investigation study jaringan perpipaan transmisi sarana
Post on 28-Oct-2021
6 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Hal| 1 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
INVESTIGATION STUDY JARINGAN PERPIPAAN
TRANSMISI SARANA AIR BERSIH
DI KABUPATEN LANDAK
EKO SARWONO
*1, WASPODO
2
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Pontianak
Jl. Ahmad Yani No. 111 Pontianak
Telp/Fax. (0561) 764571
Website : www.unmuhphk.ac.id
e-mail : ekosarwono18@yahoo.com
e-mail : waspodo_ugm1976@yahoo.co.id
Abstrak
Kebutuhan manusia terhadap air pada saat ini sangatlah besar baik untuk dikonsumsi maupun
untuk menunjang kehidupan manusia. Pemerintah telah melakukan perencanaan dan
melaksanakan pembangunan sarana dan prasarana jaringan transmisi pipa Sarana Air Bersih
(SAB) dua kali di Desa Sala Tiga Kecamatan Mandor. Melalui Program Penyedian Air Minum
dan Sanitasi Total Berbasis Masyarakat (PAMSTBM) di tahun anggaran 2012 sampai tahun
anggaran 2013 pembangunan jaringan perpipaan dilaksanakan kembali. Sejak selesainya
kontruksi, muncul beberapa masalah seperti, tingkat kebocoran-kebocoran air yang dialami
pipa, oleh karena itu jaringan pipa yang ada di Desa Sala Tiga Kecamatan Mandor Kabupaten
Landak yang berfungsi mentransmisikan air bersih yang memenuhi kebutuhan masyarakat
perlu untuk di studi investigasi kembali terhadap jaringan pipa sehingga dapat ditemukan
solusi yang tepat dalam menyelesaikan masalah tersebut. Penelitian ini dilakukan dengan
pengukuran langsung dilapangan dan analisa dalam menentukan tekanan pada jaringan
transmisi pipa Sarana Air Bersih (SAB) telah dilakukan dengan cara pengukuran elevasi akhir
pipa dari segmen Intake I / P0,I ke P1,A (pipa GIP 100 mm) di elevasi 76 meter dengan
panjang pipa 54 meter, akhir pipa segmen Intake II / P1,B ke P2,B (pipa GIP 100 mm) di
elevasi 68 meter dengan panjang pipa 60 meter, akhir pipa segmen P1,A ke P2,A (pipa PVC SNI
90 mm) di elevasi 51 meter dengan panjang pipa 250 meter, akhir pipa segmen P1,B ke P2,B
(pipa PVC SNI 90 mm) di elevasi 51 meter dengan panjang pipa 265 meter, akhir pipa
segmen P2 ke P3 (pipa PVC SNI 90 mm) di elevasi 43 meter dengan panjang pipa 100 meter,
akhir pipa segmen P3 ke P4 (pipa PVC SNI 90 mm) di elevasi 39 meter dengan panjang pipa
150 meter dan akhir pipa segmen P42 ke P5 (pipa PVC SNI 90 mm) di elevasi 39 meter dengan
panjang pipa 400 meter. Jaringan transmisi pipa Sarana Air Bersih (SAB) di Desa Sala Tiga
Kecamatan Mandor Kabupaten Landak menunjukkan bahwa secara analisis perhitungan
penyetingan pada gate valve, tekanan pada perpipaan yang sudah terpasang masih dalam
keadaan aman dari tekanan yang diakibatkan dari beda tinggi. Untuk memperoleh aliran air
dalam pipa supaya penuh dianjurkan untuk membuka Gate Valve dalam keadaan penuh, hal ini
untuk menghindari kerugian tenaga yang hilang lebih besar akibat aliran air dalam pipa dalam
keadaan masih tidak penuh (ada rongga) untuk udara dalam pipa.
Kata Kunci : Intake, Jaringan perpipaan transmisi, elevasi, tekanan, pipa bercabang, air bersih
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air bersih sebagai kebutuhan manusia dari dulu sampai saat ini sangatlah besar baik untuk
dikonsumsi maupun untuk menunjang kehidupan manusia. Dalam memperoleh air bersih
manusia melakukan berbagai cara, baik secara tradisional maupun menggunakan teknologi
modern. Pada zaman dahulu orang menimba air di sumur atau mengambil air di sumber mata
air dengan ember / timba. Cara tradisional ini sampai saat ini masih sering dipakai tentu saja
Hal| 2 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
sangat menyita tenaga dan waktu, yang seharusnya dapat digunakan untuk melakukan
kegiatan produktif lainnya.
