II. TEORI DASAR

A. Surge Tower

Surge tower adalah sebuah tangki yang dihubungkan dengan katup.

Pada keadaan standar/normal, tangki terisi zat cair sampai batas tertentu. Jika

pada suatu saat di dalam pipa terjadi water hammer maka sebagian zat cair

akan masuk ke dalam tangki. Dengan demikian akan dapat dibatasi atau

ditekan/redam. Setelah tekanan dalam pipa menjadi normal lagi, zat alir akan

tertekan kembali masuk pipa. Sebaliknya tekanan jatuh dengan tiba-tiba, air

dari tangki akan keluar mengisi pipa sehingga penurunan tekanan akibat

perubahan katup secara tiba-tiba dapat diatasi.

Jenis-jenis Surge Tower, antara lain:

1. Simple surge tower

Memiliki ujung yang tidak tertutup dan harus cukup besar agar fluida

tidak meluap keluar. Simple surge tower memiliki osilasi yang cukup

besar.

Gambar 1: Simple Surge Tower.

2. Orifice Surge tower

Memiliki sebuah katup orifice antara pipa. Berikut gambar oriice surge

tower.

Gambar 2: Orifice Surge Tower.

3. Diferensial Surge tower

Merupakan kombinasi dari simple surge tower dan orifice surge tower

pada penampang yang lebih besar dalam penahanan katup secara tiba-

tiba.

Gambar 3: Deferensial Surge Tower.

B. Reservoir

Reservoir adalah suatu instalasi penampungan air yang mengalirkan air

dari atas kebawah ataupun dari bawah keatas (mengalir sendiri atau dengan

pompa).

Jenis-jenis reservoir:

1. Reservoir alami

Penampungan air yang terbentuk dengan sendirinya oleh proses alam,

misalnya danau.

Gambar 4: Danau

2. Reservoir buatan

Penampungan air yang dirancang/dibuat oleh hasil rekayasa manusia

dalam berbagai bentuk ukuran seperti waduk, menara air, dan

sebagainya.

Gambar 5: Waduk

Gambar 6: Menara Air.

C. Major Losses dan Minor Losses

1. Kerugian  Gesekan  Dalam  Pipa  Atau Mayor  Losses

Kerugian gesekan dalam pipa atau Mayor  losses merupakan

kerugian yang disebabkan oleh gesekan aliran dengan pipa sepanjang

litasan. Kerugian gesekan untuk perhitungan aliran didalam pipa pada

umumnya dipakai persamaan Darcy-Weisbach :

hL mayor=f .LD

.V 2

2 g

Keterangan :

hL : kerugian gesekan dalam pipa/mayor losses (m)

f : koefisien gesek

L : panjang pipa (m)

D : diameter dalam pipa (m)

V : kecepatan aliran fluida (m/s)

g : percepatan gravitasi (m/s2)

2. Kerugian Akibat Perubahan Geometri/Luas Penampang (Minor Losses)

Minor losses merupakan kerugian yang disebabkan oleh gesekan

aliran dalam pipa akibat perubahan luas penampang/geometri. Misalnya

terjadi penyempitan luas penampang. Merupakan kerugian head pada

fitting dan valve yang terdapat sepanjang sistem perpipaan. Dapat dicari

dengan menggunakan Rumus :

hlf =n . k .V 2

2. g

Keterangan:

hlf : Minor losses

n : jumlah fitting/valve untuk diameter yang sama

k : koefisien gesekan

V : kecepatan rata-rata aliran

g : percepatan gravitasi

D. Pressure Vessel

Pressure vessel adalah bejana bertekanan yang tahan bocor (leak proof)

yang berfungsi sebagai tempat menampung ataupun memisahkan senyawa

hidrokarbon menjadi gas dan liquid Bagian utama dari pressure vessel adalah

cylindrical shell dan head yang ditumpu oleh saddle support. Dalam

operasinya, pressure vessel ini mendapatkan bermacam-macam beban antara

lain beban berupa tekanan dalam serta beban karena beratnya sendiri dan

berat jluida. Beban-beban tersebut akan menimbulkan tegangan yang

bervariasi pada dinding vessel.

