TUGAS AKHIR ANALISIS KESERAGAMAN TEKANAN UNTUK DISTRIBUSI …

TUGAS AKHIR

ANALISIS KESERAGAMAN TEKANAN UNTUK DISTRIBUSI AIR

BERSIH PADA GEDUNG SURACO BUILDING MAKASSAR

Diajukan sebagai persyaratan untuk menyelesaikan

Program Pendidikan Strata Satu Teknik Sipil

Pada Jurusan Sipil (Pengairan)

DISUSUN OLEH :

1. EDY WAHYONO : K 10581 1984 13

2. MUHAMMAD YUSUF : 10581 01207 10

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN SIPIL (PENGAIRAN)

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

2016

iv

ABSTRAK

Sistem plambing merupakan bagian yang tidak terpisahkan dalam pembangunan

gedung. Besarnya tekanan air yang baik secara umum standar adalah 1 kg/cm2, sedangkan

tekanan statik diusahakan 4 kg/cm2 hingga 5 kg/cm2 untuk perkantoran, 2.5 kg/cm2 sampai

3.5 kg/cm2 untuk hotel dan perumahan. Tekanan air yang terlalu rendah akan

menyebabkan alat plambing tidak berfungsi. Tekanan air sebaiknya dinaikkan sampai

batas tekanan minimum dari alat plambing. Gedung Suraco Building adalah bangunan

berarsitektur modern minimalis yang dipergunakan sebagai showroom sekaligus kantor

pusat penjualan motor yamaha oleh PT. Suracoabadi Jayamotor. Instalasi plambing perlu

diperhatikan standarisari sesuai denga standar plambing indonesia guna menjaga kinerja

para karyawan PT. Suracoabadi Jayamotor. Berdasarkan hal ini kami terdorong

melakukan penelitian untuk mendapatkan keseragaman tekanan aliran distribusi air

bersih.

Penelitian ini dilaksanakan selama 1 bulan di Gedung Suraco Building Makassar.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah penelitian langsung di lapangan.

Penelitian menggunakan perlakuan-perlakuan tertentu pada beberapa kelompok

pengamatan dan menyediakan kontrol untuk pembandingan studi lapangan. Pengukuran

besar tekanan aliran distribusi air bersih pada gedung Suraco Building Makassar untuk

dapat menghasilkan suatu kesimpulan keseragaman tekanan aliran yang tepat pada

penelitian ini.

Data diambil berdasarkan beberapa variasi. Pengukuran variasi 1 mempunyai

perbedaan nilai tekanan dengan pengukuran tekanan variasi 2 dan variasi 3, dimana nilai

tekanan pengukuran variasi 1 lebih besar dari hasil pengukuran variasi 2 dan pengukuran

variasi 3. Keseragaman tekanan diambil dari variasi 2 dan variasi 3 yang mempunyai nilai

tekanan yang berbeda cukup jauh.

Kesimpulannya nilai keseragaman tekanan pada kran lantai 1 sampai dengan

lantai 5 didapat dari perhitungan senilai 1,84 kgf/cm² dengan cara membagi pipa header

untuk penyalur air baku per lantai dengan memasang gate valve sebagai pengatur

persamaaan tekanan. Untuk mendapatkan nilai keseragaman tekanan untuk aliran

gravitasi yang paling efektif yaitu menyamakan tinggi reservoir terhadap kran air.

Kata kunci: bernoulli, gedung, plambing, keseragaman tekanan.

v

KATA PENGANTAR

Alhamdulilah Rabbil Alamin Puji dan syukur yang setinggi - tingginya

panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik dan

hidayah-Nya sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan.

Salam dan Sholawat senantiasa tercurahkan kepada baginda Nabi

Besar Muhammad SAW. Yang telah membawa dan mengajarkan dinul

Islam untuk umat manusia terkhusus untuk umat islam.

Proposal komprehensif ini berjudul “Analisis Keseragaman Tekanan

Untuk Distribusi Air Bersih Pada Gedung Suraco Buliding Makassar”.

Disusun guna memenuhi sebagian syarat-syarat akademis yang harus

dipenuhi dalam rangka menyelesaikan program studi Teknik Pengairan

pada jurusan Sipil dan perencanaan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Makassar.

Penyusun menyadari jika terdapat kekurangan dan kekeliruan dalam

penyusunan tugas akhir ini, dengan segala kerendahan hati penulis

mengharapkan kritik dan saran yang bersifat kontruktif dan edukatif demi

kesempurnaan dari tugas akhir ini. Dan akhirnya penulis berdoa semoga

tugas akhir ini bermanfaat bagi perkembangan dunia pendidikan khususnya

teknik pengairan.

Makassar, Februari 2016

Penyusun

vi

DAFTAR ISI

Sampul ………………………………………………………………………... i

Lembar Judul …………………………………………………………………. ii

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

Abstrak …......................…………………….……………………………..... iv

Kata Pengantar ………………………………………………………………. v

Daftar Isi …………………………………………………………..………….. vi

Daftar Notasi ……………………………….…………………....………....... vii

Daftar Gambar …………………………………………………..................... x

Daftar Tabel …………………………………………………………..…...….. xi

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ………………………………………………………. 01

B. Rumusan Masalah ……..…………………………………………… 04

C. Tujuan Penelitian ……………………………………………………. 05

D. Manfaat Penelitian ………………………………………………...... 05

E. Batasan Masalah ………………………………………………...….. 05

F. Sistematika Penulisan …………………………......……………….. 06

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

A. Pressure Drop ……….............……………………………….…….. 07

B. Teori Tekanan ………………………………..……………….…….. 08

C. Aliran Fluida dalam Pipa …………………………......................... 14

D. Distribusi Kecepatan, Tegangan Geser dan Kapasitas Aliran ..... 22

vii

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ………………………………....….. 27

B. Jenis Penelitian dan Sumber Data …………..………………....… 27

C. Bahan dan Alat ………………………………………..…………..... 29

D. Teknik Analisis Data…………………………………..………….... 30

E. Asumsi dan Parameter …………………………………………...... 31

F. Prosedur Penelitian ……………………………………………........ 31

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

A. Data Hasil Penelitian ......…......................……………………...... 33

B. Analisis Data ……………….......................……………………..... 38

C. Penyeragaman Tekanan Aliran …………………………………... 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ………………................................…….…………..... 56

B. Saran …………………………....……….................................…... 56

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………....……..... 58

LAMPIRAN

viii

DAFTAR NOTASI

A = Luas penampang (m²)

d = Diameter pipa (mm)

= Diameter pipa (mm)

F = Gaya (N)

f = faktor gesekan Darcy (tak berdimensi)

g = Gravitasi (m/s²)

h = Tinggi, Jarak (m)

h1 mayor = Kerugian mayor (m)

h1 minor = Kerugian minor (m)

K = Koefisien kerugian minor (tak berdimensi)

m = Massa (gr)

m = viskositas kinematik (m²/s)

Q = Debit (m³/s)

PPR = PolyPropylene Random (tak berdimensi)

P = Tekanan (Kgf/cm²)

= Density (Kg/m³)

Re = Bilangan Reynold (tak berdimensi)

ix

t = Waktu (dtk)

v = Kecepatan (m/s)

V = Volume (m³)

w = Gaya berat (N)

z = Beda ketinggian (m)

x

DAFTAR GAMBAR

Nomor Halaman

1. Tekanan pada kedalaman h dalam cairan ............………………... 9

2. Manometer …………………………………..............……………..... 10

3. Grafik kehilangan energi – kecepatan …….........………………...... 11

4. Aliran laminar (atas) dan aliran turbulen (bawah) …........…….….. 15

5. Percobaan Reynold tentang Aliran laminar (a) dan aliran

turbulen (b) ………………………………………………....……….... 17

6. Penampang saluran silinder membuktikan persamaan

kontinuitas ....……………….……………………………............….... 19

7. Tabung aliran fluida ………………………..............…………….…... 20

8. Diagram Moody …………....................…………..…………….…..... 25

9. Bagan Alir Penelitian ...................................................................... 32

10. Grafik pengukuran tekanan kran air ............................................... 36

11. Grafik perhitungan tekanan kran air ............................................... 48

12. Grafik keseragaman tekanan kran air ............................................. 54

13. Ilustrasi penempatan reservoir keseragaman tekanan .................. 55

xi

DAFTAR TABEL

Nomor Halaman

1. Pengukuran tekanan kran air tiap lantai untuk toilet pria dan wanita

dengan keadaan kran lantai lainnya dalam Keadaan

tertutup ............................................................................................. 33

2. Pengukuran tekanan kran air tiap lantai untuk toilet pria dan wanita

dengan keadaan kran lantai lainnya dalam keadaan

terbuka .........…................................................................................. 34

3. Pengukuran tekanan kran air tiap lantai (Lantai 1, lantai 2 dan lantai 3)

untuk toilet pria dan wanita dengan keadaan kran lantai 4 dan lantai 5

dalam keadaan terbuka dan sebaliknya ............................................ 35

4. Hasil perhitungan tekanan dan kecepatan pada berbagai variasi .... 48

5. Hasil perhitungan nilai keseragaman tekanan .................................. 54

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sistem plambing merupakan bagian yang tidak terpisahkan dalam

pembangunan gedung. Salah satu faktor yang menentukan tingkat

kenyamanan gedung adalah sistem plambing yang digunakan.

Pengertian plambing dalam hal ini adalah segala sesuatu yang

berhubungan dengan pelaksanaan pemasangan pipa dengan

peralatannya di dalam gedung seperti pipa air hujan, pipa air buangan, dan

pipa air minum yang dihubungkan dengan sistem, sedangkan sistem

plambing adalah sistem penyediaan air minum, penyaluran air buangan dan

drainase, termasuk semua sambungan, alat-alat dan perlengkapannya

yang terpasang dalam perumahan dan gedung. (SNI 03-6481-2000

Sistem Plambing, 2000)

Pada sistem penyediaan air bersih, alat plambing dan perlengkapan

plambing harus diberi aliran dengan kualitas dan tekanan yang cukup agar

dapat bekerja baik sesuai dengan standar pemakaian air yang dibutuhkan.