Pipa memiliki peranan yang sangat penting dalam suatu sistem transfer fluida. Pipa memiliki
berbagai macam ukuran dan bentuk penampang / diamter serta material yang bervariasi.
Material pipa bermacam-macam, seperti Polyethylene, PVC, logam, acrylic, dan lain-lain.
Ukuran dan kemampuan menerima tekanan pada pipa juga bervariasi. Pipa diaplikasikan
dalam berbagai bidang seperti untuk penelitian, kebutuhan masyarakat, bangunan gedung,
industri manufaktur bahkan pada bidang industri minyak dan gas. Air bersih sebagai
infrastruktur kota sangat berperan dalam menunjang perkembangan kota. Kota modern
maupun pedesaan membutuhkan sistem Sarana
Air Bersih yang baik, sehingga mampu
memenuhi kebutuhan pertumbuhan
penduduknya. Pengelolaan sistem penyediaan air
bersih yang layak serta memenuhi kebutuhan
masyarakat dan aktivitas perkotaan maupun
pedesaan secara keseluruhan akan meningkatkan
produktivitas kotadan desa serta menurunkan
kemiskinan. Dalam kesempatan ini peneliti akan
melakukan Investigation Studi di Desa Sala Tiga
Kecamatan Mandor Kabupaten Landak.
Desa Salatiga terdiri dari 3 Dusun, yaitu Dusun Sala Tiga, Singkong Dalam dan Suka Ramai.
Jumlah KK Desa Sala Tiga 472 KK dengan jumlah jiwa 1.885. Sarana Air Bersih (SAB) di
Desa Sala Tiga sudah 2 kali dilakukan pembangunan. Yang pertama gagal, sedangkan yang
kedua kalinya sampai saat ini sudah berfungsi dengan baik dengan memakai meteran air per
rumah selayaknya PDAM. Masyarakat Desa Sala Tiga sudah tidak menyita waktu dan
tenaga untuk menditribusikan air dari hulu ke hilir dengan memakai jaringan perpipaan
sistem gravitasi dengan jarak jalur pipa 2.442
KM.
Pemerintah Pusat dibawah Kementerian
Kesehatan Republik Indonesia melalui program
Penyedian Air Minum dan Sanitasi Total Berbasis
Masyarakat (PAMSTBM) bersama Pemerintah
Daerah Kabupaten Landak telah menjadikan Desa
Sala Tiga Kecamatan Mandor sebagai lokasi
program PAMSTBM. Dalam perencanaan
jaringan perpipaan sistem gravitasi di Desa Sala
Tiga menggunakan dua jenis pipa, yaitu pipa GIP
(Galvanis) medium B dan pipa PVC (SNI) S 12,5
dan S 10.
Sejak selesainya konstruksi sampai saat ini tahun 2017, kondisi jaringan perpipaan transmisi
belum mengalami kebocoran-kebocoran air yang mengganggu aliran fluida di dalam pipa,
oleh karena itu jaringan pipa yang ada di Desa Sala Tiga masih mampu mentransmisikan air
bersih yang memenuhi kebutuhan masyarakat. Peneliti dalam hal ini akan melakukan Studi
Investigasi terkait variasi penutupan gate valve sangat berpengaruh terhadap kerugian aliran
fluida, semakin gate valve menutup, maka kerugian aliran fluida cair yang melewati pipa
semakin mengecil dan tekanan yang terjadi semakin rendah.
Penelitian ini diharapkan mampu mengamankan pipa dari kebocoran–keboran yang akan
akibat tekanan yang terjadi. Proses Studi Investigasi jalur pipa transmisi Sarana Air Bersih
ini akan mengukur elevasi dilapangan di seluruh jalur pipa transmisi Sarana Air Bersih di
Desa Sala Tiga Kecamatan Mandor Kabupaten Landak. Proses Studi Investigasi ini akan
melakukan pengukuran awal sehingga memperoleh hasil pencatatan data elevasi pipa, jarak
pipa per segmen pipa, accessories yang terpasang dan yang terpenting adalah data tekanan
Gambar 1 Intake I
Gambar 2 Intake II
Hal| 3 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
nominal yang dimiliki pipa itu sendiri, sehingga diperoleh data titik-titik stasiun yang
melebihi tekanan maksimum pipa.
