studi kasus - kelompok 5
TRANSCRIPT
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
1/13
1
MAKALAH PERISTIWA PERPINDAHAN
MEMBANDINGKAN DAYA POMPA BERDASARKAN DIAMETER PIPA
PADA SODETAN KALI CILIWUNG KE BANJIR KANAL TIMUR
Oleh :
GIOVANNI PASCA/1206201990
JONATHAN/1206202040
PANDU ERVAN/1206240726
SEKAR KUMALA DEWI/1206241395
ZULFA HUDAYA/1206261283
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK DESEMBER 2013
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
2/13
2
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-
Nya,kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah Peristiwa Perpindahan yang berjudul
MEMBANDINGKAN DAYA POMPA BERDASARKAN DIAMETER PIPA PADA
SODETAN KALI CILIWUNG KE BANJIR KANAL TIMUR
Penulis mengucapkan kepada terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Slamet M.T, selaku dosen Peristiwa Perpindahan Departemen Teknik
Kimia semester ganjil tahun ajaran 2013/2014
2. Orang tua penulis yang memberikan dukungan moril dan materil dalam pembuatan
makalah ini
3. Teman-teman penulis terutama asisten yang ikut memberikan kontribusi dalam
pembuatan makalah ini, baik berupa saran maupun dukungan.
4. Semua pihak yang telah membantu mulai dari proses pembuatan makalah hingga
makalah ini selesai dibuat.
Penulis menyadari bahwa makalah ini masih memiliki kekurangan. Oleh karena
itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif dari pembaca untuk
memperbaiki pembuatan makalah-makalah selanjutnya. Adapun harapan penulis selaku
pembuat makalah ini adalah semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi kita
semua.
Depok, 5 Desember 2013
Tim Penulis
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
3/13
3
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................2
DAFTAR ISI.......................................................................................................3BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................4
1.1 Latar Belakang ...........................................................................................4
1.2 Tujuan Penulisan ........................................................................................4
1.3 Manfaat Penulisan ......................................................................................5
1.4 Metode Penulisan .......................................................................................5
BAB II PERHITUNGAN DAYA POMPA ........................................................6
2.1 Skema Rancangan Pipa ..............................................................................6
2.2 Perhitungan Daya Pompa ..........................................................................7
2.2.1Perhitungan untuk Opsi Pertama Diameter Pipa 4m .......................7
2.2.2Perhitungan untuk Opsi Kedua Diameter Pipa 2,5m .......................9
2.2.2Perhitungan untuk Pipa U (persegi) .................................................10
BAB III PENUTUP .............................................................................................12
3.3.1 Kesimpulam .........................................................................12
3.3.2 Saran ....................................................................................12
DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................13
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
4/13
4
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Banjir merupakan salah satu masalah yang dialami warga Jakarta sejak dulu. Sudah banyak
usaha yang dilakukan pemerintah untuk menanggulangi permasalahan ini, namun masih saja tidak
efektif dan efisien. Salah satu penyebab banjir adalah derasnya hujan yang membuat Sungai
meluap sehingga banyak air yang tergenang dan membanjiri rumah warga sekitar sungai tersebut.
Meresponi hal tersebut, Pemerintah mengambil keputusan untuk menggunakan langkah lain yang
lebih efektif dan efisien. Langkah tersebut adalah Sodetan Kali ciliwung-KBT yang akan
dilangsungkan pada akhir 2013 atau awal Januari 2014.
Pembangunan tersebut dinilai berpotensi baik untuk mengurangi banjir Jakarta karena mampu
memotong puncak debit air Ciliwung menuju Kanal banjir Timur sebanyak 50 meter kubik air per
detik. Pada kondisi puncak, debit air Ciliwung sering kali meluap dan menggenagi daerah di
sekitarnya, sedangkan Kanal banjir Timur tidak terisi penuh. Oleh sebab itu, pemerintah mencoba
mengalihkan sebagian air Ciliwung saat debit puncak ke Kanal Banjir Tmur.
Prinsip kerja sodetan ini dalah menggunakan pompa yang berguna untuk menyedot air pada
Kali Ciliwung dan dialirkan menggunakan pipa menuju Kanal Banjir Timur. Rencananya, pipa
yang akan digunakan pada sodetan ini yaitu empat pipa bulat (berbentuk tabung) berdiameter
masing-masing 2,5 meter atau dua pipa berdiameter 4 meter.Sodetan ini memanjang 2,1 kilometer
dari Ciliwung hingga Kali Cipinang.