Klasifikasi Pressure vessel:

1. Pressure vessel berdasarkan fungsi:

a. Heat Exchanger

Heat Exchanger merupakan suatu alat yang berfungsi untuk menukar

panas antara dua fluida yang berbeda temperatur tanpa mencampur

kedua zat tersebut.

Gambar 7: Heat Exchanger.

b. Reaktor

Reaktor adalah suatu alat proses tempat di mana terjadinya

suatu reaksi berlangsung, baik itu reaksi kimia atau nuklir dan bukan

secara fisika. Dengan terjadinya reaksi inilah suatu bahan berubah ke

bentuk bahan lainnya, perubahannya ada yang terjadi secara spontan

alias terjadi dengan sendirinya atau bisa juga butuh bantuan energi

seperti panas (contoh energi yang paling umum). Perubahan yang

dimaksud adalah perubahan kimia, jadi terjadi perubahan bahan

bukan fasa misalnya dari air menjadi uap yang merupakan reaksi

fisika.

Gambar 8: Reaktor Nuklir.

c. Separator

Separator adalah tabung bertekanan yang digunakan untuk

memisahkan fluida sumur menjadi air dan gas (tiga fasa) atau cairan

dan gas (dua fasa), dimana pemisahannya dapat dilakukan dengan

beberapa cara yaitu :

1. Prinsip penurunan tekanan.

2. Gravity setlink

3. Turbulensi aliran atau perubahan arah aliran

4. Pemecahan atau tumbukan fluida

Gambar 9: Separator

d. Absorber

Absorber adalah Alat yang digunakan untuk proses Absorbsi,

yaitu proses penyerapan fluida gas oleh seluruh bagian zat cair

sebagai absorben. Proses Absorbsi digunakan untuk memisahkan

suatu komponen gas dari campuran gas dengan menggunakan zat

cair sebagai penyerap/ absorben. Absorben yang digunakan

ditentukan dari daya larut gas pada zat cair tertentu. Adapun Contoh

dari proses absorbsi adalah pemisahan oksigen dari campuran gas

dengan menggunakan air sebagai absorben.

Gambar 10: Absorber.

e. Stripper

Stripper adalah suatu alat untuk operasi pemisahan solute dari

fase cair ke fase gas, yaitu dengan mengontakkan cairan yang berisi

solute dengan pelarut gas ( stripping agent) yang tidak larut ke dalam

cairan.

Gambar 11: Stripper.

f. Destilator

Destilator adalah suatu alat yang berfungsi menghasilkan

cairan yang disebut alkohol dengan proses destilasi. Distilasi

dilakukan untuk memisahkan etanol dari beer (sebagian besar adalah

air dan etanol).

Gambar 12: Destilator.

2. Pressure vessel berdasarkan posisi

a. Posisi vertical

Yaitu posisi tegak lurus terhadap sumbu netral axis, dimana

posisi ini banyak digunakan didalam installasi anjungan minyak

lepas pantai (offshore). Yang tidak mempunyai tempat yang tidak

begitu luas. Jenis vertical ini banyak di fungsikan sebagai jenis 2-

Phase, yaitu pemisahan antara minyak mentah dan gas saja yang

mana pada penggunaannya hasil utama yang akan di proses adalah

gas dan cair.

Gambar 13: Pressure Vessel Posisi Vertikal.

b. Posisi Horisontal

Pada posisi horizontal banyak di temukan dan digunakan pada

ladang sumur minyak didaratan karena mempunyai kapasitas

produksi yang lebih besar. Jenis ini biasanya berfungsi sebagai

separator 3-phase, yaitu pemisah antara minyak mentah (crude oil),

air (water), dan gas.

Gambar 14: Pressure Vessel Posisi Vertikal.

3. Pressure vessel berdasarkan material

a. Pressure Vessel Metalic

Pressure vessel metallic adalah pressure vessel yang terbuat dari

bahan metallic seperti besi, baja dll.