Kualitas air bersih yang dialirkan ke alat plambing dan perlengkapan

plambing harus memenuhi standar kualitas air minum yang dikeluarkan

oleh instansi yang berwenang, sedangkan sistem distribusi air

harus direncanakan sehingga dengan kapasitas dan tekanan air yang

minimal, alat plambing bekerja dengan baik (Satoto E. Nayono, 2011).

2

Besarnya tekanan air yang baik secara umum standar adalah 1

kg/cm2, sedangkan tekanan statik diusahakan 4 kg/cm hingga 5 kg/cm

untuk perkantoran, 2.5 kg/cm sampai 3.5 kg/cm untuk hotel dan

perumahan. Disamping itu beberapa macam peralatan plambing tidak

dapat berfungsi dengan baik kalau tekanan airnya kurang dari batas

minimum (Satoto E. Nayono, 2011).

Persyaratan tekanan air pada sistem penyediaan air bersih

sebaiknya :

1. Tekanan air pada setiap saat di titik aliran keluar harus 50 kPa (0.5

kg/cm2), tekanan pada katup penggelontor langsung sekurang-

kurangnya 1 kg/cm2. Pada perlengkapan lain yang mensyaratkan

tekanan yang lebih besar, tekanan air harus sebesar tekanan yang

diperlukan agar perlengkapan tersebut dapat berfungsi dengan baik.

2. Bila tekanan dalam jaringan distribusi air tidak dapat memenuhi

persyaratan tekanan air minum di titik pengaliran keluar, maka harus

dipasang suatu tangki penyediaan air yang direncanakan dan

ditempatkan untuk dapat memberikan tekanan minimum yang

disyaratkan, tangki tersebut dapat berupa tangki bertekanan atau tangki

gravitasi.

3. Bila tekanan air lebih dari 500 kPa (5 kg/cm2) atau bila terdapat katup

atau kran yang menutup sendiri, maka harus dipasang lubang udara

atau alat mekanis untuk mencegah bahaya akibat tekanan, pukulan

3

air dan suara dalam pipa yang tidak dikehendaki. (SNI 03-6481-2000

Sistem Plambing, 2000)

Alat dan perlengkapan plambing harus diberi aliran dengan kuantitas

dan tekanan yang cukup agar dapat bekerja baik tanpa menimbulkan suara

yang berlebihan (SNI 03-6481-2000). Tekanan air yang terlalu rendah akan

menyebabkan alat plambing tidak berfungsi, agar alat plambing berfungsi

secara baik maka tekanan air sebaiknya dinaikkan sampai batas tekanan

minimum dari alat plambing. Sering terjadi untuk menaikkan tekanan air ini

mengambil cara mudah, terlalu berlebihan kapasitasnya dan tidak

terkontrol, contoh dengan mengganti pompa air dan tangki yang sudah ada

dengan pompa air dan tangki yang berkapasitas lebih tinggi atau

menambah ketinggian tangki atap dengan maksud agar mendapatkan

tekanan air yang tinggi sehingga alat plambing akan berfungsi semua.

Memang betul semua alat plambing dengan tekanan yang tinggi semuanya

akan berfungsi dan mengalir, akan tetapi menimbulkan tekanan air dalam

pipa menjadi berlebihan dan sangat tinggi. Hal ini berpengaruh terhadap

pipa itu sendiri dan peralatan-peralatan yang terpasang pada sistem

penyediaan air bersih itu.

Contoh akibat tekanan air dalam pipa yang terlalu tinggi, bila kita

membuka atau menutup katup secara mendadak sering terdengar suara

benturan keras di dalam instalasi pipa atau kadang-kadang disertai

getaran pada instalasi pipa tersebut, begitu pula kalau kita mematikan

pompa sering mendengar suara keras di dalam pipa keluar, hal ini terjadi

4

karena pengaruh pukulan air yang diakibatkan oleh lonjakan tekanan

secara tiba-tiba akibat katup tertutup maupun aliran berhenti. Pukulan air

dapat mengakibatkan kerusakan di dalam instalasi plambing, untuk

menghindari hal tersebut, di tempat-tempat tertentu dalam instalasi

plambing yang memungkinkan timbulnya tekanan air berlebih perlu

ditambah alat untuk mencegah tekanan air ini.

Gedung Surco Building adalah bangunan berarsitektur modern

minimalis yang dipergunakan sebagai showroom sekaligus kantor pusat

penjualan motor yamaha oleh PT. Suracoabadi Jayamotor sehingga dalam

instalasi plambing perlu diperhatikan standarisari sesuai denga standar

plambing indonesia guna menjaga kinerja para karyawan PT. Suracoabadi

Jayamotor. Berdasarkan hal ini kami terdorong melakukan penelitian untuk

mendapatkan keseragaman tekanan aliran distribusi air bersih dengan judul

“Analisis Keseragaman Tekanan Untuk Distribusi Air Bersih Pada Gedung

Suraco Building Makassar”.

B. Rumusan Masalah

Rumusan pokok masalah dalam penelitian ini yaitu :

1. Bagaimana mengetahui besar tekanan pada level ketinggian yang

berbeda.

2. Bagaimana mendapatkan nilai keseragaman tekanan distribusi air baku

pada output katup atau kran sesuai nilai tekanan standar SNI.

5

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mendapatkan nilai keseragaman tekanan distribusi air bersih pada

gedung Suraco Building.

2. Hasil penelitian bisa digunakan untuk referensi instalasi air bersih dan

penilitian keseragaman tekanan pada gedung berlantai banyak.

D. Manfaat Penelitian

Manfaat yang dapat diambil dari penelitian antara lain :

1. Tekanan aliran pada tiap-tiap lantai seragam

2. Menjaga kerusakan pada jaringan pipa distribusi air bersih

3. Dapat dijadikan rujukan dan bahan referensi dalam penelitian aliran

keseragaman pipa distribusi air bersih

4. Berguna sebagai bahan referensi pada penelitian selanjutnya

mengenai distribusi keseragaman tekanan aliran air bersih pada

gedung berlantai banyak.

E. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini yaitu :

1. Penelitian dilaksanakan di Jl. A. P. Pettarani No. 20, Makassar pada

gedung Suraco Building Makassar dengan pengukuran tekanan kran

dari lantai satu sampai ke lantai lima.

2. Analisis keseragaman tekanan berdasarkan gaya gravitasi.

6

F. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan merupakan gambaran umum dari

keseluruhan penulisan secara sistematis diuraikan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat

penelitian, batasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Menguraikan tinjauan mengenai permasalahan yang akan menjadi bahan

penelitian dalam penulisan tugas akhir pada suatu wilayah tertentu. Dimana

dalam hal ini mencakup teori-teori beserta formula yang berkaitan langsung

dengan penelitian yang akan dilakukan.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Merupakan gambaran umum mengenai lokasi penelitian, peralatan

penelitian serta metode penelitian yang akan digunakan.

BAB IV ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN

Membahas tentang hasil dari penelitian yang telah dilakukan dilapangan

dan menganalisa keseragaman tekanan aliran aiir pada pipa distribusi,

serta menghitung volume air rata-rata tiap lantai.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dari pembahasan bab sebelumnya dan saran

yang berhubungan dengan permasalahan.

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Pressure Drop

Pressure drop merupakan istilah yang digunakan untuk

mendeskripsikan penurunan tekanan dari satu titik di dalam sistem

(misalnya aliran didalam pipa) ke titik yang lain yang mempunyai tekanan

lebih rendah. Pressure drop juga merupakan hasil dari gaya-gaya friksi

terhadap fluida yang mengalir didalam pipa. (Geankoplis C. J., 1997).

Pressure drop didefinisikan sebagai perbedaan tekanan antara dua

titik dari jaringan pembawa cairan. Pressure drop terjadi dengan gesekan

kekuatan, yang disebabkan oleh resistensi atau perlawanan terhadap

aliran, pada fluida yang mengalir melalui tabung. Penentu utama resistensi

terhadap aliran fluida adalah aliran kecepatan melalui pipa dan viskositas

(Kekentalan cairan). Pressure drop meningkat berbanding terbalik dengan

gesekan gaya geser dalam jaringan pipa. Sebuah jaringan pipa yang

mengandung kekasaran relatif tinggi serta banyak pipa fitting dan sendi.

Kekasaran permukaan dan sifat fisik lainnya akan mempengaruhi

penurunan tekanan. Kecepatan tinggi aliran dan viskositas fluida tinggi

menghasilkan penurunan tekanan yang lebih besar pada pipa.

8

B. Teori Tekanan

1. Tekanan

Tekanan didefinisikan sebagai besarnya gaya (F) tiap satuan luas

bidang yang dikenainya (A). Apabila suatu zat (padat, cair, dan gas)

menerima gaya yang bekerja secara tegak lurus terhadap luas permukaan

zat tersebut, maka dapat dirumuskan :

P = 𝐹

𝐴 ………………………………………..................…….. (1)

dimana;

P = tekanan (N/m²)

F = gaya (N)

A = luas penampang (m²)

Satuan SI (Satuan Internasional) untuk tekanan adalah Pa (Pascal)

turunan dari Newton/m². Dalam teknik memang lebih banyak digunakan

satuan tekanan lain seperti psi (pound per square inch), bar, atm, kgf/m²

atau dalam ketinggian kolom zat cair seperti cmHg.

Apabila suatu titik (benda) berada pada kedalaman h tertentu di

bawah permukaan cairan seperti yang ditunjukkan pada gambar 1,

maka berat benda dalam cairan tersebut mengeluarkan tekanan. Tekanan

yang dipengaruhi oleh kedalaman zat cair ini disebut dengan tekanan

hidrostatis. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air yang membuat

cairan tersebut mengeluarkan tekanan.