Berdasarkan permasalahan dan data tersebut, penulis berusaha mencari efisiensi dari kedua
jens pipa agar mendapatkan jenis pipa terbaik untuk penerapan sodetan Kali Ciliwung-KBT.
Selain itu, penulis juga membandingkan hasil tersebut dengan pmpa yang menggunakan pipa
berbentuk U. Harapannya, penulis dapat mengetahui efektifitas pipa untuk mengalirkan air hujan
dari Kali Cliwung hingga Kanal Banjir Timur agar puncak debit air pada Kali Ciliwung terpotong
dan permasalahan banjir ini teratasi lebih baik.
1.2Tujuan Penulisan
Sebagai aplikasi ilmu peristiwa perpindahan dalam proyek tugas akhir mata kuliah
peristiwa perpindahan.
Mencari besar daya pompa pada masing-masing pipa
Menyimpulkan pompa dengan ukuran pipa yang paling baik digunakan
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
5/13
5
1.3Manfaat Penulisan
Dapat memahami ilmu peristiwa perpindahan lebih dalam.
Dapat mengaplikasikan ilmu peristiwa perpindahan dengan permasalahan di
kehidupan sehari-hari
Memberikan solusi terbaik dalam penggunaan pipa, sehingga dapat mengurangi biaya
dan dapat memaksimalkan kerja pompa
Membantu Pemerintah menggunakan teknologi secara efektif dan efisien dalam
memecahkan permasalahan nasional
1.4Metode Penulisan
Pada tulisan ini kami akan membandingkan besar besar daya dalam satuan horse
power pada pompa dengan pipa berdiameter 2,5 meter dan pipa berdiametr 4 meter.
Sejumlah empat pipa digunakan untuk pipa berdiameter 2,5 dan dua buah pipa digunakan
untuk pipa berdiameter 4 meter. Besar diameter pada pipa dan jumlah pipa yang
digunakan menentukan besar daya yang dihasilkan. Selain itu, bentuk pipa juga ikut
enentukan besar daya yang dihasilkan. Ditinjau dari perhitungan, pompa dengan daya
yang lebih kecil merupakan pipa yang lebih efektif dan efisien digunakan untuk Sodetan,
sehingga biaya yang dibutuhkn lebih hemat. Namun, apabila ditinjau secara keseluruhan,
baik aspek sosial maupun ekonomis, pompa dengan daya yang lebih kecil belum tentu
menjadi solusi yang terbaik..
Perhitungan dan perbandingan Daya yang dibutuhakan mengaplikasikan ilmu
peristiwa perpindahan yaitu pada Buku Transport Phenomena 2
nd
Editionpada Chapter 6dan Chapter 7.
Dengan demikian maka tulisan ini diharapka dapat memberikan pemahaman dan
solusi dari permasalahan tersebut.
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
6/13
6
BAB II
PERHITUNGAN DAYA POMPA
2.1 Skema Rancangan PipaBerikut ini merupakan peta perancangan dibangunny unit instalansi air Sodetan pada daerah Kali
Ciliwung menuju Kanal Banjir Timur :
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
7/13
7
Berikut ini merupakan skema perancangan pipa dimana pipa berada di bawah
permukaan tanah.
Berikut ini merupakan skema perancangan pipa dengan pipa U sebagai jenis pipa yang
mengalirkan air ke KBT dengan pipa berada di atas permukaan tanah :, baik 4 meter maupun 2,5
meter. pipa tersebut pipa yang digunakan tergantung dengan diameter yang diingink
2.2 Perhitungan Daya Pompa
2.2.1
Perhitungan untuk Opsi Pertama Diameter Pipa 4 m
Diketahui :
Diameter Internal Pipa = ID = 4 meter = 13,12336ft
Densitas air = = 62,4
Viskositas air = 1 cp =6,72 x 10-4 lbm/3
Debit air = Q = 882,8667
= 0,03
Jumlah elbow 900(rounded) pada pipa = 3