Mengacu dari hal tersebut di atas, maka dilakukan cara pengukuran elevasi langsung di
lapangan serta mengukur jalur transmisi per segmen pipa sesuai dengan kemampuan dalam
meneriama tekanan sehingga penyediaan Sarana Air Bersih dapat berfungsi dengan baik.
1.2. Tujuan Studi Investigasi
Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam pelaksanaan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui tekanan air berdasarkan elevasi (beda tinggi) khusus untuk pipa
transmisi.
2. Untuk mengetahui kehilangan tenaga akibat kontraksi tiba – tiba.
3. Untuk mengetahui berapa besar tingkat tingkat kebocoran pipa akibat tekanan yang
ditimbulkan elevasi (beda tinggi).
2. METODE
2.1. Rancangan Studi Investigasi Jaringan Perpipaan Transmisi
Pada penelitian ini akan dilakukan Studi Investigasi jaringan perpipaan transmisi Sarana Air
Bersih (SAB) di Desa Sala Tiga Kecamatan Mandor Kabupaten Landak dengan cara
pengukuran langsung di lapangan menggunakan alat GPS, sehingga di dapat elevasi di
masing – masing jaringan perpipaan yang berhubungan dengan pipa transmisi sesuai dengan
kemampuan pipa dalam menerima tekanan sehingga penyediaan Sarana Air Bersih dapat
berfungsi dengan baik. Rancangan konsep penelitian dengancara Studi Investigasi akan
ditampilkan pada Gambar 1. Skema Jaringan Perpipaan Transimisi Sarana Air Bersih di
Desa Sala Tiga.
Gambar 3 Skema Jaringan Perpipaan Transimisi Sarana Air Bersih Desa Sala Tiga
Elevasi = 25 m
Po, I
Po, II
P2
P3
P4
Intake I
Sungai Bukit
Singkong
Intake II
Sungai Bukit
Singkong
Elevasi = 88 m
Elevasi = 78 m
Knee 450
Gate Valve
= 3”
Knee 450
Gate Valve
= 3”
Sambungan Y = 3”
Gate
Valve
= 3”
Elbow 3 “ (450)
Elbow 3 “ (450)
Reducer 4” x 3”
Reducer 4” x 3”
Reducer 4” x 3”
Elbow 3 “ (900)
Elbow 3 “ (900) Elbow 3 “ (900)
Stop
Kran = 3” Tee 3” x 3”
Dop 3 “
Tee 3” x 3”
Stop Kran = 3”
Stop Kran = 3”
Tee 3” x 3”
Tee 3” x 3”
Stop Kran = 3”
Air Valve 3/4 “
Air Valve 3/4
“
Air Valve 3/4 “
Air Valve
3/4 “
Dop 3 “
Dop 3 “
Dop 3 “
Elbow 3 “ (900)
Tee 3” x 3”
Stop Kran = 3”
Pemukiman
Dusun Singkong
Dalam
Dusun Sala Tiga
Pipa Distribusi
Pipa Distribusi
Pipa Distribusi
Pipa Distribusi
Pipa Transmisi V
Pipa
Transmisi
Pipa Transmisi II
Dusun Suka Ramai
Elevasi = 26 m
Elevasi = 25 m
Elevasi = 35 m
Elevasi = 51 m
Elevasi = 43 m
Elevasi = 32 m Elevasi = 31
m
Elevasi = 29 m
Pipa Transmisi III
Pipa Transmisi IV
P5
Elevasi = 39 m
Elevasi = 38 m
Pipa Transmisi I
P1,A
P1,B
Elevasi = 76 m
Elevasi = 68 m
Hal| 4 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
2.2. Bagan Alir Perencanaan Konstruksi Jaringan Pipa Sistem Gravitasi
3. LANDASAN TEORI
3.1. Aliran Ftuida lnkompresibel Dalam Pipa
Dalam mempelajari aliran fluida seringkali digunakan asumsi fluida ideal. Fluida ideal
diasumsi(an tidak mempunyai kekentalan. Jika memperhatikan fluida nyata, maka pengaruh-
pengaruh kekentalan harus diperhitungkan ke dalam pLrmasalahan. Pida fluida nyata timbul
tegangan geser antara partikelpartikei fluida ketika partikel-partikel tersebut bergerak pada
kecepatan yang berbeda. pada fluida ideal yang mengalir melalui suatu tabung lurus, semua
partikel bergerak pada garis-garis sejajar dengan kecepatan sama' Pada aliran iluida nyata]
kecepatanlerdekat dengan dinding akan nol, dan akan bertambah besar paOa jarat pendek
dari dinding (Orianto dan Pratikto, 1989).