9

Gambar 1. Tekanan pada kedalaman h dalam cairan

Gaya yang bekerja pada luasan tersebut adalah F = mg = ρAhg,

dengan Ah adalah volume benda tersebut, ρ adalah kerapatan cairan

diasumsikan konstan (kg/m³), dan g adalah percepatan gravitasi (m/s²),

Turunan satuan Newton yaitu 1 N = 1 Kg.m.s² dimana 1 N/m² =

1,0197x105. Kemudian tekanan hidrostatis Ph adalah :

P = 𝑚.𝑔

𝐴 =

𝐴𝑔ℎ

𝐴 = gh …………………………………....... (2)

Contoh pemahaman tekanan hidrostatis dapat di lakukan dengan

percobaan menggunakan kaleng bekas tanpa tutup yang diberi lubang

berbeda pada ketinggian (lubang vertikal lurus), lalu kaleng diisi air, maka

seluruh lubang akan memancarkan air. Tetapi, masing-masing lubang

akan memancarkan air dengan jarak yang berbeda. Lubang paling

dasarlah yang memancrakan air paling deras. Jadi, gaya gravitasi

menyebabkan zat cair dalam wadah selalu tertarik kebawah. Semakin

10

tinggi zat cair dalam wadah, maka akan semakin besar tekanan zat cair

itu, sehingga makin besar juga tekanan zat cair pada dasar wadahnya.

Alat ukur tekanan dan beberapa jenis alat lainnya telah diciptakan

untuk mengukur tekanan, diantaranya adalah Sebuah pengukur vakum

digunakan untuk mengukur tekanan dalam ruang hampa-yang selanjutnya

dibagi menjadi dua subkategori, tinggi dan rendah vakum (vakum dan

kadang-kadang ultra-tinggi). Satuan dari alat ukur tekanan ini biasanya

berupa psi (pound per square inch), psf (pound per square foot), mmHg

(millimeter of mercury), inHg (inch of mercury), bar, atm (atmosphere),

N/m^2 (pascal).

Gambar 2. Manometer

2. Hukum Tekanan Gesek (Triatmo 1996:5)

Reynolds menetapkan melakukan pengukuran kehilangan energi di

dalam beberapa pipa dengan panjang berbeda dan untuk berbagai debit

aliran. Percobaan tersebut memberikan hasil berupa suatu grafik

hubungan antara kehilangan energi hf dan kecepatan aliran V. Gambar

11

3 menunjukan kedua hubungan tersebut yang dibuat dalam skala

logaritmik untuk diameter tertentu.

Bagian bawah dari grafik merupakan garis lurus, dengan

kemiringan 45°, yang menunjukan bahwa hf sebanding dengan V,

yang merupakan sifat aliran laminer. Sedang bagian atas merupakan

garis lurus dengan kemiringan n, dengan n antara 1,75 dan 2,0 yang

tergantung pada nilai Re dan kekasaran. Hal ini menunjukan bahwa

hf sebanding dengan C V , nilai pangkat yang besar berlaku untuk

pipa kasar sedang yang kecil untuk pipa halus. Dari grafik tersebut

terlihat bahwa kehilangan energi pada aliran turbulen lebih besar

dari aliran laminer. Hal ini disebabkan karena adanya turbulensi

(aliran tidak stabil) yang dapat memperbesar kehilangan energi.

3. Pengaruh Tekanan Terhadap Debit Aliran

Fluida yang keluar melalui lubang bawah pada tangki, sesaat

setelah berada diluar lubang mengalami aliran jatuh bebas. Maka

energi petensial fluida yang ada oleh karena kedudukannya

Gambar 3. Grafik kehilangan energi - kecepatan

12

diketinggian tertentu berubah menjadi energi kinetik gerakan fluida

dengan kecepatan tertentu. Maka secara teoritis, aliran fluida itu dapat

dicari dengan kecepatan tertentu dengan menggunakan prinsip

hukum kekekalan energi. Kecepatan jatuhnya aliran fluida kebawah

dapat diangap sebagai gerak jatuh bebas dan secara teoritis dapat

dicari dengan rumus V=√2𝑔ℎ2. Tangki tersebut terbuka terhadap

atmosfer dengan demikian tekanan pada permukaan lubang bawah

tangki dan permukaan air ditangki adalah sama yaitu satu alur.

Nilai h dalam percobaan adalah jarak antara titik permukaan

bebas fluida dan udara dengan titik tengah lubang (orifice ). Semakin

besar nilai h berarti semakin banyak massa air dalam tangki maka

semakin besar pula tekanan pada dasar tangki. Kecepata aliran fluida

juga lebih tinggi, volume yang keluar lebih banyak dan debit airnya

juga lebih tinggi.

Nilai H pada Orifice diukur dari titik tengah orifice ke permukaaan

bebas. Ketinggian tersebut diasumsikan tetap konstan. Persamaan

Bernoulli diaplikasikan dari permukaan bebas hingga ke bagian

tengah dengan tekanan atmosfer lokal dan data elevasi ,

mengabaikan kehilangan yang terjadi diperoleh V= √2𝑔ℎ2. Ini hanya

kecepatan teoritis, karena kehilangan diantara titik permukaan bebas

dan bagian tengah orifice diabaikan. Rasio dari kecepatan aktual (Va)

dengan kecepatan teoritis (Vt) disebut dengan koefisien kecepatan

13

(Cv) yaitu Cv = Va/Vt atau ditulis dengan Va = Cv √2𝑔ℎ2 (Streeter and

Wylie, 1993).

Aliran teoritis dari sebuah tangki besar yang melalui lubang relatif

kecil dengan biasa pada kedalaman h di bawah permukaan bebas

dapat dicari dengan prinsip dari kekekalan energi . Misalkan tangki

terbuka ke atmosfer, tekanan pada permukaan bebas maupun pada

lubang adalah atmosferik dan dengan demikian persamaan Bernouli

memberikan : h= v²/2g. V adalah kecepatan pengeluaran teoritis dan

h adalah Z1 dan Z2 dalam persamaan Bernouli. Kecepatan

pengeluaran sebenarnya adalah Q = Cd a √2𝑔ℎ2. Cd didefenisikan

sebagai koefiisien pengeluaran ( Dugdale,1986).

Hukum Bernouli diterapkan pada zat cair yang mengalir dengan

kecepatan berbeda dalam suatu pipa.

P + ρ g y + ½ ρ v² = C …………………………………………......………. (3)

P = tekanan

ρ.g.y = energi potensial …………………………………………………..... (4)

½ ρ v² = energi kinetik ………………………….……...…………………... (5)

Cepat aliran / debit air (Q) adalah volume fluida yang dipindahkan tiap

satuan waktu.

Q = A.V ………………………………………………………...…….…….... (6)

A1.v1=A2.v2

V = kecepatan fluida (m/s)

A = luas penampang yang dilalui fluida (m²)

14

Untuk zat cair yang mengalir melalui sebuah lubang paga tangki,

maka besar kecepatannya selalu dapat diturunkan dari hukum

Bernouli yaitu :

V = √2𝑔ℎ2 ………………………………………………………………...….. (7)

h adalah kedalaman lubang dari permukaan zat cair (Mirower dan

Ersemhork, 2003).

C. Aliran Fluida dalam Pipa

Fluida yang bergerak dapat diklasifikasikan ke dalam beberapa

katagori. Apakah alirannya steadi atau tak steadi, apakah fluidanya

kompresibel (dapat mampat) atau inkompresibel (tak dapat mampat),

apakah fluidanya viskos atau non-viskos, atau apakah aliran fluidanya

laminar atau turbulen. Jika fluidanya steadi, kecepatan partikel fluida pada

setiap titik tetap terhadap waktu. Fluida pada berbagai bagian dapat

mengalir dengan laju atau kecepatan yang berbeda, tetapi fluida pada

satu lokasi selalu mengalir dengan laju atau kecepatan yang tetap.

Fluida inkompressibel adalah suatu fluida yang tak dapat

dimampatkan. Sebagian besar cairan dapat dikatakan sebagai

inkompressibel. Dengan mudah anda dapat mengatakan bahwa fluida

gas adalah fluida kompressibel, karena dapat dimampatkan.

Sedangkan fluida viskos adalah fluida yang tidak mengalir dengan

mudah, seperti madu dan aspal. Sementara itu, fluida tak-viskos adalah

fluida yang mengalir dengan mudah, seperti air.

15

1. Aliran Laminar dan Turbulen dalam Pipa

Aliran fluida dapat dibedakan menjadi aliran laminar dan aliran

turbulen, tergantung pada jenis garis alir yang dihasilkan oleh partikel-

partikel fluida. Jika aliran dari seluruh partikel fluida bergerak sepanjang

garis yang sejajar dengah arah aliran (atau sejajar dengan garis tengah

pipa, jika fluida mengalir di dalam pipa), fluida yang seperti ini dikatakan

laminar.

Fluida laminar kadang-kadang disebut dengan fluida viskos atau

fluida garis alir (streamline). Kata laminar berasal dari bahasa latin lamina,

yang berarti lapisan atau plat tipis. Sehingga, aliran laminar berarti aliran

yang berlapis-lapis.

Jika gerakan partikel fluida tidak lagi sejajar, mulai saling bersilang

satu sama lain sehingga terbentuk pusaran di dalam fluida, aliran yang

seperti ini disebut dengan aliran turbulen, seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 4. (bawah).

Gambar 4. Aliran laminar (atas) dan aliran turbulen (bawah)

Karakteristik struktur aliran internal (dalam pipa) sangat tergantung

dari kecepatan rata-rata aliran dalam pipa, densitas, viskositas dan

diameter pipa. Aliran fluida (cairan atau gas) dalam pipa mungkin

16

merupakan aliran laminer atau turbulen. Perbedaan antara aliran laminar

dan turbulen secara eksperimen pertama sekali dipaparkan oleh

Osborne Reynolds pada tahun 1883. Eksperimen itu dijalankan

dengan menyuntikkan cairan berwarna ke dalam aliran air yang

mengalir di dalam tabung kaca. Jika fluida bergerak dengan kecepatan

cukup rendah, cairan berwarna akan mengalir di dalam sistem membentuk

garis lurus tidak bercampur dengan aliaran air, seperti yang diperlihatkan

pada Gambar 5 (a).