ev= 0,5
Jawab :
3m
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
8/13
8
1. =
=882,8667
(,
)= 6,53 ft/s
2. Re =
=62,4 (6,53)x (882,8667 )
6,72 x 104
= 7957443,074 = 7,95 x 106
3. Menggunakan Persamaan Haaland yang terdapat pada buku Bird Edisi II1
= -36 log (6,9
+(/3,7
)10/9 )
1
= 7,86
= 0.01
Neraca energi makroskopis dari aliran air adalah;
12
v 2 + gh+ 1
dp+W + 12
v 2 LR
h
f
i
+ 12
v 2 ev
ii
= 0i
p1
p2
4. Mencari pipa
() = (12
2
4f) =2
2
=2(6,53)0,0113,12336
x (7115,157)
= 739,8 ft2/s2
5. Mencari non pipa
(12 2 ) = 12(6,53)2(3 x 0,5) = 31,98 ft2/s2
6. Mencari nilai Energi Potensial (Ep)
Ep = (32,2) x (8,7) = 280,14 ft2/s2
7. Dengan demikian, kerja per unit massa yang dilakukan fluida dalam pompa adalah
dengan asumsi tidak ada perubahan energy kinetik dan energy bebas Gibbs
= +280,14 ft2/s2 + 739,8 ft2/s2+31,98 ft2/s2 = 1051,92 ft2/s2
=1051,9232,2
= 32,66 ft lbf/lbm
-W = -w.= Q..= 1799254,554 ft,lbf/s- W = 3271,37 hp
8. Mencari nilai friction loss
= 739,8 + 31,98 = 771,78 ft/s2
%=771,781051,92
x 100 % = 73,37 %
Besarnya nilai friction loss tersebut membuktikan bahwa dibutuhkan pompa untukmengalirkan fluida. Pompa yang dimaksud adalah pompa superdragon dengan daya
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
9/13
9
4232 Hp yang mampu mengangkut air hingga kedalaman 17,7 m. Dan jumlah pompa
superdragon yang dibutuhkan adalah 2 untuk 2 pipa
2.2.2
Perhitungan untuk Opsi Kedua Diameter Pipa 2,5 m
Diketahui :
Diameter Internal Pipa = ID = 2,5 meter = 8,2021ft
Densitas air = = 62,4
Viskositas air = 1 cp =6,72 x 10-4 lbm/3
Debit air = Q = 441,433
= 0,03
Jumlah elbow 900(rounded) pada pipa = 3
ev= 0,5
1. =
=441,433
(,
)= 8,36 ft/s
2. Re =
=
62,4 (8,36)x (8,2021 )
6,72 x 104= 6,36 x 106
3. Menggunakan Persamaan Haaland yang terdapat pada buku Bird Edisi II1
= -36 log (6,9
+(/3,7
)10/9 )
1
= 7,86
= 0.01
Neraca energi makroskopis dari aliran air adalah;
1
2v
2+ gh+
1
dp+W +
1
2v
2 L
Rh
f
i
+1
2v
2e
v
i
i
= 0i
p1
p2
4. Mencari pipa
() = (12
2
4f) =2
2
=2(8,36)0,01
8,2021x (7115,157)
= 1940,09 ft2/s2
5. Mencari non pipa
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
10/13
10
(12
2 ) =12(8,36)2(3 x 0,5) = 52,4172 ft2/s2
6. Mencari nilai Energi Potensial (Ep)
Ep = (32,2) x (8,7) = 280,14 ft2/s2
7. Dengan demikian, kerja per unit massa yang dilakukan fluida dalam pompa adalah
dengan asumsi tidak ada perubahan energy kinetik dan energy bebas Gibbs
= +280,14 ft2/s2 + 1940,09 ft2/s2+52,4172 ft2/s2 = 2272,64 ft2/s2
=2722,6432,2
= 70,58 ft lbf/lbm
-W = -w.= Q..= 1944155,687 ft.lbf/s- W = 3534,82 hp
8. Mencari nilai friction loss
= 1940,09+ 52,4172 = 1992,5 ft/s2
%=1992,52272,64
x 100 % = 87,67 %
Nilai friction force ysng sangat besar mengindikasikan bahwa dibutuhkan pompa
untuk mengalirkan fluida. Pompa yang dimaksud adalah pompa superdragon dengan
daya 4232 Hp yang mampu mengangkut air hingga kedalaman 17,7 m. Dan jumlah
pompa superdragon yang dibutuhkan adalah 4 untuk 4 buah pipa.
2.2.3
Perhitungan untuk Pipa U (Persegi)
Diketahui :
Diameter Internal Pipa = ID = 4 meter = 13,12336ft
Densitas air = = 62,4
Viskositas air = 1 cp =6,72 x 10-4 lbm/3
Debit air = Q = 441,433
= 0,03
Jumlah elbow 900(rounded) pada pipa = 1
ev= 0,5
Jawab :
1. =
=5,13 ft/s
2.
