60
Laporan Tugas Akhir
BAB III Analisa Dan Perhitungan
3.1.
Pengambilan Data
Pengambilan data dilakukan pada tanggal 14 mei 2014 di gedung tower universitas mercubuana dengan data sebagai berikut :
Gambar 3.1. Gedung Tower UMB
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
60
61
Laporan Tugas Akhir
1.
Panjang Gedung : 44,50 m Luas Gedung : 1143 m2
2.
Lebar Gedung : 25,70
3.
Kebutuhan air setiap sumur 12m3/jam
4.
Kedalaman sumur 200 meter
5.
Panjang bak penampung air 3,6 meter
6.
Lebar bak penampung air 6 meter
7.
Tinggi bak penampung air 2,6 meter
8.
Pipa jambang 6” sedalam 60 meter
9.
Pipa naik 3” sedalam 90 meter
10.
Pipa jambang dan pipa naik menggunakan Galvanized Steel Pipe (GSP) BS 1387 class medium
11.
Pipa saringan menggunakan stainless steel 304, ukuran pipa 3”
12.
Ketinggian bak penampung air 2,55 meter
13.
Lebar bak penampunggan air 3 meter
14.
Diameter pipa hydrant 3,86”
15.
Jarak panjang sprinkler 4,85 meter
16.
Lebar jarak sprinkler 3,75 meter
17.
Lebar ruangan 20,30 meter
18.
Panjang ruangan 27,30 meter
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
Laporan Tugas Akhir
62
Daya pompa : Besarnya energi persatuan waktu atau kecepatan. Pengertian daya pompa, yaitu : 1. Daya Hidrolik ( hydraulic horse power) 2. Daya Poros Pompa ( Break Horse Power) 3. Daya Penggerak (driver) Untuk pompa sentrifugal kapasitas yang dapat dicapai bergantung pada kecepatan aliran fluida. Yang mana ini dipengaruhi oleh bentuk inpeler, putaran, bentuk rumah pompa dan bentuk saluran yang digunakan. 3.2
Penempatan titik- titik Sprinkler tiap lantai
Gambar 3.2 Lantai Baseman Universitas Mercu Buana
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
63
Laporan Tugas Akhir
Gambar 3.3 Lantai 1 Universitas Mercu Buana
Gambar 3.4 Lantai 2 Universitas Mercu Buana
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
64
Laporan Tugas Akhir
Gambar 3.5 Lantai 3 Universitas Mercu Buana
Gambar 3.6 Lantai 4 Universitas Mercu Buana
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
65
Laporan Tugas Akhir
Gambar 3.7 Lantai 5 Universitas Mercu Buana
Gambar 3.8 Lantai 6 Universitas Mercu Buana
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
66
Laporan Tugas Akhir
Gambar 3.9 Lantai 7 Universitas Mercu Buana
3.3 Pompa Hydrant
Kebutuhan air Luas area Bersih = 1143 m2 Luas kotor = Luas bersih x 80 % 1143 x 0,8 = 914,4 m2
Rumus Kapasitas Pompa Hydrant :
Jumlah pilar + 250 gpm 1 pilar = 1000 m3 Luas Area Gedung 1143 m2 = 1 pilar 1 pilar = 250 gpm Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
67
Laporan Tugas Akhir
Jadi kapasitas pompa 250 gpm + 250 gpm = 500 gpm
3.4 Head Pompa Fire Electric
Gambar :3.10 Pompa Electric Fire Centrafugal Pump
Pentair Water
Brand name
Aurora Pump
Serial Number
09-03190702-1
Size : GPM :
3x4x13.5L 500
HEAD FEET :
Type : 507
3344 R.P.M :
Tabel (3.1 ) : Name Plate Pump electric Fire
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
3000
68
Laporan Tugas Akhir
H static = 25,5 m (tinggi gedung) Hf(losis) = 0,5 bar = 5 m Htekanan temperatur) = 6,9 = 69 m Jadi head total = 99,5 m Setara dengan = 39 kW (dari grafik pompa)
Grafik (3.11 ) : Grafik power pompa (kW) Note : Terdapat 2 (dua) pompa elektrik di gedung tower Universitas Mercu Buan.
