1 9,6 4 2 , 5 9 2 ~ , 3 9 6 , 7 4 5 . 1 9 3 6 , 3 9 6 , 7 4 5 , 1 9 3( B D )~ 3 ! O 1 0 2 0 , 4 7 0 , 2 8 6 7 , S ! ) 2 5 , 6 6 6 , 2 5 9 A 4 3 5 , 6 6 6 , 2 5 9 , 4 4 3 1 0 . 9 3 l I o E S 6 , 1 8 2 0 , 0 5 0 , 2 9 8 2 , 7 6( A E >6 8 0 I S 2 3 , 2 ~ 3 , 5 1 7 , 1 2 'M 8 , 2 9 S , : l l 2 1 1 , 0 9 1 1 , 4 3 m 3 I,n 2 , 1 9 1 l , 9 ': 1 , a S 9 , 2 9 5 . 3 1 3( DE )7 1 0 0 S 2 6 , 2 7 6 , 2 1 0 , 9 7 2 7 , 6 0 1 [ 1 6 2 i J l 3 7 , 6 0 1,96 2 , 0 1 2 9 , 6 4 1 0 0 Z l 3,72 3 8 , 1 3 8 , 1 l 0 , 2 5(Df)8 2 1 , 8 1 1 , 6 9 1 ,D 60 0 S 2 3 , 1 3 3 , 7 9 1 , 5 8 2 2 , 2 0 2 , 0 4 1.84 3 2 , 2 0 2 , 0 4 7 , 8 4 3 0 , 1 6 0 , 2 2 21,71(D')

f. Disarankan pada penelitian selanjutnya agar jaringan pip a diperluas (diperbanyakjaringannya). Karakteristik pipa yang digunakan lebih bervariasi dan jugamenggunakan rumus-rumus lainnya.

DAFTAR PU STAKA1. Bhave, Pramod, R., (1991). Analysis of Flow in Water Distribution Network, Technornic

Publishing company Inc., Lancaster, Pennsylvania 17604 USA.2. Brater, Ernest, F., King, Horace, W., (1976). Handbook of Hydraulics, For the Solution

of Hydraulic Engineering Problems, Me Graw - Hill Book Company, New York.3. Davis, Calvin" V., Sorensen, Kenneth, E., (1969). Handbook of applied Hygraulics,Third Edition, McGraw-Hill Book Company, New York.4. Jeppson, Roland, W., (1971). Analysis of Flow in Pipe Network, Ann Arbor Science

Publishers Inc., Michigan 48106.5. Mg Junkin, F.E., VesiIin, P.A., (1968). Practical Hydraulics for The Public Work

Engineer, Public Work Magazine, Ridge Wood New Jersey.6. Potter, Merle, C., (1991). Mechanies of Fluids, Pretience-Hall Inc., New Jersey.7. Ranald, V. Giles, B.S., M.S. in C.E., (1977) Theory and Problems of Fluids Mechanicsand Hydraulics, McGraw-Hill Inc, New York.8. Triatmodjo, B., (1996). Hidraulika 1, Edisi 2, Penerbit Beta Offset, Yogyakarta.9. Triatmodjo, B., (1993). Hidraulika II, Edisi 1, Penerbit Beta Offset, Yogyakarta.60 Jurnal Teknik Sipil Volume 5 Nomor 1, April 2009: 1-89

Perhitungan Debit Pada Sal Pipa

Documents

Transcript of Perhitungan Debit Pada Sal Pipa