Pada kondisi seperti ini, fluida masih mengalir secara laminar.

Jadi pada prinsipnya, jika fluida mengalir cukup rendah seperti kondisi

eksperimen ini, maka terdapat garis alir. Bila kecepatan fluida

ditingkatkan, maka akan dicapai suatu kecepatan kritis. Fluida mencapai

kecepatan kritis dapat ditandai dengan terbentuknya gelombang cairan

warna. Artinya garis alir tidak lagi lurus, tetapi mulai bergelombang dan

kemudian garis alir menghilang, karena cairan berwarna mulai menyebar

secara seragam ke seluruh arah fluida air, seperti yang diilustrasikan pada

Gambar 5 (b).

Perilaku ketika fluida mulai bergerak secara acak (tak menentu)

dalam bentuk arus-silang dan pusaran, menunjukkan bahwa aliran air tidak

lagi laminar. Pada kondisi seperti ini garis alir fluida tidak lagi lurus dan

sejajar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5 (b).

17

Gambar 5. Percobaan Reynold tentang Aliran laminar (a)

dan aliran turbulen (b)

Menurut Reynold, untuk membedakan apakah aliran itu turbulen atau

laminar dapat menggunakan bilangan tak berdimensi yang disebut dengan

Bilangan Reynold.

Bilangan ini dihitung dengan persamaan berikut :

𝑅𝑒 = 𝑉 𝐷

µ =

𝑉 𝐷

𝑣 ……………………………………..…….........……… (8)

dimana :

Re = Bilangan Reynold (tak berdimensi)

V = Kecepatan rata-rata (ft/s atau m/s)

D = Diameter pipa (ft atau m)

v = / viskositas kinematik (m²/s)

18

Tabel 1. Jenis Aliran Fluida

JENIS ALIRAN NILAI Re

Laminar < 2100

Transisi 2100 e < 4000

Turbulen > 4000

Tabel 2. Berat jenis air

TEMPERATUR BERAT JENIS

TEMPERATUR BERAT JENIS

t t

(°C) (gr/cm³) (°C) (gr/cm³)

20 0.9982 30 0.9957

21 0.9980 31 0.9954

22 0.9978 32 0.9951

23 0.9976 33 0.9947

24 0.9973 34 0.9944

25 0.9971 35 0.9941

26 0.9968 36 0.9937

27 0.9965 37 0.9934

27.5 0.9964 38 0.9930

28 0.9963 39 0.9926

29 0.9960 40 0.9927

2. Persamaan Kontinuitas

Fluida yang mengalir melalui suatu penampang saluran akan selalu

memenuhi hukum kontinuitas yaitu laju massa fluida yang masuk m1 akan

selalu sama dengan laju massa fluida yang keluar m2, persamaan

kontinuitas adalah sebagai berikut :

m1 = m2 ………………………………………………….........…....… (9)

(ρAV)1 = (ρAV)2 …………………………………………………....… (10)

19

untuk fluida inkompresibel : ρ1 = ρ2 sehingga,

(AV)1 = (AV)2 ……………………………………………………...… (11)

Q1 = Q2 …………………………………………………..........……... (12)

dimana; m = laju massa fluida (kg/s)

Q = debit air (m³/s)

V = kecepatan aliran fluida

(m/s) A = luas penampang dalam pipa (m²)

Gambar 6. Penampang saluran silinder membuktikan persamaan kontinuitas

3. Persamaan Dasar Bernoulli

Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang

menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan

fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip

ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari Persamaan Bernoulli

yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu

aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur

aliran yang sama. Asas Bernoulli menyatakan bahwa pada pipa mendatar,

tekanan fluida paling besar adalah pada bagian yang kelajuan alirannya

20

paling kecil. Sebaliknya, tekanan paling kecil adalah pada bagian yang

kelajuan alirannya paling besar.

Suatu persamaan yang banyak dipakai, yang menghubungkan

tekanan, kecepatan, dan elevasi bermula di masa Daniel Bernoulli dan

Leonhrad Euler dalam abad ke-18. Persamaan Bernoulli merupakan

persamaan dasar dari dinamika fluida di mana berhubungan dengan

tekanan (p), kecepatan aliran (v) dan ketinggian (h), dari suatu pipa yang

fluidanya bersifat tak kompresibel dan tak kental, yang mengalir dengan

aliran yang tak turbulen. Tinjau aliran fluida pada pipa dengan ketinggian

yang berbeda seperti Gambar 7.

Bagian sebelah kiri pipa mempunyai luas penampang A1 dan sebelah

kanan pipa mempunyai luas penampang A2. Fluida mengalir disebabkan

oleh perbedaan tekanan yang terjadi padanya. Pada bagian kiri fluida

terdorong sepanjang dl1 akibat adanya gaya F1 = A1p1 sedangkan pada

bagian kanan dalam selang waktu yang sama akan berpindah sepanjang

dl2.

Gambar 7. Tabung aliran fluida

21

Usaha yang dilakukan oleh gaya F1 adalah dW1 = A1 p1 dl1 sedang

pada bagian kanan usahanya

dW2 = - A2 p2 dl2

dW1 + dW2 = A1 p1 dl1 – A2 p2 dl2

Sehingga usaha totalnya adalah:

W1 + W2 = A1 p1 l1 – A2 p2 l2

Bila massa fluida yang berpindah adalah m dan rapat massa fluida

adalah ρ, maka diperoleh persamaan:

W = (p1 – p2) 𝑚

𝑉

Persamaan diatas merupakan usaha total yang dilakukan oleh

fluida. Bila fluida bersifat tak kental, maka tak ada gaya gesek sehingga

kerja total tersebut merupakan perubahan energi mekanik total pada fluida

yang bermasa m. Besarnya tambahan energi mekanik total adalah:

E = ( 1

2 mv₂²-

1

2 mv₁²-) + (mgh₂ – mgh₁ )

Maka

(P₁ - P₂) 𝑚

= (

1

2 mv₂²-

1

2 mv₁²-) + (mgh₂ – mgh₁ )

P₁+ 1

2 v₁² + gh₁ = P₂+

1

2 v₂² + gh₂

Sehingga dapat disimpulkan:

P₁+ 1

2 v₁² + gh₁ = Konstan ………………………………………….. (13)

22

D. Distribusi Kecepatan, Tegangan Geser dan Kapasitas Aliran

Aliran fluida inkompresibel yang bergesekan akan menimbulkan

perubahan kecepatan pada penampang sistem aliran. Perubahan vektor

kecepatan aliran ini dapat dinyatakan dalam suatu persamaan matematika

yang dapat digambarkan dalam bentuk distribusi kecepatan.

Perubahan kecepatan akibat adanya pengaruh gesekan akan

menimbulkan perubahan tegangan geser sepanjang aliran. Perubahan

tegangan geser juga dapat dinyatakan dalam sebuah persamaan

matematika yang dapat digambarkan dalam bentuk distribusi tegangan

geser.

Persamaan matematika untuk distribusi kecepatan diperoleh dengan

menganalisa partikel aliran pada suatu kontrol volume diferensial. Dengan

menerapkan persamaan hukum II Newton untuk menentukan total

gaya pada semua bidang, dan menggabungkan dengan persamaan

deformasi linier fluida akan diperoleh persamaan distribusi kecepatan dan

distribusi tegangan geser. Sedangkan persamaan kapasitas aliran

diperoleh dari integrasi persamaan kecepatan pada luas penampang total.

1. Parameter yang Memengaruhi Besar Tekanan Aliran

a. Kecepatan campuran dan penambahan fraksi volume air

Pengaruh kecepatan campuran dan penambahan air diteliti oleh

Russell dkk. (1959). Secara umum, kecepatan campuran rendah

menyebabkan aliran terpisah atau bertingkat, sementara kecepatan

campuran tinggi menyebabkan aliran beremulsi.

23

b. Viskositas, densitas dan tegangan permukaan

Pengaruh viskositas, diteliti oleh Russell dkk. (1959), Charles dkk.

(1961) dan Arirachakaran dkk. (1989) yang hasilnya menunjukkan bahwa

faktor-faktor tersebut hanya sedikit atau bahkan tidak berpengaruh pada

pola aliran minyak-air yang diamati. Urutan maupun jumlah pola aliran

yang diamati adalah sama, hanya saja transisi dari satu rezim aliran ke

rezim aliran yang lainnya akan tampak pada kecepatan superfisial yang

berbeda jika viskositas minyak yang digunakan berbeda. Ini berarti bahwa

ukuran dari satu daerah rezim aliran bisa sedikit berbeda. Dalam aliran dua

fase, dengan adanya perbedaan densitas yang tinggi antarfase, maka pola

aliran stratified umumnya akan tampak dengan ketentuan rentang variasi

kecepatan campuran yang cukup besar dan variasi fraksi air dibandingkan

pada kasus aliran dua fase dengan perbedaan densitas yang rendah.

c. Geometri Aliran dan Sifat Pelarutan

Geometri aliran seperti diameter pipa, design inlet, dipelajari oleh

Soleimani dkk. (1997), dan sudut kemiringan pipa sebagai

parameter lain yang dapat mempengaruhi pola aliran yang tampak.

Inlet (yaitu pencampuran unit minyak/air) dapat dibentuk dengan cara

yang cenderung untuk menjaga aliran bertingkat. Atau, inlet dapat dibentuk

untuk aliran terdispersi. Sifat pelarutan juga dapat mempengaruhi pola

aliran sebagaimana yang telah diselidiki oleh Clark (1949), Angeli (1996)

serta Angeli dan Hewitt (2000). Secara umum, lebih dipilih pelarutan

24

oleh minyak agar terjadi kontinyuitas dispersi minyak dibanding dengan

pelarutan oleh air untuk mendukung dispersi air yang kontinyu.

d. Suhu dan tekanan:

Suhu dan tekanan mempengaruhi pola aliran dalam arti bahwa

mereka mempengaruhi sifat fisik seperti viskositas, densitas, dll.