Gambar 15: Pressure Vessel Dari Bahan Metallic.

b. Pressure Vessel Non Metallic

Pressure vessel non metallic adalah pressure vessel yang terbuat dari

bahan non metallic seperti semen, fiber glass dll.

Gambar 16: Pressure Vessel Dari Bahan Non Metallic.

E. Aksesoris Perpipaan

1. Sambungan Pipa

Berikut ini dapat dilihat beberapa contoh penyambungan pipa

dengan pipa yang menggunakan alat penyambung, untuk mengubah arah

aliran atau memperkecil jalur pipa. Jenis-jenis sambungan antara lain :

a. Siku (Elbow)

Siku dalam system perpipaan digunakan untuk mengubah arah

aliran fluida dengan menyambungkan sebuah pipa dengan pipa yang

lain. Siku adalah pipa fitting dipasang antara dua batang pipa atau

tabung untuk memungkinkan perubahan arah, biasanya 90 ° atau 45 °.

Gambar 17: Sambungan Siku (Elbow)

b. Pemerkecil (Reducer)

Reducer adalah komponen dalam pipa yang mengurangi pipa

ukuran dari yang lebih besar untuk menanggung yang lebih kecil

(dalam diameter). Panjang pengurangan biasanya sama dengan rata-

rata diameter pipa yang lebih besar dan lebih kecil. Ada dua jenis

utama dari consentric reducer dan eccentric reducer. Reducer dapat

digunakan baik sebagai nozzle atau diffuser tergantung pada jumlah

mach aliran.

Gambar 18: Sambungan Reducer

c. Fitting Tee

Sambungan T (fitting tee) merupakan jenis sambungan yang

paling umum digunakan. Jenios fitting T yaitu tee equal dan fitting tee

non equal. Digunakan untuk menggabungkan dua aliran fluida (split)

dari arah yang berlawanan.

Gambar 19: Sambungan Tee

d. Sambungan Silang (Cross)

Biasa juga disebut dengan sambungan empat arah (4-way fittings).

Sambungan silang memiliki satu masukan (inlet) dan tiga keluaran (outlet)

atau sebaliknya. Sambungan silang dapat menghasilkan tegangan yang

besar pada pipa dan perubahan temperature, karena fitting silang

merupakan titik pertemuan empat koneksi saluran.

Gambar 20: Sambungan Silang (Cross)

e. Tutup (Cup)

Salah satu jenis sambungan pipa, biasanya digunakan untuk menutup

aliran aliran fluida cair atau gas pada ujung saluran pipa. Sambungan ini

dapat berupa sambungan dengan las, ulir maupun solder.

Gambar 21: Sambungan Tutup (Cup)

f. Kopling (Coupling)

Sebuah kopling menghubungkan dua pipa untuk satu sama lain. Jika

ukuran pipa tidak sama, pas dapat disebut kopling mengurangi atau

Reducer, atau Full. Dengan konvensi, istilah "ekspander" umumnya tidak

digunakan untuk coupler yang meningkatkan ukuran pipa, melainkan

istilah "Reducer" digunakan.

Gambar 22: Sambungan Coupling

g. Union

Sambungan union hamper mirip dengan sambungan kopling, kecuali

designnya dibuat untuk memungkinkan kecepatan aliran fluida dan

mempermudah dalam hal maintenance system perpipaan.

Gambar 23: Sambungan Union

h. Sambungan Khusus menggunakan O’let

Dari segi kekuatan dan teknis, sambungan pipa cabang yang

menggunakan o’let lebih kuat dan lebih baik dari sambungan yang

menggunakan penguat seperti pelana (saddle) dan reinforcement, tetapi

dari segi ekonomi sambungan o’let lebih mahal. Berikut jenis-jenis

sambungan o’let.

a. Weldolet

Weldolet adalah jenis fitting yang digunakan untuk membuat

cabang dengan ukuran lebih kecil dari pipa utamanya. Weldolet

biasanya dipakai pada perpipaan dengan tekanan dan temperature

tinggi dimana sambungan las dengan tipe buttweld.