Reh = 4 = 4(4,37)(5,13)(62,4)6,7210 = 8,32 x 106
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
11/13
11
3. Menggunakan Persamaan Haaland yang terdapat pada buku Bird Edisi II
1
= -36 log (6,9
+(/3,7
)10/9 )
1= 7,86
= 0.01
Neraca energi makroskopis dari aliran air adalah;
1
2v
2+ gh+
1
dp+W +
1
2v
2 L
Rhf
i
+1
2v
2e
v
i
i
= 0i
p1
p2
4. Mencari pipa U
() = (12
2
4f) =2
2
= 2(5,13)0,01
13,12x (7053,8)
= 282,98 ft2/s2
5. Mencari pipa melingkar
() = (12
2
4f) =2
2
=(6,53)0,01
13,12x (2,13)
= 0,14 ft2/s2
6. Mencari non pipa (1
22 ) =
12(6,53)2(0,5) = 42,64 ft2/s2
7. Mencari nilai Energi Potensial (Ep)
Ep = (32,2) x (2,13) = 68,58 ft2/s2
8. Dengan demikian, kerja per unit massa yang dilakukan fluida dalam pompa adalah
dengan asumsi tidak ada perubahan energy kinetik dan energy bebas Gibbs
= 394,4 ft
2
/s
2
= 12,24ft lbf/lbm-W = -w.= Q..= 674669,983 ft,lbf/s- W = 1226,67 hp
Pipa U Diameter 4 m lebih hemat daya sebesar 62.5% dibanding pipa diameter 4 m
Pipa U Diameter 4 m lebih efisien daya sebesar 82.65% dibanding pipa diameter 2.5 m
Pipa Diameter 4 m lebih efisien daya sebesar 53.73% dibanding pipa diameter 2.5 m
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
12/13
12
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari hasil yang didapat, maka dapat disimpulkan bahwa:
Daya pompa pada pipa berdiameter 4 meter untuk mengalirkan air dari kali Ciliwung
ke KBT adalah 3271,37 hp dan untuk pipa berdiameter 2,50 meter sebesar 3534,82
hp, dan daya pada pompa U sebesar 1226,67 hp
Semakin kecil diameter pipa, maka semakin besar daya yag digunakan pada pompa.
Dari ketiga perhitungan terebut, daya yang paling kecil yaitu pada pompa dengan
empat pipa berbentuk U berdiameter 4 meter.
Berdasarkan perhitungan terebut, pompa dengan daya yang lebih kecil akan lebih
hemat dalam pembangunan sodetan
Namun, pembangunan sodetan ini tidak bisa dianalisis dari segi daya pompa saja,
karena ternyata penggunaan pipa berbentuk U yang berada di atas permukaan tanah
mengganggu jalannya aktivitas msyarakat. Sehingga pembangunan sodetan lebih
baik menggunakan dua pipa berdiameter 4 meter dengan biaya pembangunan
instalansi yang lebih murah, proses pembangunan yang lebih mudah dan tidakmenggangu aktivitas masyarakat sekitar.
3.2 Saran
Adapun saran yang diajukan penulis adalah sebagai berikut:
Pemerintah lebih baik menggunakan pipa bulat (berbentuk tabung) dengan diameter
4 meter agar lebih ramah lingkungan dan proses pemabangunannya lebih cepat dan
mudah.
Pembangunan instalasi air ini dilakukan dibawah tanah dengan pipa berbentuk
tabung agar unit instalasi air ini tidak mengganggu aktivitas masyarakat
Menaggulangi banjir tidaklah mengandalkan teknologi ini saja, karena partisipasi
masyarakat untuk menjaga lingkungan merupakan sebuah hal yang penting pula.
-
7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5
13/13
13
DAFTAR PUSTAKA
Bird, Byron R., Warren E. Stewart, dan Edwin N. 1994. Transport Phenomena. New York:
John Wiley and Sons, Pte. Ltd.
http://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-
2013diakses pada tanggal 4 Desember 2013
http://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-
ciliwung-kbt-segera-dibangundiakses pada tanggal 4 Desember 2013
http://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-
direalisasikan.htmldiakses pada tanggal 4 Desember 2013
http://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-
KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurdiakses pada tanggal 4 Desember 2013
http://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-2013http://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-2013http://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-2013http://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-ciliwung-kbt-segera-dibangunhttp://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-ciliwung-kbt-segera-dibangunhttp://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-ciliwung-kbt-segera-dibangunhttp://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-direalisasikan.htmlhttp://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-direalisasikan.htmlhttp://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-direalisasikan.htmlhttp://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurhttp://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurhttp://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurhttp://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurhttp://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurhttp://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-direalisasikan.htmlhttp://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-direalisasikan.htmlhttp://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-ciliwung-kbt-segera-dibangunhttp://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-ciliwung-kbt-segera-dibangunhttp://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-2013http://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-2013