2. Rugi-Rugi Aliran

Salah satu hal yang terkena pengaruh oleh berbagai variasi instalasi

pipa seperti perubahan ketinggian, perubahan kecepatan akibat

perubahan penampang dan gesekan fluida adalah adanya perubahan

tekanan pada fluida yang mengalir dalam pipa.

Pada aliran tanpa gesekan, perubahan tekanan dapat dianalisa

dengan persamaan Bernoulli yang memperhitungkan perubahan tekanan

ke dalam perubahan ketinggian dan perubahan kecepatan. Sehingga

perhatian utama dalam menganalisa kondisi aliran nyata adalah pengaruh

dari gesekan. Gesekan akan menimbulkan penurunan tekanan atau

kehilangan tekanan. Berdasarkan lokasi timbulnya kehilangan, secara

umum kehilangan tekanan akibat gesekan atau kerugian ini dapat

digolongkan menjadi 2 yaitu: kerugian mayor dan kerugian minor.

a. Kerugian Mayor

Kerugian mayor adalah kehilangan tekanan akibat gesekan aliran

fluida pada sistem aliran penampang pipa yang konstan. Kerugian ini untuk

selanjutnya akan disebutkan sebagai head loss.

Head loss mayor untuk aliran turbulen diperoleh :

25

h1 mayor= 𝑓𝑙

𝐷

𝑉²

2𝑔 ………………………………………………..... (14)

Persamaan ini disebut persamaan Darcy-Weisbach, berlaku

untuk setiap aliran, berkembang penuh, steady, inkompresibel baik

pada pipa horizontal maupun di atas bukit. Sedangkan faktor gesekan f,

disebut sebagai faktor gesekan Darcy.

Gambar 8. Diagram Moody

26

b. Kerugian Minor

Kerugian minor adalah kehilangan tekanan akibat gesekan

yang terjadi pada alat kelengkapan pipa seperti katup, belokan, tee,

filter dan pada penampang pipa yang tidak konstan. Kerugian ini untuk

selanjutnya akan disebutkan sebagai head loss. Kerugian minor diberikan

dalam bentuk koefisien kerugian (loss coefficient), yang didefinisikan

sebagai :

𝐾 = 𝑓ℎ1

(𝑉2/2𝑔)=

𝛥𝑃1

2𝑉²

…………………………………………….. (15)

Sehingga, head loss:

h1 minor = 𝐾𝑉²

2𝑔 …………………………………………....….…. (16)

27

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan selama 1 (Satu) bulan dengan lokasi

bertempat di Gedung Suraco Building Makassar untuk pengambilan data 1

(satu) minggu dan 3 (tiga) minggu untuk menganalisa hasil penelitian.

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah Penelitian langsung di

lapangan. Metode ini dipandang efektif untuk mengkaji Studi Keseragaman

Distribusi Tekanan Aliran Air Pada Sistem Jaringan Pipa Air Bersih Gedung

Suraco Building Makassar untuk pemeliharaan instalasi pipa air bersih.

B. Jenis Penelitian dan Sumber Data

1. Jenis Penelitian

Banyak sekali ragam penelitian yang dapat kita lakukan. Hal ini

bergantung pada tujuan, pendekatan, bidang ilmu, tempat dan sebagainya.

Menurut Margono (2007:1) penelitian adalah semua kegiatan pencarian,

penyelidikan, dan percobaan secara alamiah dalam suatu bidang tertentu,

untuk mendapatkan fakta-fakta atau prinsip-prinsip baru yang bertujuan

untuk mendapatkan pengertian baru dan menaikkan tingkat ilmu serta

teknologi. Berdasarkan pengertian tersebut, maka ketika seseorang

melakukan penelitian memerlukan bentuk atau jenis penelitian tertentu

yang sesuai dengan bidang penelitian yang dilakukannya.

28

Jenis penelitian yang digunakan adalah disesuaikan dengan kondisi

yang sudah ada di lapangan. Dimana kondisi tersebut dibuat suatu

penelitian langsung oleh peneliti. Dengan demikian penelitian langsung ini

adalah penelitian yang digunakan dengan mengadakan pengamatan

terhadap obyek penelitian serta adanya kontrol dengan tujuan untuk

menyelidiki ada tidaknya hubungan sebab akibat serta berapa besar

hubungan sebab akibat tersebut dengan cara memberikan perlakuan-

perlakuan tertentu pada beberapa kelompok pengamatan dan

menyediakan kontrol untuk pembandingan.

2. Sumber Data

Pada penelitian ini ditinjau dari Jenis Data & Analisis menggunakan

sumber data yakni :

1. Data primer yang diperoleh langsung dari pengamatan di lapangan

2. Data sekunder yakni data yang diperoleh dari literatur buku maupun

internet yang berkaitan dengan penelitian tekanan pada suatu jaringan

pipa.

C. Bahan dan Alat

1. Bahan Penelitian terdiri dari :

Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian sebagai berikut :

1. Air bersih / Air baku, diambil dari bak penampung sementara (Ground

tank) dan sebagai bahan utama dalam penelitian.

2. Roof tank / Tampungan air, bahan roof tank terbuat dari fiber dengan

kapasitas @4.000 liter. Jumlah roof tank yang dipakai sebanyak 4 buah.

29

3. Pipa primer distribusi PPR 65 mm panjang 40 m.

4. Pipa sekunder distribusi PPR 50 mm panjang 80 m.

5. Pipa tersier distribusi PPR 32 mm panjang 80 m.

6. Pipa kwuarter distribusi PPR 20 mm panjang 60 m.

7. Kran air 4 bh.

8. Gate valve kuningan/ PPR 65 jumlah 4 bh.

9. Fitting asesoris pipa PPR.

2. Peralatan Penelitian yang digunakan yaitu :

Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah:

1. Manometer untuk mengukur keseragaman tekanan aliran di tiap-tiap

lantai, jumlah 4 bh.

2. Roll meter/ Meter Laser untuk mengukur panjang pipa distribusi, jumlah

2 bh.

3. Stopwatch adalah alat mengukur waktu digunakan pada pengukuran

debit aliran, jumlah 3 bh.

4. Ember kapasitas 8 liter, jumlah 3 bh.

5. Handphone sebagai alat komunikasi, jumlah 3 bh.

6. Seperangkat alat komputer untuk menghitung analisis keseragaman

tekanan dan penyusunan skripsi.

30

D. Teknik Analisis Data

Studi lapangan yang dilakukan adalah mengukur besar tekanan aliran

distribusi air bersih pada gedung Suraco Building Makassar untuk nantinya

dapat menghasilkan suatu kesimpulan keseragaman tekanan aliran yang

tepat pada penelitian ini yaitu :

- Tekanan aliran distribusi air bersih dengan menggunakan persamaan

2.

P = 𝑚.𝑔

𝐴 =

𝐴𝑔ℎ

𝐴 = gh

- Kecepatan aliran dengan menggunakan persamaan 7.

V = √2𝑔ℎ2

- Keseragaman tekanan dengan menggunakan persamaan 13.

P₁+ 1

2 v₁² + gh₁ = Konstan

E. Asumsi dan Parameter

Berdasarkan rumusan masalah pada bab 1 maka parameter

penelitian sebagai berikut :

1. Debit / Q (m³/dtk)

2. Tekanan / P (kg/m²)

3. Ketinggian / h (m)

4. Diameter pipa / d (mm)

Berdasarkan parameter tersebut maka keseragaman tekanan aliran

gravitasi dalam pipa dipengaruhi oleh ketinggian.

31

F. Prosedur Penelitian

Berikut ini adalah prosedur – prosedur yang dilakukan dalam

penelitian analisis keseragaman tekanan untuk distribusi air baku pada

gedung Suraco Building :

1. Pengukuran parameter dilakukan setelah mempelajari kajian bab II,

pengukuran parameter dimaksudkan untuk mengukur pengaruh

parameter – parameter terhadap tekanan aliran, kecepatan aliran,

ketinggian sumber debit, panjang pipa, dan diameter terhadap

keseragaman tekanan.

2. Setelah mendapatkan besar tekanan kemudian dilakukan analisis data

dengan memakai persamaaan – persamaan rumus yang ada pada bab

II untuk memperoleh nilai keseragaman distribusi air bersih.

32

Flow Chart Penelitian

Gambar 9. Bagan Alir Penelitian

MULAI

Pengukuran

Parameter

Teori Tekanan

- Tekanan (P)

- Kecepatan (v)

- Debit (Q)

- Penampang Pipa (d)

-

Mengukur

- Tekanan Aliran (P)

- Kecepatan (v)

- Ketinggian (h)

- Penampang Pipa (d)

- Besar Tekanan

SELESAI

Analisis Data

Nilai

Keseragaman

33

VOLUME WAKTU h

(ltr) (dtk) Q Q rt-rt (m) Kgf/cm² PSI

1 13.5 11.60 1.16 21 6.00 85.34

2 13.5 11.60 1.16 21 6.00 85.34

1 13.5 11.60 1.16 21 6.00 85.34

2 13.5 11.60 1.16 21 6.00 85.34

1 13.5 11.60 1.16 17 5.75 81.78

2 13.5 11.60 1.16 17 5.75 81.78

1 13.5 11.60 1.16 17 5.75 81.78

2 13.5 11.60 1.16 17 5.75 81.78

1 13.5 11.50 1.17 12 5.50 78.23

2 13.5 11.50 1.17 12 5.50 78.23

1 13.5 11.50 1.17 12 5.50 78.23

2 13.5 11.50 1.17 12 5.50 78.23

1 13.5 11.50 1.17 8 5.25 74.67

2 13.5 11.50 1.17 8 5.25 74.67

1 13.5 11.50 1.17 8 5.25 74.67

2 13.5 11.50 1.17 8 5.25 74.67

1 13.5 11.50 1.17 4 5.00 71.12

2 13.5 11.50 1.17 4 5.00 71.12

1 13.5 11.50 1.17 4 5.00 71.12

2 13.5 11.50 1.17 4 5.00 71.12

NO LOKASI KRANDEBIT (ltr/dtk) TEKANAN

2 LANTAI 2

PRIA

1.16

WANITA

1 LANTAI 1

PRIA

1.16

WANITA

3 LANTAI 3

PRIA

1.17

WANITA

4 LANTAI 4

PRIA

1.17

WANITA

5 LANTAI 5

PRIA

1.17

WANITA

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Data Hasil Penelitian

Pada bab ini akan dibahas penelitian, analisis dan pembahasan data

Hasil penelitian langsung dilapangan sebagai berikut :

1. Variasi 1.

Variasi 1 adalah kondisi empat kran terbuka dalam satu lantai.