Gambar 24: Weldolet

b. Elbolet

Elbolet digunakan untuk membuat percabangan tangensial pada suatu

elbow.

Gambar 25: Elbolet

c. Latrolet

Sambungan latrolet dengan pengelasan dan membuat sudut yang

umumnya 45°.

Gambar 26: Latrolet

d. Swepolet

Sweepolet digunakan untuk membuat percabangan 900. Umumnya

dipakai pada pipa transmisi dan distribusi (pipe line. system).

Gambar 27: Swepolet

2. Valve

Valve atau juga disebut katup adalah sebuah alat untuk mengatur

aliran suatu fluida dengan menutup, membuka atau menghambat

sebagian dari jalannya aliran. Contoh yang mudah adalah keran air.

Adalah kewajiban bagi seorang insinyur pipa untuk mengetahui

setidaknya dasar-dasar dari valve ini. Diatas kapal valve sangat

memegang peranan penting dalam instalasi pipa, baik itu instalasi pipa

bahan baka, ballast, bilge, sanitary, dan lainnya.

Jenis-jenis valve yang sering di gunakan yaitu gate valve, globe

valve, butterfly valve, ball valve, plug valve, dan check valve atau non-

return valve.

a. Gate Valve (Katup Pintu)

Jenis valve ini mempunyai Bentuk penyekat piringan, atau

sering disebut wedge, yang digerakkan ke atas bawah untuk membuka

dan menutup. Biasa digunakan untuk posisi buka atau tutup sempurna

dan tidak disarankan untuk posisi sebagian terbuka.

1) Valve (Katup) ini disebut katup gate karena mengandung unsur

penutupan disebut gate yang berhenti mengalir. Pintu gate

bertindak seperti sebuah rana yang memisahkan bagian dalam

rumah dari luar atau pintu yang memisahkan dua kamar.

2) Sebuah disk vertikal bertempat di katup tubuh slide gerbang atas

dan bawah pada sudut kanan ke arah aliran dalam pipa, menutup

atau membuka katup. Arus diblokir dengan menggunakan efek

wedge-lock disc katup/valve itu.

Gambar 28: Gate Valve saat menutup

Gambar 29: Gate Valve Saat Mmbuka

Gambar 30: Komponen Gate Valve

b. Globe Valve

Jenis valve globe valve/katup biasanya Digunakan untuk

mengaturbanyaknya aliran fluida.

1)Katup globe dinamai sesuai bentuknya. bentuk globe valve

memiliki partisi interior, dan katup inlet dan pusat-pusat outlet

yang inline. Konfigurasi ini memaksa perubahan arah aliran dalam

bentuk S.

2)Disk menghambat aliran cairan dengan menekan terhadap seat di

partisi. Konsep: force againts.

3)dengan mengubah posisi disc valve globe, globe valves dapat di

gunakan untuk both throttling dan untuk full-on, full-off flow

control.

Gambar 31: Komponen Valve Globe (Silahkan Klik Gambar Untuk Melihat Ukuran Besar)

c. Butterfly Valve (Katup kupu-kupu)

Bentuk penyekatnya adalah piringan yang mempunyai sumbu

putar di tengahnya. jenis valve ini Menurut disainnya, dapat dibagi

menjadi concentric dan eccentric. Eccentric memiliki disain yang

lebih sulit tetapi memiliki fungsi yang lebih baik dari concentric.

Bentuknya yang sederhana membuat lebih ringan dibandingkan valve

lainnya.

Gambar 32: Komponen Butterfly Valve

d. Ball valve

Ball Valve (Katup Bola) adalah katup dengan bola disk, bagian

dari katup yang mengontrol aliran melalui itu. Bola memiliki lubang,

atau port, melalui tengah sehingga ketika port ini sejalan dengan

kedua ujung katup, aliran akan terjadi. Ketika katup tertutup, lubang

tegak lurus ke ujung katup, dan aliran diblokir. Katup bola biasa

digunakan untuk gas-gas. Bentuk penyekatnya berbentuk bola yang

mempunyai lubang menerobos ditengahnya.