3.2. Viskositas
Viskositas merupakan hasil dari gaya-gaya antara molekul yang timbul pada saat lapisan-
lapisan fluida berusaha menggeser satu dengan lainnya atau sifat dari zal cair untuk melawan
tegangan geser pada waktu bergeraUmengalir. Viskositas kinematis merupakan
perbandingan antara koefisien viskositas (viskositas dinamis) dengan densitas. Viskositas
disebabkan karena kohesi antara partikel-partikel zat cair (Orianto dan Pratikto 1989).
Gambar 7 Diagram Alir Metodologi Perencanaan Konstruksi Jaringan Pipa Sistem Gravitasi
Ya
Mulai
Survey lapangan (data
elevasi)
Perencanaan
(Membuat desain)
Membuat gambar perencanaan
studi investigasi
Penentuan jarak
pipa transmisi
Tidak
Analisa kebocoran pipa transmisi
Analisa tekanan
berdasarkan elevasi
Analisa kehilangan tenaga
pengecilan penampang
Apakah komponen sesuai
dengan perencanaan
Skema jaringan pipa transmisi
Analisa
pelaporan
Selesai
Hal| 5 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
3.3. Persamaan Kontinuitas
Persamaan kontinuitas dihasilkan dari prinsip kekekalan massa. Untuk aliran mantap massa
fluida yang melalui semua bagian dalam arus fluida per satuan waktu adalah Sama. Untuk
pipa bercabang, berdasarkan persamaan kontinuitas debit aliran yang menuju titik cabang
harus sama dengandebit yang meninggalkan titik tersebut.
Gambar 4 Persamaan kontinuitas pipa bercabang
Persamaan kontinuitas untuk pipa bercabang adalah :
V1 A1 = V2A2 = V3A3 = ... = Vn An
Dimana :
A = Luas penampang (m2)
V = Kecepatan rata-rata arus aliran (m/s)
3.4. Persamaan Empiris
Jaringan perpipaan akan lebih mudah dihitung dengan persamaan empiris yang tidak
memerlukan tabel maupun diagram Moody untuk menentukan nilai koefisien geseknya.
Persamaan empiris yang paling banyak dipergunakan adalah persamaan Hazen-Wiliams.
Dalam satuan Sistem lnternasional maka persamaan Hazen-Williams adalah :
Dimana :
Rn = Jari-jari hidrolik pipa(ft)
S = Condong garis total head
A = Luas penampang pipa
C = Koefisien kekasaran
Harga kekasaran C dapat dilihat pada tabel 3.1 dibawah ini. Persamaan Hazen-Williams
didasarkan pada kenyataan bahwa angka Reynold nilainya cukup besar dan pipa-pipa
umumnya kasar sehingga jenis aliran yang masuk digolongkan sebagai aliran turbulen
berkembang penuh. Dalam hal ini koefisien gesekan tidak tergantung kepada angka Reynold.
Tabel 3.1 Koefisien Hazen William
NILAI C JENIS PIPA NILAI C JENIS PIPA
140 Asbestos Cement 130 Glass Tube
130 Brass Tube 130 Lead Piping
100 Cast Iron Tube 140 Plastic Pipe
110 Concrete Tube 150 PVC Pipe
130 Copper Tube 140 General Smooth Pipe
60 Corrugated Steel Tube 120 Steel Pipe
120 Galvanized Tubing 100 Steel Riveted Pipe
...................................... (3.1)
..................................... (3.2)
.................................. (3.3)
Q1 . V1
3
1
2 Q3 . V3
Q2 . V2
A1
A2
A1
Intake I
Intake II
Hal| 6 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
Aliran pada rangkaian pipa paralel dapat diselesaikan dengan persamaan empiris ini
karena Rn = D/4 untuk pipa bundar maka persamaan 1.8 menjadi :
Sehingga persamaan 1.3. menjadi :
Dengan yang mempunyai harga yang tetap untuk setiap pipa, maka
semua nilai yang awalnya diandaikan untuk perhitungan head loss pada sistim paralel akan
menghasilkan aliran dengan perbandingan yang tepat dalam tiap pipa, meski harga total
mungkin tidak tepat. Aliran dalam setiap cabang dapat dikoreksi dengan faktor yang sama
yang dibutuhkan untuk mengoreksitotal aliran, Q.
