minggu iii garis energi dan garis hidrolik minggu vi

Garis Energi dan Garis Hidrolik

Program Studi Teknik LingkunganFakultas Teknik

Universitas Diponegoro

1Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan

Beberapa Hal Terkait Garis Energi dan Hidrolik

• Garis Energi (Energy Grade Line)• Garis Hidrolik (Hidraulic Grade Line)• Head kecepatan• Mayor Losses• Minor Losses• Sisa Tekan• Pressure

2Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan

Contoh Soal 1

• Gambarlah garis energi dan garis hidrolik pada sistem pengaliran dalam pipa yang bersumber dari reservoir dengan tinggi muka air 80 m terhadap pipa. Debit air sebesar 50 L/detik melewati 5 pipa dengan diameter yang berbeda, sebagai berikut:

Pipa Panjang (m) Diameter (mm)

1 100 200

2 50 100

3 100 150

4 150 250

5 200 200

3Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan

Jawaban 1Pipa L (m) D (mm) V (m/dt) V2/2g Minor

losses (m)Mayor

losses (m)

0 – 1

1 100 200 V = Q/A V2/2g k.V2/2g (Q/0,2785.C.D2,63))1,85 x L

1 – 2

2 50 100

2 – 3

3 100 150

3 – 4

4 150 250

4 – 5

5 200 2004Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan

dan Lingkungan

Gambar EGL dan HGL

1D1 = 200

hf 1

hf 2

hf 3

hf 4

hf 5

hf total

hm hm

hm

hm

hm

+ 80 m

H sisa

2D2 = 100

3D3 = 150

4D4 = 250

5D5 = 200

V2/2g

5

Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan

Contoh Soal 2

• Gambarkan garis energi dan garis hidrolik pada pemompaan air sebesar Q = 20 L/detik pada gedung bertingkat setinggi 20 meter. Sisa tekan yang diinginkan 10 m, jika diameter penghubung 100 mm (C = 120), dan panjang pipa 50 m. Hitunglah head pompa yang harus diperhitungkan? (minor losses diabaikan).

Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan 6

Gambar EGL dan HGL Bangunan Bertingkat

Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan 7

Hf statis = 20 m

H sisa

Hf

HfV2/2g

V2/2g

Jawaban 2

• Headloss pada pipa:Hf = ((Q)/(0,2785.C.D2,63))1,85 x LHf = ((0,02)/(0,2785.120.0,12,63))1,85 x 50Hf = 4 meter

• V2/2g = (Q/A)2/2g = (0,02/(1/4).π.(0,1)2)2/2.(9,81) = 0,33 meter

• Total head pompa = 20 + 4 + 10 + 0,33 = 34,33 meter

Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan 8

Contoh Soal

• Gambarlah garis energi dan garis hidrolik pada pengaliran pipa cabang di bawah ini, jika:

1. ) Minor losses diabaikan2. ) pipa 1,2,3 berada pada elevasi yang sama3. ) elevasi muka air di reservoir = 20 m4. ) debit yang dialirkan = 100 L/detik5. ) diameter (C = 120) : D1 = 200 mm, D2 = 200 mm, dan D3 = 150 mm

6. ) L1 = L2 = L3 = 200 m

Berapa debit air yang dialirkan di pipa 1 dan pipa 2.

Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan 9

Jawaban 3• Karena sistem mempunyai diameter yang berbeda, maka harus dihitung

hf pada ke-3 pipa tersebut:

Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan 10

H statis

Hf

Hf

V2/2g

V2/2g

H = 20 m

L1, D1 L2, D2

L3, D3

P/ɣ

Jawaban 3• Dengan melihat pada gambar tersebut dapat dihitung hf1, sebagai berikut:

Hf1 = ((Q1)/(0,2785.C.D12,63))1,85 x L1

Hf1 = ((0,1)/(0,2785.120.0,22,63))1,85 x 200

Hf1 = 10,8 meter

• Karena kedua pipa pada elevasi yang sama dan panjang yang sama, maka dapat ditulis:Hf2 = Hf3

((Q2)/(0,2785.C.D22,63))1,85 x L2 = ((Q3)/(0,2785.C.D3

2,63))1,85 x L3

atau dapat ditulis:

(Q2 / D22,63) x L2 = (Q3 / D3

2,63) x L3 L2 = L3

Q2 = (D2/D3 )2,63 .Q3

Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan 11

Jawaban 3• Q1 = Q2 + Q3

Q1 = [(D2/D3 )2,63 + 1] .Q3

0,1 = [(200/150 )2,63 + 1] .Q3

Q3 = 0,032 m3/detik

• Q2 = Q1 - Q3

Q2 = 0,1 – 0,032

Q2 = 0,068 m3/detik

• Hf2 = ((Q2)/(0,2785.C.D22,63))1,85 x L2

Hf2 = ((0,068)/(0,2785.(120).(0,2)2,63))1,85 x 200 = 5,3 meter

• V12/2g = (Q/A)2/2g = [(0,1 x 4) / (π x (0,2)2]2 . 1 / (2 x 9,81) = 0,51 m

• V22/2g = (Q/A)2/2g = [(0,068 x 4) / (π x (0,2)2]2 . 1 / (2 x 9,81) = 0,23 m

Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan 12

Pipa Transmisi

• Beberapa masalah dalam sistem transmisi:1.) aliran gravitasi dengan menggunakan lebih dari 1 ukuran diameter pipa.2.) aliran dengan menggunakan pompa.3.) pipa diatas garis EGL4.) aliran gravitasi dengan total Head lebih dari 100 m

• Pipa transmisi pipa yang berfungsi mengalirkan air dari sumber ke tempat pengolahan, reservoir atau ke pipa distribusi.

• Pipa transmisi tidak ada pengambilan atau penyadapan air.

Bowo, D.M., Hidrolika Teknik Penyehatan dan Lingkungan 13