Gambar 33: Komponen Ball Valve

e. Plug Valve

Plug valve (katup plug) Seperti ball valve, tetapi bagian

dalamnya bukan berbentuk bola, melainkan silinder. Karena tidak ada

ruangan kosong di dalam badan valve, maka cocok untuk fluida yang

berat atau mengandung unsur padat seperti lumpur. Biasa dipakai

untuk minyak dan pelumas kental.

Gambar 34: Plug Valve

f. Check Valve (Katup Cek)

Check valve (katup cek) Sebuah katup, katup klak, non-kembali

katup atau katup satu arah. Jenis valve ini mempunyai fungsi untuk

mengalirkan fluida hanya ke satu arah dan mencegah aliran ke arah

sebaliknya. Mempunyai beberapa tipe lagi berdasarkan bagian

dalamnya seperti double-plate, swing, tilting, dan axial.

Gambar 35: Komponen Check Valve

g. Diafraghma Valve

Untuk menggerakkan valve ini sendiri, seperti kebanyakan

valve-valve lainnya, digunakan aktuator baik itu motor aktuator,

diafragma, piston, ataupun aktuator lainnya. Namun ketika sistem

mekanis aktuator membutuhkan daya yang cukup besar dan butuh

waktu yang cepat, kebanyakan menggunakan diafragma, atau piston

yang keduanya merupakan pneumatic actuator.

Gambar 36: Diafragma Valve

3. Nossel

Nossel merupakan alat yang biasanya digunakan dalam sistem perpipaan

atau aliran yang berfungsi untuk mengubah kecepatan dan tekanan pada

aliran tersebut.

Macam-macam nossel antara lain:

a. Nossel konvergen,

Yaitu nossel dengan penampang mula-mula yang besar yang

kemudian mengecil pada bagian keluarnya sehingga kecepatan aliran

menjadi tinggi dan tekanannya turun.

Gambar 37: Nossel Konvergen

b. Nossel divergen adalah nossel dengan penampang mula-mula yang

kecil kemudian membesar pada bagian keluarnya sehingga

kecepatannya turun dan tekanannya naik

Gambar 38: Nossel Divergen

c. Nossel konvergen-divergen, yaitu merupakan gabungan dari nossel

konvergen dan nossel divergen.

Gambar 39: Nossel Konvergen-Divergen

F. Efek Water Hammer

Efek water hammer adalah benturan air yang terjadi karena adanya

kenaikan tekanan yang timbul di dalam pipa sebagai akibat dari penurunan

kecepatan dan jarak fluida pada saat sebuah katup ditutup secara tiba-tiba. Di

dalam membahas proses terjadinya water hammer berarti harus membahas

mengenai perjalanan gelombang tekanan melalui medium air di dalam saluran

pipa. Pada gambar akan dijelaskan proses penjalaran gelombang tekanan

tersebut untuk kasus penutupan katup secara tiba-tiba.

Gambar 40: Water Hammer.

a. Gambar (a)

Air di dalam reservoir mengalir ke dalam pipa masih dalam keadaan

sempurna dimana kecepatan aliran konstan karena tidak ada perlakuan

b. Gambar(b)

Terjadi penutupan secara tiba-tiba sehingga kecepatan aliran sama

dengan nol di daerah dekat katup. Tekanan juga akan bertambah serta

gelombang akan dapat menuju reservoir

c. Gambar(c)

Tekanan balik yang terjadi akan terus bertambah memenuhi seluruh pipa

sehingga gelombang awal yang terjadi pada pipa bertambah sampai

memenuhi pipa dan kecepatan dalam pipa menjadi sama dengan nol

d. Gambar(d)

Gelombang yang memenuhi pipa akan bertambah dan kecepatan aliran

gelombang tertentu menuju kearah sumbu penutupan dan berakhir pada

waktut =21/c dan gerakan gelombang balik mengakibatkan adanya aliran

yang ditekan menuju reservoir dengan kecepatan Vs

e. Gambar(e)

Gelombang tersebut akan terus kearah sumbu penutupan sampai batas

waktu tertentu sehingga menekan air untuk kembali ke reservoir dengan

kecepatan Vo menuju keadaan stabil

f . Gambar( f )

Gelombang yang telah sampai ke sumber penutupan akan mengalami

osilasi kebawah, dimana V = Vo ,V = O. Terjadi kembali kearah sekitar

sumber penutupan. Hal ini akan berlangsung sampai tekanan air akan

mencapai keadaan stabil.