3.5. Bilangan Reynold
Ada tiga faktor yang mempengaruhi keadaan aliran yaitu kekentalan (p), rapat massa zat cair
(), dan diameter pipa (D). Pada aliran tak mampu mampat biasanya diambil asumsi
kerapatan, viskositas dan temperatur tidak mengalami perubahan sehingga berat spesifiknya
konstan. Untuk diameter dan panjang pipa tertentu, kerugian tekanan di dalam pipa
disebabkan adanya efek gesekan sebagai fungsi bilangan Reynolds. Angka Reynolds
mempunyai bentuk seperti :
Dimana:
v = Kecepatan rata-rata aliran (m/s)
= Viskositas absolute (Pa detik)
= Kerapatan fluida (kg/m3)
Untuk angka Reynolds di bawah 2000, aliran pada kondisi tersebut adalah laminer. Aliran
akan turbulen apabila angka Reynolds lebih besar 4000. Apabila angka Reynolds berada di
antara kedua nilai tersebut adalah transisi. Angka Reynolds pada kedua nilai di atas
(Re=2000 dan Re=4000) disebut dengan batas kritik bawah dan atas (Triatmodjo, 1993).
3.6. Kehilangan Tinggi Total (Head Losses)
Kehilangan tinggi total (head losses) adalah head atau kerugian-kerugian dalam aliran pipa
yang terdiri atas mayor losses dan minor losses.
hl = hf + hm
Dimana :
hl = kehilangan tinggi total (m).
hf = kehilangan tinggi karena tahanan oleh permukaan pipa (m).
hm = kehilangan tinggi karena tahanan oleh bentuk pipa (m).
A. Kehilangan tinggi besar(Mayor losses)
Kehilangan energi akibat gesekan dengan dinding pipa di aliran seragam dapat dihitung
dengan Persamaan Darcy-Weisbach :
............................................ (3.4)
.................................. (3.5)
........................................................ (3.6)
...................................................... (3.7)
......................................................... (3.8)
Hal| 7 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
Dimana :
hf = Kehilangan energi oleh tahanan permukaan pipa (m)
f = Koefisien tahanan permukaan pipa atau dikenal dengan Darcy – Weisbach faktor
gesekan
L = Panjang pipa (m)
d = Diameter pipa (m)
V = Kecepatan aliran (m/dtk)
g = Percepatan gravitasi (m/dtk2)
B. Kehilangan energi karena tahanan oleh bentuk pipa (minor losses) Kehilangan ini disebabkan oleh gangguan lokal terhadap aliran normal dalam pipa.
Beberapa contoh gangguan lokal tersebut adalah :Lubang masuk dan keluar ke dan dari
dalam pipa, perubahan bentuk penampang tiba-tiba (penyempitan dan pembesaran),
belokan pipa, halangan (tirai, pintu air), perlengkapan pipa (sambungan, katup, dan
percabangan).
Kehilangan energi akibat penyempitan (contraction) (Kodoatie,2002:245) dinyatakan
dengan rumus :
Dimana:
hc = Kehilangan energiakibat penyempitan tampang (m)
kc = Koefisien kehilangan energi akibat penyempitan tampang
V2 = Kecepatan aliran dengan d2(m/dtk) (dihilir penyempitan)
g = Percepatan gravitasi (9.81 m/dtk2)
Gambar 5 Pengecilan Penampang Mendadak (Konstraksi Tiba – Tiba)
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Profil Memanjang Jaringan Perpipaan Transmisi
Hasil pengukuran jalur pipa sebagai jaringan pipa transmisi di Desa Sala Tiga Kecamatan
Mandor Kaupaten Landak sebagai Sarana Air Bersih (SAB) ditampilkan dalam bentuk
gambar / grafik. Untuk Sumber Air Baku yang ada di Desa Sala Tiga ada dua sumber yang
digunakan (Intake I dan Intake II).