Sementara kran pada lantai lainnya dalam kondisi tertutup. Alat

pengukur Manometer dipasang pada kran dengan kondisi kran

terbuka. Dimana dapat dijelaskan dalam bentuk grafik seperti gambar

10 yang berdasarkan data pengukuran tabel 3.

Tabel 3. Data pengamatan tekanan dan debit dengan kondisi semua kran dalam satu lantai terbuka dan kran pada lantai lainnya tertutup.

Sumber data: Hasil pengukuran langsung

34

VOLUME WAKTU h


1 13.5 11.75 1.15 21 5.50 78.23

2 13.5 11.75 1.15 21 5.50 78.23

1 13.5 11.75 1.15 21 5.50 78.23

2 13.5 11.75 1.15 21 5.50 78.23

1 13.5 11.70 1.15 17 5.25 74.67

2 13.5 11.70 1.15 17 5.25 74.67

1 13.5 11.70 1.15 17 5.25 74.67

2 13.5 11.70 1.15 17 5.25 74.67

1 13.5 11.65 1.16 12 4.75 67.56

2 13.5 11.65 1.16 12 4.75 67.56

1 13.5 11.65 1.16 12 4.75 67.56

2 13.5 11.65 1.16 12 4.75 67.56

1 13.5 11.60 1.16 8 4.50 64.00

2 13.5 11.60 1.16 8 4.50 64.00

1 13.5 11.60 1.16 8 4.50 64.00

2 13.5 11.60 1.16 8 4.50 64.00

1 13.5 11.55 1.17 4 4.25 60.45

2 13.5 11.55 1.17 4 4.25 60.45

1 13.5 11.55 1.17 4 4.25 60.45

2 13.5 11.55 1.17 4 4.25 60.45


2 LANTAI 2

PRIA

1.15

WANITA

1 LANTAI 1

PRIA

1.15

WANITA

3 LANTAI 3

PRIA

1.16

WANITA

4 LANTAI 4

PRIA

1.16

WANITA

5 LANTAI 5

PRIA

1.17

WANITA

2. Variasi 2.

Variasi 2 adalah kondisi empat kran terbuka dalam satu lantai.

Sementara kran pada lantai lainnya dalam kondisi terbuka. Alat

pengukur Manometer dipasang pada kran dengan kondisi kran terbuka,

pengukuran manometer diambil tiap lantai. Dimana dapat dijelaskan

dalam bentuk grafik seperti gambar 10 yang berdasarkan data

pengukuran tabel 4.

Tabel 4 Data pengamatan tekanan dan debit dengan kondisi semua kran dalam satu lantai terbuka dan kran pada lantai lainnya terbuka.


3. Variasi 3.

Variasi 3 adalah kondisi masing-masing empat kran terbuka dilantai 1,

lantai 2, dan lantai 3, sedangkan kondisi kran pada lantai 4 dan lantai 5

35

VOLUME WAKTU h


1 13.5 11.75 1.15 21 5.50 78.23

2 13.5 11.75 1.15 21 5.50 78.23

1 13.5 11.75 1.15 21 5.50 78.23

2 13.5 11.75 1.15 21 5.50 78.23

1 13.5 11.70 1.15 17 5.25 74.67

2 13.5 11.70 1.15 17 5.25 74.67

1 13.5 11.70 1.15 17 5.25 74.67

2 13.5 11.70 1.15 17 5.25 74.67

1 13.5 11.65 1.16 12 4.75 67.56

2 13.5 11.65 1.16 12 4.75 67.56

1 13.5 11.65 1.16 12 4.75 67.56

2 13.5 11.65 1.16 12 4.75 67.56

1 13.5 11.60 1.16 8 4.50 64.00

2 13.5 11.60 1.16 8 4.50 64.00

1 13.5 11.60 1.16 8 4.50 64.00

2 13.5 11.60 1.16 8 4.50 64.00

1 13.5 11.55 1.17 4 4.25 60.45

2 13.5 11.55 1.17 4 4.25 60.45

1 13.5 11.55 1.17 4 4.25 60.45

2 13.5 11.55 1.17 4 4.25 60.45


2 LANTAI 2

PRIA

1.15

WANITA

1 LANTAI 1

PRIA

1.15

WANITA

4 LANTAI 4

PRIA

1.16

WANITA

3 LANTAI 3

PRIA

1.16

WANITA

5 LANTAI 5

PRIA

1.17

WANITA

tertutup. Dan sebaliknya kondisi kran lantai 4 dan lantai 5 terbuka

sedangkan lantai 1, lantai 2, dan lantai 3 tertutup. Alat pengukur

Manometer dipasang pada lantai yang sama dengan kondisi kran

terbuka. Dimana dapat dijelaskan dalam bentuk grafik seperti gambar

10 yang berdasarkan data pengukuran tabel 5.

Tabel 5. Data pengamatan tekanan dan debit dengan kondisi kran lantai 1 sampai dengan lantai 3 kran dalam keadaan terbuka dan kran lantai 4 dan lantai 5 tertutup dan sebaliknya.


Berdasarkan data hasil pengukuran pada tabel 3, tabel 4, dan tabel 5.

dapat digambarkan nilai tekanan dalam gambar 10.

36

Gambar 10. Perbandingan pengukuran tekanan berbagai variasi.

Pada gambar 10 garis memperlihatkan bahwa pengukuran tekanan

variasi 1 terjadi peningkatan tekanan secara signifikan seiring dengan

bertambah jarak vertikal dari reservoir. Sedangkan variasi 2 dan 3

menunjukkan nilai tekanan lebih rendah dari pada variasi 1, akan tetapi juga

menunjukkan peningkatan tekanan seiring dengan bertambah jarak vertikal

dari reservoir.

Garis grafik variasi 1 menunjukkan dimana nilai tekanan dari lantai 1

ke lantai 2 terjadi perbedaan nilai tekanan. Nilai tekanan terbesar terjadi

pada lantai 1 memunyai nilai tekanan sebesar 6 kgf/cm² dan nilai tekanan

terendah pada lantai 5 senilai 5 kgf/cm², hal ini disebabkan karena adanya

pengaruh gravitasi bumi dan jarak atau ketinggian kran terhadap reservoir.

Kesimpulan yang dapat diambil dari pengukuran variasi 1 yaitu semakin

tinggi nilai h (jarak reservoir ke kran air) maka nilai tekanan semakin besar.

37

Pada garis grafik variasi 2 memperlihatkan dimana nilai tekanan dari

lantai 1 ke lantai 2 terjadi perbedaan nilai tekanan. Nilai tekanan terbesar

terjadi pada lantai 1 nilai tekanan sebesar 5,5 kgf/cm² dan nilai tekanan

terendah pada lantai 5 senilai 4,25 kgf/cm². Terjadi perbedaan nilai tekanan

jika dibandingkan dengan pengukuran tekanan variasi 1, hal ini disebabkan

karena tekanan tidak ada yang tersimpan dalam kran (kran dalam keadaan

terbuka disemua lantai). Kesimpulan yang dapat diambil dari pengukuran

variasi 2 yaitu terjadi penurunan nilai tekanan pada semua lantai terhadap

pengukuran variasi 1, dikarenakan tidak ada tekanan pada kran tiap lantai

(kran dalam keadaan terbuka disemua lantai).

Garis grafik variasi 3, dimana nilai tekanan dari lantai 1 ke lantai 5

terjadi perbedaan nilai tekanan. Nilai tekanan pada pengukuran variasi 3

mempunyai nilai tekanan sama besar dengan pengukuran variasi 2 dengan

nilai tekanan terbesar terjadi pada lantai 1 memunyai nilai tekanan sebesar

5,5 kgf/cm² dan nilai tekanan terendah pada lantai 5 senilai 4,25 kgf/cm².

Terdapat persamaan nilai tekanan pada pengukuran variasi 2 dan variasi 3

disebabkan karena nilai tekanan yang tertahan dan terlepas pada

pengukuran variasi 2 dan pengukuran variasi 3 sama.

Dapat diambil kesimpulan dari gambar 4.1 pengukuran variasi 1

mempunyai perbedaan nilai tekanan dengan pengukuran tekanan variasi 2

dan variasi 3, dimana nilai tekanan pengukuran variasi 1 lebih besar dari

hasil pengukuran variasi 2 dan pengukuran variasi 3. Hal ini disebabkan

pada pengukuran variasi 1 ada tekanan pada kran tertutup yang tertahan

38

dan menyebabkan nilai tekanan keluar pada kran yang terbuka. Sedangkan

pengukuran variasi 2 dan pengukuran variasi 3 mempunyai nilai tekanan

yang sama dikarenakan tidak ada perbedaan jumlah nilai yang tertahan dan

yang terlepas pada kran yang tertutup maupun yang terbuka.

B. Analisis Hasil

Pada bagian analisis akan dihitung nilai tekanan berdasarkan aliran

gravitasi, kapasitas aliran teoritis, kecapatan aliran berdasarkan nilai

tekanan ukur, asumsi keseragaman.