Cara mencegah terjadinya efek water hammer antara lain :

1. Mencegah penutupan katup secara tiba-tiba sehingga tidak terjadi tekanan

yang berlebihan pada sekitar pipa.

2. Memasang surge tower sehingga diharapkan kemungkinan kerusakan yang

terjadi pada instalasi pipa itu sendiri dapat diminimalkan.

G. Contoh Perhitungan

1. Sistem aliran air dari tandon 1 ke tandon 2 yang terbuka ke atmosfer

adalah seperti skema dibawah. Panjang total dari pipa penampang seragam

adalah 50 m diameternya, 0,05 m. Koefisien minor lossesnya, K adalah

sebagai berikut :

saringan : 8

belokan : 0,5

sambungan T : 0,7

pengukur aliran ( flowmeter ) : 6

katup pembuka. : 1

Jika kecepatan air dalam pipa rata-rata adalah 1,5 m/dt, tentukan

perbedaan ketinggian kedua tandon tersebut.

Penyelesaian :

Ditentukan : Sistem aliran air seperti skema dengan jumlah belokan 5,

sebuah saringan, sebuah sambungan T, sebuah pengukur aliran dan

sebuah katup pembuka.

Ditanya : perbedaan ketinggian tandon, h

Jawab :

Persamaan dasar

( p1ρ

+gz1+V

12

2 )−( p2

ρ+gz2+

V22

2 )=hlt=hl+hlm

hl=f

LD

V 2

2 dan h

lm=K

V 2

2

asumsi :

aliran tunak

aliran tak mampu mampat

headloss karena kondisi masukan diabaikan

Tandon semua terbuka ke atmosfer, berarti p1 = p2 , V1 0, krn

penampang tandon jauh lebih besar dari penampang pipa, z1 -z2 = h maka

persamaan di atas menjadi :

g ( z1 - z2)= fLD

V2

2

2 + K

V2

2

2−

V2

2

2

h =V

22

2 g (f LD

+K−1)

Menentukan nilai f dari diagram Moody dengan menghitung angka

Reynold dan menentukan kekasaran relatif pipa.

Dari grafik pada gmb.1.3, diameter pipa 2 inchi dan bahan pipa

diasumsikan beton dengan kekasaran, e=0,003, maka kekasaran relatif, e/D

0,02. Dari diagram Moody nilai f 0,05.

Sedangkan besarnya K adalah jumlah dari K untuk semua komponen, jadi

K = Ksaringan + 5xKbelokan + Ksambungan T + Kkatup + Kflowmeter

= 8 + 5 x 0,5 + 0.7 + 1 + 3

= 14,7

2. Selang siphon dengan lengkungan 1 m diatas permukaan air tandon dan

keluaran selang ke atmosfer berjarak 7 m dibawah permukaan air.

Tentukan kecepatan air keluar selang dan tentukan tekanan absolut air

pada lengkungan selang tersebut !

Penyelesaian :

Dik :

Ditanya : kecepatan air, V2

tekanan di A, pA

Jawab:

Persamaan dasar :

p1

ρ+gz1+

V12

2=

p2

ρ+gz 2+

V22

2

m1 = m2 V1 A1 = V2 A2

Dari permasalahan bahwa penampang tandon A1 >>>> A2 maka V1 0, p1

= p2 = patm maka

gz1=V 2

2

2+gz2

V22=2g (z1−z2)