Grafik profil memanjang jaringan pipa transmisi berdasarkan hasil pengukuran Elevasi (beda
tinggi) dengan ketinggian di atas permukaan laut 88 m (titik nol) di Intake I, sedangkan
untuk Intake II 78 m. Dari Intake I dan Inatek II baru dialirkan menuju pipa bercabang jenis
Y dengan elevasi (eda tinggi) 51 m. Dari pipa bercabang aliran air terus melalui pipa
transmisi paling akhir (menuju pemukiman) dengan elevasinya 38 m.
1 0 2
V1 V2
......................................................... (3.9)
Hal| 8 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
Gambar 6 Profil Memanjang Jaringan Perpipaan Transmisi
4.2. Data Hasil Studi Investigasi
Data hasil studi investigasi, secara garis besar tahapan prosesnya dilakukan seperti pada
diagram alir, sehingga diperoleh hasil penelitian titik-titik hasil studi investigasi jaringan
perpipaan transmisi sampai atas menuju pipa distribusi. Untuk skema elevasi (beda tinggi) di
masing – masing titik pengukuran dapat di lihat pada gambar 6 di bawah ini.
Gambar 7 Skema Elevasi (Beda Tinggi) Jaringan Sarana Air Bersih Desa Sala Tiga
Elevasi = 25 m
P2,A Elevasi = 51 m
Jarak = 265 m P3, Elevasi = 43 m
Jarak 100 m
Intake I
Intake II
P0, Elevasi I = 88 m
Jarak 54 m
Pemukiman
Dusun Singkong
Dalam
Dusun Sala Tiga
Pipa Distribusi
Pipa Distribusi
Pipa Distribusi
Pipa Transmisi V
Pipa Transmisi I
Dusun Suka Ramai
Elevasi = 26 m
Elevasi = 25 m
P2,B Elevasi = 51 m
Jarak 250 m P4, Elevasi = 39 m
Jarak 150 m
Elevasi = 32 m
Elevasi = 29
m
Pipa Transmisi III
Pipa Transmisi IV
P0, Elevasi II = 78 m
Jarak 60 m
P5, Elevasi = 38 m
Jarak 400 m
= 4” ke 3 “
= 4” ke 3 “ = 3 “
= 3 “
P1,A, Elevasi I = 76 m
P1,B, Elevasi I = 68 m
Pipa Transmisi II
Hal| 9 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
4.3. Perhitungan Pressure Berdasarkan Elevasi
Perhitungan tekanan berdasarkan elevasi akan di asumsikan, misalnya dengan beda tinggi 10
m sama dengan tekanan 1 bar.
Tabel 1 Data Hasil Analisa Tekanan Pengukuran Di Lapangan Berdasarkan Elevasi
Jenis Pipa & Diamter (mm) Elevasi
(m)
Panjang
Pipa (m)
Perhitungan
Pressure Yang
Terjadi (bar)
Beda
Tinggi
(m)
Intake I 88
Intake II 78
P0,I ke P1,A GIP (Galvanis)
Medium B 100 mm 76 54 1,705 17,050
P0,II ke P1,B GIP (Galvanis)
Medium B 100 mm 68 60 1,421 14,210
P1,A ke P2,A PVC SNI 90 mm 51 250 3,552 35,520
P1,B ke P2,B PVC SNI 90 mm 51 265 2,415 24,150
P2 ke P3 PVC SNI 90 mm 43 100 1,137 11,370
P3 ke P4 PVC SNI 90 mm 39 150 0,568 5,680
P4 ke P5 PVC SNI 90 mm 38 400 0,142 0,014
Gambar 8 Grafik Tekanan Berdasarkan Elevasi
4.4. Perhitungan Head Losses Jaringan Perpipaan Transmisi
Perhitungan head losses total di mulai dari Intake I, Intake II sampai di percabangan
(pertemuaan 2 aliran fluida) dan sampai batas terakhir pipa transmisi sesuai dengan transmisi
I, transmisi II, transmisi III, transmisi IV dan transmisi V. Hasil perhitungan head tinggi total
disajikan dalam bentuk tabel 4.1 dan tabel 4.2 di bawah ini.
