minggu iii garis energi dan garis hidrolik minggu vi
TRANSCRIPT
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