V 2 = √2g ( z1−z2 )=√2 x9,8m

dt2x7m=11 ,7 m /dt

Untuk menentukan tekanan di A

P 1

ρ+gz1+

V12

2=

PA

ρ+gz A+

VA2

2

Sedangkan V1 0, VA=V2 maka

PA=P1+ρg (z1−z2)− ρV

22

2

= 1,01x105 N

m2x 999

kg

m3x 9 ,81

m

dt 2x (−1 m ) x

N . dt2

kg .m

- 12

x999kgm3

x (11 ,7 )2m2

dt2x

N . dtkg . m

= 22,8 kPa

3. Untuk pembacaan di titik A adalah -2.5 psi. Tentukanlah ketinggian cairan

di tabung piezometer E, F, dan G

Jawab :

Untuk Tabung E

                                     pK = pL

                              pH + γh = 0

     -2,5 x 144 + (0,7 x 62,4)h = 0

                                       h = 8,24 ft

Maka tingginya titik L adalah :

49,00 – 8,24 = 40,76 ft

Untuk Tabung F

Tekanan di ketinggian 38,00 = Tekanan di ketinggian 49,00 + Tekanan di

fluida kedua

                                         = -2.5+(0,7 x 62,4)(49-38) /144

                                         = 0,837 psi

karena sama dengan tekanan di titik M.

Maka tekanan di titik M = 0,837x144/62,4 = 1,93 ft

Sehingga pada tabung F fluida akan naik sejauh 1,93 ft (39,93).

Untuk Tabung G

Tekanan di ketinggian 26 = Tekanan di ketinggian 38 + tekanan di fluida

air

                               pO = 0,837 + 62,4x12/144 = 6,04 psi

karena sama dengan tekanan di titik R.

Maka tekanan di titik R adalah 6,04x144/1600x62,4 = 8,71 ft

Sehingga fluida di tabung G akan naik sejauh 8,71ft (34,71ft)

4. Suatu pipa mengalirkan air dari suatu tandon (reservoir) ke tandon lain

yang diletakkan lebih rendah. Selisih tinggi permukaan air antara dua

tandon tersebut adalah 10 m. Apabila debit aliran Q=0,50 m3/det,

tentukan besarnya kehilangan tenaga dalam Newton meter per kilogram

dan dalam kilowatt.

Penyelesaian:

5. Air dipompa melalui pipa diameter 0,25 m sepanjang 5 km dari

discharge pompa menuju tandon terbuka. Apabila ketinggian air di

tandon 7 m di atas discharge pompa dan kecepatan air rata-rata di

dalam pipa adalah 3 m/dt maka tentukanlah tekanan pada discharge

pompa tersebut.

Penyelesaian :

Ditentukan :

Ditanya : Tekanan pada discharge pompa, p1

Jawab :

Persamaan dasar :

( p1ρ

+gz1+V

12

2 )−( p2

ρ+gz2+

V22

2 )=hlt=hl+hlm

hl=fLD

V 2

2 dan h lm=K

V 2

2

Dengan kondisi head loss minor diabaikan dan V2 0 maka persamaan

menjadi

p1−p2

ρ=g (z2−z1 )+ f

LD

V 12

2−

V 12

2

p1−p2=ρ[g ( z2−z1)+V 1

2

2 ( fLD

+1)]

Nilai f dapat ditentukan dengan mengacu kepada diagram Moody dan

diagram kekasaran relatif. Dari gmb 1.3. dengan asumsi pipa baja

komersial diameter sekitar 10 inchi, maka kekasaran relatif, e/D adalah

0,00018. Angka Reynold dihitung dengan viskositas air, = 1 x 10-3

kg/m.dt, massa jenis air, = 999 kg/m3 maka angka Reynold, Re 7,5 x

105 maka nilai f adalah sekitar 0,015. Sedangkan tandon terbuka berarti p2

= 1 atm dan z2 - z1 =7 m serta air = 999 kg/m3 maka

p1−1 atm=999 kg

m3x [9,8 m

dt2x 7m+1

2 (32m2

dt2 ) x (0 , 015 x5 km0 ,25 m

x103 mkm

+1)]p1= 1,42 MPa