1. Variasi 1

a. Menghitung Tekanan (P)

Tekanan dan kecepatan aliran pada rooftank

Tekanan

P = gh

P1 = 1000.9,8.25 = 245.000 kgf/m² = 2,50 kgf/cm²

Kecepatan aliran

v = 2.g.h

v = 2.9,8.25

v = 22,14 m/s

Perubahan penampang pipa diameter 1 ½ “ (Roof tank) ke diameter 8”

(Pipa header)

P1 = 2,50 kgf/cm²

V1 = 22,14 m/s

h1 = 25 m

39

h2 = 25 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.05)².22,14 = ¼.3,14.(0.2)².V2

V2 = 1,38 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+P 2=0,5.1(1,38²-22,14²)+1.9,8(25-25)

P 1+P 2 = 244,04 kgf/m²

P 2 = 2,50 kgf/cm²

Perubahan penampang pipa diameter 8” (Pipa header) ke diameter

2,5” (Pipa Distribusi)

P1 = 2,50 kgf/cm²

V1 = 1,38 m/s

h1 = 25 m

h2 = 21 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.2)².2,34 = ¼.3,14.(0.065)².V2

V2 = 13,10 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(13,10²- 1,38²)+1.9,8(21-25)

40

P 1+P 2 = 45,62 kgf/m²

P 2 = 2,50 kgf/cm²

Perubahan penampang pipa diameter 2,5” (Pipa distribusi) ke

diameter 2” (Pipa penyalur)

P1 = 2,50 kgf/cm²

V1 = 13,10 m/s

h1 = 21 m

h2 = 4 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.065)².22,14 = ¼.3,14.(0.05)².V2

V2 = 22,14 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(22,14²- 13,10²)+1.9,8(4-21)

P 1+P 2 = -9,88 kgf/m²

P 2 = 2,5 kgf/cm²

Perubahan penampang pipa diameter 2” (Pipa penyalur) ke diameter

11/4” (Pipa pembagi)

P1 = 2,50 kgf/cm²

V1 = 22,14 m/s

h1 = 4 m

h2 = 4 m

41

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.05)².22,14 = ¼.3,14.(0.032)².V2

V2 = 54,05 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(54,05²- 22,14²)+1.9,8(4-4)

P 1+P 2 = 1215,31 kgf/m²

P 2 = 2,48 kgf/cm²

Perubahan penampang pipa diameter 1 1/4” (Pipa pembagi) ke

diameter 3/4” (Pipa out)

P1 = 2,48 kgf/cm²

V1 = 54,05 m/s

h1 = 4 m

h2 = 2 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.032)².2,34 = ¼.3,14.(0.02)².V2

V2 = 138,38 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(1,38²- 54,05²)+1.9,8(2-4)

P 1+P 2 = 8.087,92 kgf/m²

42

P 2 = 2,401 kgf/cm²

Untuk perhitungan tekanan variasi 1 pada lantai 2 sampai dengan

lantai 5 dihitung seperti perhitungan diatas, yang membedakan tinggi kran

perlantai. Hasil perhitungan variasi 1 dapat dilihat pada tabel 6.

2. Variasi 2


Ph = gh

Ph = 1000.9,8.4 = 39.200 kgf/m² = 0,40 kgf/cm²


Tekanan

P = gh

P1 = 1000.9,8.25 = 245.000 kgf/m² = 2,50 kgf/cm²

Kecepatan aliran

v = 2.g.h

v = 2.9,8.25

v = 22,14 m/s


(Pipa header)

P1 = 2,50 kgf/cm²

V1 = 22,14 m/s

h1 = 25 m

h2 = 25 m

Q1 = Q2

43

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.05)².22,14 = ¼.3,14.(0.2)².V2

V2 = 1,38 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+P 2=0,5.1(1,38²-22,14²)+1.9,8(25-25)

P 1+P 2 = 244,13 kgf/m²

P 2 = 2,50 kgf/cm²



P1 = 2,50 kgf/cm²

V1 = 1,38 m/s

h1 = 25 m

h2 = 21 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.2)².2,34 = ¼.3,14.(0.065)².V2

V2 = 13,10 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(13,10²- 1,38²)+1.9,8(21-25)

P 1+P 2 = 45,66 kgf/m²

P 2 = 2,50 kgf/cm²

44



P1 = 2,50 kgf/cm²

V1 = 13,10 m/s

h1 = 21 m

h2 = 4 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.065)².22,14 = ¼.3,14.(0.05)².V2

V2 = 22,14 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(22,14²- 13,10²)+1.9,8(4-21)

P 1+P 2 = -9,82 kgf/m²

P 2 = 2,5 kgf/cm²

P 2 = 2,5 kgf/cm² - Ph

P 2 = 2,5-0,40

P 2 = 2,10 kgf/cm²



P1 = 2,10 kgf/cm²

V1 = 22,14 m/s

h1 = 4 m

45

h2 = 4 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.05)².22,14 = ¼.3,14.(0.032)².V2

V2 = 54,05 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(54,05²- 22,14²)+1.9,8(4-4)

P 1+P 2 = 1215,76 kgf/m²

P 2 = 2,08 kgf/cm²



P1 = 2,08 kgf/cm²

V1 = 54,05 m/s

h1 = 4 m

h2 = 2 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.032)².2,34 = ¼.3,14.(0.02)².V2

V2 = 138,38 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(138,38²- 54,05²)+1.9,8(2-4)

46

P 1+P 2 = 8.091,29 kgf/m²

P 2 = 2,001 kgf/cm²

Untuk perhitungan tekanan variasi 2 pada lantai 2 sampai dengan


perlantai. Pada variasi 2 dan 3 mempunyai nilai tekanan yang sama hal ini

disebabkan karena pengaruh atmosfer pada kran yang terbuka mempunyai

nilai yang sama. Hasil perhitungan variasi 2 dan variasi 3 dapat dilihat pada

tabel 6.

b. Meghitung Kecepatan (v)

1. Variasi 1

V1 = √2. 𝑔. ℎ2

V1 = √2.9,8.21

V1 = 20,29cm/s

Untuk perhitungan kecepatan variasi 1 pada lantai 2 sampai dengan


perlantai (h). Hasil perhitungan variasi 1 dapat dilihat pada tabel 6.

2. Variasi 2

Nilai kecepatan perbandingan perlantai :

Vh = √2. 𝑔. ℎℎ

Vh = √2.9,8.4

Vh = 8,85m/s

Kecepatan pada lantai 1

47

V1 = √2. 𝑔. ℎ2 - Vh

V1 = √2.9,8.21 - 8,85

V1 = 11,43 m/s

Untuk perhitungan kecepatan variasi 2 pada lantai 2 sampai dengan


perlantai. Pada variasi 2 dan 3 mempunyai nilai kecepatan yang sama hal

ini disebabkan karena pengaruh atmosfer pada kran yang terbuka

mempunyai nilai yang sama. Hasil perhitungan variasi 2 dan variasi 3 dapat

dilihat pada tabel 6.

c. Kontrol jenis aliran (Re)

Diameter kran air 0,02 m

viskositas kinematik 0,000000823 (m²/s)

1. Variasi 1


µ =

𝑉 𝐷

𝑣

𝑅𝑒 = 11,43.0,02

0,000000823

Re = 277.851 > 4000 (Aliran Turbulen)

Untuk perhitungan nilai bilangan renold (Re) pada variasi 1, variasi 2,

dan variasi 3 untuk lantai 2 sampai dengan lantai 5 dihitung seperti

perhitungan diatas, dengan memasukan nilai kecepatan pada masing-

masing variasi perlantai. Hasil perhitungan bilangan renold (Re) dapat

dilihat pada tabel 6.

48

P V P V P V

(Kgf/cm²) (m/s) (Kgf/cm²) (m/s) (Kgf/cm²) (m/s)

1 LANTAI 1 21 2.40 20.29 493,024 > 4,000 2.00 11.43 277,851 > 4,000 2.00 11.43 277,851 > 4,000

2 LANTAI 2 17 2.36 18.25 443,591 > 4,000 1.60 9.40 228,418 > 4,000 1.60 9.40 228,418 > 4,000

3 LANTAI 3 12 2.32 15.34 372,691 > 4,000 1.20 6.48 157,518 > 4,000 1.20 6.48 157,518 > 4,000

4 LANTAI 4 8 2.28 12.52 304,301 > 4,000 0.80 3.67 89,128 > 4,000 0.80 3.67 89,128 > 4,000

5 LANTAI 5 4 2.24 8.85 215,173 > 4,000 0.40 0.00 - < 2,100 0.40 0.00 - < 2,100

Re Re Re

VARIASI 2NO LANTAI

TINGGI

(h)

VARIASI 3

PERHITUNGAN

VARIASI 1

Tabel 6. Hasil perhitungan tekanan dan kecepatan pada berbagai variasi

Sumber data: Hasil perhitungan

Gambar 11. Perbandingan perhitungan tekanan berbagai variasi.

Dari hasil perhitungan dituangkan pada tabel 6 dan gambar grafik 11.

Besarnya nilai tekanan pada variasi 1 berbeda dengan variasi 2 dan variasi

3. Dari hasil perbandingan pengamatan dan perhitungan didapat nilai

tekanan yang berbeda, dimana nilai tekanan pada pengamatan lebih besar

dari nilai perhitungan hal ini disebabkan karena hasil nilai pengamatan

dilapangan dipengaruhi oleh daya tekan pompa booster yang ada di

rooftank, sedangkan pada perhitungan murni hanya terjadi gaya gravitasi.

49

Sehingga didapat besaran nilai tekanan pompa yaitu nilai tekanan

pengamatan dikurangi dengan nilai tekanan hasil perhitungan.