Tabel 4.1 Perhitungan Hasil Head Tinggi Total (Head Losses) Gate Valve Terbuka Penuh
Aksesoris Pipa
Gate Valve Terbuka Penuh
Debit Air
Dalam Pipa
(m3/det)
Kecepatan
Aliran Air
(m/det)
Total Head
Sekarang
(m)
HGL
Sekarang
(m)
Tekanan
Sekarang
(bar)
Gate Valve 100 mm, Knee
100 mm x 450 & Elbow 100
mm x 450
0,0073 0,9330 0,8060 16,244 1,59
Hal| 10 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
Gate Valve 100 mm, Knee
100 mm x 450 & Elbow 100
mm x 450
0,0073 0,9300 0,8907 13,319 1,31
Stop Kran 90 mm ke
Sambungan Y 0,0056 0,8473 3,9650 31,555 3,09
Stop Kran 90 mm ke
Sambungan Y 0,0054 0,8473 4,2003 19,95 1,96
Stop Kran 90 mm 0,0109 1,7147 1,6121 9,758 0,96
Air Valve 90 mm x 20 mm 0,0106 1,6707 2,3965 3,284 0,32
Air Valve 90 mm x 20 mm 0,0099 1,5860 6,3179 (4,898) (0,48)
Tabel 4.2 Perhitungan Hasil Head Tinggi Total (Head Losses) Gate Valve Terbuka Setengah
Aksesoris Pipa
Gate Valve Terbuka Setengah
Debit Air
Dalam Pipa
(m3/det)
Kecepatan
Aliran Air
(m/det)
Total Head
Losses
Akhir (m)
HGL
Akhir
(m)
Tekanan
Analisa
Akhir
(bar)
Gate Valve 100 mm, Knee
100 mm x 450 & Elbow 100
mm x 450
0,0073 0,9330 1,4990 15,551 1,52
Gate Valve 100 mm, Knee
100 mm x 450 & Elbow 100
mm x 450
0,0073 0,9300 1,6543 12,556 1,23
Stop Kran 90 mm ke
Sambungan Y 0,0056 0,8473 4,6580 30,862 3,02
Stop Kran 90 mm ke
Sambungan Y 0,0054 0,8473 4,8933 19,257 1,89
Stop Kran 90 mm 0,0109 1,7147 2,3052 9,065 0,89
Air Valve 90 mm x 20 mm 0,0106 1,6707 3,0895 2,591 0,25
Air Valve 90 mm x 20 mm 0,0099 1,5860 7,0109 (5,591) (0,55)
Melihat hasil dari Tabel 4.1 dan 4.2 analisa tekanan pada masing masing segmen pipa
tranmisi dari pipa transmisi I, transmisi II, transmisi III, transmisi IV dan transmisi V pada
data hasil analisa di peroleh tekanan yang berbeda. Studi investigasi jaringan pipa secara
analisa hidroulika, proses perbandingan tekanan dilakukan secara persegmen pipa yaitu dari
pipa diameter 100 mm jenis pipa GIP (Galvanis Meidum B) di intake I dengan jarak 54 m
dan pipa diameter 100 mm jenis pipa GIP (Galvanis Meidum B) di intake II dengan jarak 60
m. Untuk segmen berikutnya jenis pipa yang dipakai PVC (SNI S 12) dengan diameter 90
mm dari P1,A ke P2,A dengan jarak 250 m dan dari P1,B ke P2,B dengan jarak 265 m. Kemudian
segmen berikutnya jenis pipa PVC (SNI S 12) dari P2 ke P3 dengan diameter 90 mm dengan
jarak 100 m. Segmen berikutnya dari P3 ke P4 jenis pipa PVC (SNI S 12) dengan diameter
Hal| 11 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
90 mm dengan jarak 150 m dan segmen terakhir jenis pipa PVC (SNI S 12) dari P4 ke P5
dengan diameter 90 mm dengan jarak 400 m.
Data hasil analisa tekanan akhir dengan cara membuka setengah pada gate valve
menunjukkan bahwa hasilnya mampu menurunkan tekanan berlebih dari tekanan pipa yang
mempunyai batas standar tekanan nominal pipa dan mampu mengamankan pipa dari tekanan
yang melebihi tekanan nominal pipa tersebut. Dampak dari pembukaan gate valve setengah
tersebut memungkinkan komponen dari gate valve tersebut rusak atau kendor dan
memungkinkan terjadinya kebocoran pada sambungan gate valve.