C. Penyeragaman Tekanan Aliran

Penyeragaman tekanan kran dilakukan dengan cara membagi out put pipa

header dimana semula satu output untuk distribusi ke semua lantai menjadi

lima output pipa header untuk distribusi ke permasing-masing lantai,

sehingga tiap lantai mempunyai pipa penyalur masing-masing. Dasar nilai

penyeragaman tekanan diambil nilai tekanan pada kran lantai 5 senilai 2,24

kgf/cm². Untuk mendapatkan nilai sama pada tiap pipa penyalur dikasih

Gave Valve sebagai penahan tekanan guna mendapatkan nilai tekanan

yang sama dari lantai 1 sampai dengan lantai 5 senilai 2,24 kgf/cm². Berikut

adalah hasil analisa perhitungan dasar nilai keseragaman tekanan kran

lantai 5 sebagai berikut :



Tekanan

P = gh

P1 = 1000.9,8.25 = 245.000 kgf/m² = 2,50 kgf/cm²

Kecepatan aliran

v = 2.g.h

v = 2.9,8.25

v = 22,14 m/s

50


(Pipa header)

P1 = 2,50 kgf/cm²

V1 = 22,14 m/s

h1 = 25 m

h2 = 25 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.05)².22,14 = ¼.3,14.(0.2)².V2

V2 = 1,38 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+P 2=0,5.1(1,38²-22,14²)+1.9,8(21-21)

P 1+P 2 = 244,13 kgf/m²

P 2 = 2,50 kgf/cm²



P1 = 2,50 kgf/cm²

V1 = 1,38 m/s

h1 = 25 m

h2 = 21 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

51

¼.3,14.(0.2)².2,34 = ¼.3,14.(0.065)².V2

V2 = 13,10 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(13,10²- 1,38²)+1.9,8(21-21)

P 1+P 2 = 45,66 kgf/m²

P 2 = 2,50 kgf/cm²



P1 = 2,50 kgf/cm²

V1 = 13,10 m/s

h1 = 21 m

h2 = 21 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.065)².22,14 = ¼.3,14.(0.05)².V2

V2 = 22,14 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(22,14²- 13,10²)+1.9,8(21-21)

P 1+P 2 = 2,49 kgf/m²



52

P1 = 2,49 kgf/cm²

V1 = 22,14 m/s

h1 = 21 m

h2 = 21 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.05)².22,14 = ¼.3,14.(0.032)².V2

V2 = 54,05 m/s

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(54,05²- 22,14²)+1.9,8(21-21)

P 1+P 2 = 1215,76 kgf/m²

P 2 = 2,48 kgf/cm²



P1 = 2,48 kgf/cm²

V1 = 54,05 m/s

h1 = 21 m

h2 = 18 m

Q1 = Q2

A1.V1 = A2.V2

¼.3,14.(0.032)².2,34 = ¼.3,14.(0.02)².V2

V2 = 138,38 m/s

53

P 1 = P 2

P 1+ P 2 = 0,5(v2²- v1²)+g(h2-h1)

P 1+ P 2 = 0,5.1(1,38²- 54,05²)+1.9,8(18-21)

P 1+P 2 = 8.091,09 kgf/m²

P 2 = 2,24 kgf/cm² - 0,40 kgf/cm

P 2 = 1,84 kgf/cm²

b. Menghitung kecepatan

V = √2. 𝑔. ℎ

V = √2.9,8.4

V = 8,85 m/s

c. Kontrol jenis aliran (Re)

Diameter kran air 0,02 m

viskositas kinematik 0,000000823 (m²/s)


µ =

𝑉 𝐷

𝑣

𝑅𝑒 = 8,85.0,02

0,000000823

Re = 215.173 > 4000 (Aliran Turbulen)

Untuk analisa perhitungan keseragaman tekanan pada lantai 1

sampai dengan lantai 4 dihitung seperti perhitungan diatas, Hasil

keseragaman tekanan dapat dilihat pada tabel 7.

54

Tabel 7. Hasil perhitungan nilai keseragaman tekanan.

NO LANTAI

TINGGI PERHITUNGAN

(h) P V

Re (Kgf/cm²) (m/s)

1 LANTAI 1 21 1.84 8.85 215,173 > 4,000

2 LANTAI 2 17 1.84 8.85 215,173 > 4,000

3 LANTAI 3 12 1.84 8.85 215,173 > 4,000

4 LANTAI 4 8 1.84 8.85 215,173 > 4,000

5 LANTAI 5 4 1.84 8.85 215,173 > 4,000

Sumber data: Hasil perhitungan

Gambar 12. Grafik perhitungan keseragaman tekanan.

Dari hasil perhitungan penyeragaman nilai tekanan gravitasi dapat dilihat

pada tabel 7 dan grafik 12. Dimana nilai keseragaman tekanan didapat

dengan cara membagi pipa induk/ header ke masing-masing lantai

55

dengan dikasih hambatan Gate Valve untuk menyamakan tekanan kran

permasing-masing lantai. Lebih jelasnya diilustrasikan pada gambar 13.

Gambar 13. Ilustrasi penempatan reservoir keseragaman tekanan.

Gate Valve

56

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dari pembahasan hasil penelitian dan analisis keseragaman tekanan

untuk distribusi air bersih pada Gedung Suraco Building Makasar,

selanjutnya dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Keseragaman tekanan diambil berdasarkan variasi 2 dimana terjadi

perbedaan tekanan saat semua kran pada lantai terbuka. Nilai tekanan

terbesar pada variasi 2 di lantai 1 senilai P = 1,60 kgf/cm² dan terendah

pada kran lantai 5 senilai P = 0,0 kgf/cm²

2. Nilai keseragaman tekanan pada kran lantai 1 sampai dengan lantai 5

didapat dari perhitungan senilai P = 1,84 kgf/cm² dengan cara membagi

pipa header untuk penyalur air baku per lantai dengan memasang gate

valve sebagai pengatur persamaaan tekanan. Untuk mendapatkan nilai

keseragaman tekanan untuk aliran gravitasi yang paling efektif yaitu

menyamakan tinggi reservoir terhadap kran air.

B. Saran.

Persyaratan tekanan air pada sistem penyediaan air bersih

sebaiknya :

1. Untuk penelitian lanjutan disarankan out put/ Kran pengukuran

tekanan minimal perlantai ada 10 out put/ kran, guna lebih bermanfaat.

57

2. Tekanan air lebih dari P= 500 kPa (5 kg/cm2) atau bila terdapat katup

atau kran yang menutup sendiri, maka harus dipasang lubang udara

atau alat mekanis yang dibenarkan untuk mencegah bahaya akibat

tekanan, pukulan air dan suara dalam pipa yang tidak dikehendaki.

3. Dalam pengukuran tekanan air baku disarankan memakai alat

Manometer digital untuk mendapatkan nilai yang lebih akurat

dibandingkan dengan Manometer analog.

58

DAFTAR PUSTAKA

Dua K.S.Y, Klaas. 2009. Desain Jaringan Pipa. Mandar Maju, Bandung.

Dugdale, R.H. 1986. Mekanika Fluida. Erlangga, Jakarta

Efriandi, Rohman. 2004. Pengaruh Jumlah Saluran Distribusi Terhadap

Total Kerugian Head Pada Instalasi Pompa Sentrifugal.

Unram, Mataram.

Geankoplis, C.J. 1997.Transport Process and Unit Operation. Third Edition.

New Delhi: Prentice-Hall of India.

Margono. 2007. Metodologi Penelitian Pendidikan. Jakarta : Rineka Cipta.

Mirower, A. W. dan N. Ersemhork. 2003. Hidraulika Terapan. Pradnya

Paramita, Jakarta.

M. Olson, Reuben., and Wright, Steven J., 1993. Dasar-Dasar Mekanika

Fluida Teknik, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

M. White, Frank dan Hariandja, Manahan. 1988. Mekanika Fluida

(terjemahan). Erlangga, Jakarta.

Mody, L. F., Friction Factors for Pipe Flow. Transaction of the ASME, vol.

66, 1944.

Munson, Bruce R., and Young, Donald F., 2005. Mekanika Fluida,

Erlangga, Jakarta.

Nayono, Satoto E.2011. Plambing Sanitasi . Yogyakarta.

Raswari. 1986. Teknologi dan Perencanaan Sistem Perpipaan. Penerbit

Universitas Indonesia, Jakarta.

59

Raswari, 1987. Teknologi dan Perencanaan Sistem Perpipaan, Universitas

Indonesia, Jakarta.

Standar Perencanaan Sistem Plambing (SNI 03-6481-2000 Sistem

Plumbing, 2000).

Streeter, V. L., and Wylie, E. Benjamin. 1993. Mekanika Fluida, Erlangga,

Jakarta.

Streeter, Victor L. dan Prijono, Arko 1988. Mekanika Fluida (terjemahan).

Erlangga, Jakarta.

Suhariono, Edi. 2008. Analisa Head Losses dan Koefisien Gesek

Pada Pipa. Kalimantan Scientiae.

Triatdjo, Bambang,1993. Mekanika Fluida.Universitas Gajah Mada

,Yogyakarta.

Triatdjo, Bambang.1995. Hidroulika 1. Beta Offset, Yogyakarta.

White, FF.M. 2006. Mekanika Fluida.Erlangga, Jakarta.

60

LAMPIRAN

61

Lampiran 1

Instalasi distribusi air bersih lantai 1 s/d lantai 5

62

Lampiran 2

Diagram wearing Instalasi distribusi air bersih atap

63

Lampiran 3

Diagram wearing Instalasi distribusi air bersih lantai 1, lantai 2, lantai 3, l

4 dan lantai 5

64

Lampiran 4

Diagram wearing instalasi distribusi keseragaman tekanan air bersih atap

65

Lampiran 5

Diagram wearing instalasi distribusi keseragaman tekanan air bersih

lantai 4 dan lantai 5

66

Lampiran 6

Diagram wearing Instalasi distribusi keseragaman tekanan air bersih lantai

1, lantai 2, dan lantai 3.

Gambar 2.11 Diagram wearing Instalasi distribusi air bersih lantai 3 dan lantai 2

67

Lampiran 7

Dokumentasi pengambilan data dilapangan.

Pemasangan Manometer

Pengambilan data tekanan kran lantai 5

68



69



TUGAS AKHIR ANALISIS KESERAGAMAN TEKANAN UNTUK DISTRIBUSI …

Documents

Transcript of TUGAS AKHIR ANALISIS KESERAGAMAN TEKANAN UNTUK DISTRIBUSI …