5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Pengukuran langsung dilapangan dan analisa dalam menentukan tekanan pada jaringan
transmisi pipa Sarana Air Bersih (SAB) telah dilakukan dengan cara pengukuran elevasi
akhir pipa dari segmen Intake I / P0,I ke P1,A (pipa GIP 100 mm) di elevasi 76 meter
dengan panjang pipa 54 meter, akhir pipa segmen Intake II / P1,B ke P2,B (pipa GIP 100
mm) di elevasi 68 meter dengan panjang pipa 60 meter, akhir pipa segmen P1,A ke P2,A (pipa
PVC SNI 90 mm) di elevasi 51 meter dengan panjang pipa 250 meter, akhir pipa segmen
P1,B ke P2,B (pipa PVC SNI 90 mm) di elevasi 51 meter dengan panjang pipa 265 meter,
akhir pipa segmen P2 ke P3 (pipa PVC SNI 90 mm) di elevasi 43 meter dengan panjang
pipa 100 meter, akhir pipa segmen P3 ke P4 (pipa PVC SNI 90 mm) di elevasi 39 meter
dengan panjang pipa 150 meter dan akhir pipa segmen P42 ke P5 (pipa PVC SNI 90 mm) di
elevasi 39 meter dengan panjang pipa 400 meter.
Kecepatan aliran air dari Intake I dan Intake II untuk Gate Valve terbuka setengah menuju
pipa bercabang jenis Y mengalami penurunan yang terlalu besar. Sedangkan kecepatan
aliran setelah melewati pipa bercabang dengan pengecilan penampang mendadak dari
diamter 100 mm ke 90 mm mengalami peningkatan (makin laju) sedangan Head Losses
makin besar dan tekanan air makin menurun.
Dengan kecepatan aliran air dari Intake I dan Intake II yang sama untuk Gate Valve terbuka
setengah analisanya hampir sama dengan yang terbuka penuh, hanya saja untuk Head Losses
makin besar dan tekanan analisa akhir semakin menurun.
Hal| 12 Jurnal Suara Teknik Fakultas Teknik
5.2. Saran
Jaringan transmisi pipa Sarana Air Bersih (SAB) di Desa Sala Tiga Kecamatan Mandor
Kabupaten Landak menunjukkan bahwa secara analisis perhitungan penyetingan pada gate
valve, tekanan pada perpipaan yang sudah terpasang masih dalam keadaan aman. Untuk
memperoleh aliran air dalam pipa supaya penuh dianjurkan untuk membuka Gate Valve
dalam keadaan penuh, hal ini untuk menghindari kerugian tenaga yang hilang lebih besar
akibat aliran air dalam pipa dalam keadaan masih tidak penuh (ada rongga) untuk udara
dalam pipa.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ir. Hendro Prasetyo, MT dan Drs. Sugito, MM untuk
arahan dan bimbingan sehingga artikel ini dapat ditulis. Terima kasih juga kepada pihak aparat
Desa Sala Tiga dan pengurus Badan Pengelola Sarana Penyedian Air Minum dan Sanitasi
(BPSPAMS) Desa Sala Tiga Kecamatan Mandor) yang telah memberikan komentar yang
berharga.
DAFTAR PUSTAKA
Victor L. Streeter dan E. Benjamin Wylie, 1996, Mekanika Fluida Edisi Delapan, Jilid 1,
Penerbit Erlangga, Jakarta.
Victor L. Streeter dan E. Benjamin Wylie, 1991, Mekanika Fluida Edisi Delapan, Jilid 2,
Penerbit Erlangga, Jakarta.
Dr. Ir. Bambang Triatmodjo, 1992 / 1993, Mekanika Fluida, Pusat Antar Universitas Ilmu Teknik
Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Depkes RI. 2008, Perencanaan Air Bersih Pedesaan, Community Water Services and Health
Project, Jakarta.
Djojodihardjo, H.. 1983. "Mekanika Fluida". Jakarta: Erlangga.
Dugdale, R. H.. 1986. "Mekanjka.llukla" (Terjemahan oreh Bambang Priambodo). Edisi Ketiga.
Jakarta: Erlangga.
cornish, R. J..1939. "The Analysis of Flow in Networks of pipes". J lnst cE, Vol. 13, p147.
BE, Larock, RW Jepsson, GZ Watters, 1999, Hydraulics of pipeline systemsbooks. Cheema, G.
Shabbir. Urban Management. WestportConnection,London,1993.
top related