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
69
Laporan Tugas Akhir
3.5 Head Pompa Jockey
Gambar 3.12 head pompa jockey Head pompa fire + 10 m
Jadi head nya = 99,5 + 10 m = 109,5 m ≈ 11 bar kapasitas pompa jockey = 25 GPM Jadi daya yang di dapat dari grafik pompa NPSH = 8 kW 3.6 Capasitas Fire Tank `
Capasitas pompa x 45 menit = 500 gpm x 45 = 22.500 gpm = 22,500 x 3,78 m3/menit = 85,050 ≈ 85 m3/menit
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
70
Laporan Tugas Akhir
Sprinkler 1 Sprinkler = 21 m2 Apar 1 Apar = 250 m2
3.7 Volume Pipa Air Keperluan Hydrant Gedung Perlantai Diameter Pipa Hydrant = 3,86” x 2,54 cm (menjadi cm) = 9,8044 cm Panjang pipa
= 25,70 m x 100 = 2570 cm
Rumus Volume Pipa = 3,14 x 9,802 x 2570 = (3,14 x 96,04 x 2570) cm3 = (3,14 x 246822) cm3 = 7750 cm3 = 7,750 m3 = 7,750 m3 x 7 lantai Jadi total volume air keperluan hydrant untuk semua lantai = 54,25 m3/menit ( cukup terpenuhi pada kapasitas fire tank = 85 m3/menit)
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
71
Laporan Tugas Akhir
3.8. Volume bak penampung air
Gambar 3.13 volume bak penampung air V= PxLxT
= (3,6 x 6 x 2,6) m3 = 561,6 ≈ 562m3 Jadi volume air dalam bak penampung adalah 562m3 3.9. Penentuan dan Perhitungan 3.9.1. Perhitungan Diameter pipa hydrant gedung Q = 0,006 m3/s V diambil = 3 m/s ( eksistensi data gedung, volume untuk setiap sumur 3 m/s) Dengan Q = A x V, maka : \ A=
D 2 4
Q = A.V
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
72
Laporan Tugas Akhir
................sesuai persamaan (2.
4Q V
D=
=
4 x0,006 = 0,0504 m 3,14 x3
3.9.2. Perhitungan Tebal Pipa P. D c 2.
t= dimana :
t
= tebal pipa ( m )
P = tekanan pipa ( N/m2 ) D = diameter pipa ( m ) σ = tegangn tarik yang diizinkan bahan ( N/m2 ) c Sch =
= safety pipa( 0,003 m )
P x100
dimana :
Sch = Schedule 40 P
= tekananpipa( N/m2 )
σ
= tegangntarik yang diizinkanbahan( N/m2 )
perhitungan : σ = 70 N/m2 Sch No. 40 40 =
Px100 = 70
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
P = 2,8 N/m2
Laporan Tugas Akhir
Jadi tebal pipa adalah 0,199 mm
3.9.3. Kerugian Head Reducer Maka Cc didapat : 0,712 (Standar Penyempitan Cc Untuk Air) 2
2 1 V Hc = 1 . Cc 2 g 2
1 32 = 0,075 m 1 . 0,712 2.9,81
Hc =
3.9.4. Kerugian Head Belokan, Katub, sambungan/ percabangan ( He )
K .v 2 76,26.32 He = 34,98m 2g 2.9,81
dimana : He
= Kerugianbelokan, katup, fitting / percabangan
V
= Kecepatan aliran ( m/s )
g
= Percepatan gravitasi (m/s2 ) = 9,81 m/s2
K
= Faktor jumlah kerugian untuk belokan, katup,
sambungan belokan, fitting, percabangan yang terjadi pada pipa. Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
73
74
Laporan Tugas Akhir
3.9.5.
Kerugian Gesekan dalam pipa
Dari data diketahui : V = 3 m/s μ = 1,007 x 10-6 m2/s Maka : Untuk d = 25 mm = 0,025 m Re =
v.d
Re =
3x0,02 = 74478,649 1,007x10 6
3.9.6 Perhitungan Kerugian Head Gesekan Dalam Pipa ( Hf )pada Pipa Sprinkler System Untuk diameter 150 mm ( L = 3,25 m ) Dimana :
f = 0,020
Hf = f .
f = 0,020
0,0005 D
0,0005 = 0,023 0,15
L v2 . D 2g
Hf = 0,023.
3,25 3 2 . = 0,229 m 0,15 2.9,81
3.9.7. Perhitungan Kerugian Head Gesekan Dalam Pipa( Hf )pada Pipa Fire Hydrant Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
75
Laporan Tugas Akhir
Untuk diameter 150 mm ( L = 2,82 m ) Dimana :
f = 0,020
Hf = f .
f = 0,020
0,0005 D
0,0005 = 0,023 0,15
L v2 . D 2g
Hf = 0,023.
2,82 32 . = 0,199 m 0,15 2.9,81
3.9.8. Perhitungan Kerugian Head Reducer( Hc ) / Penyempitan pada Pipa Sprinkler System Pada pipa Fire Sprinkler untuk diameter 150 mm ke 100 mm
D2 2 3,14 0,12 0.0079 A2 4 4 0,45 0,5 A1 D1 3,14 0,152 0,0177 4 4 Maka Cc didapat : 0,681 (Standar Penyempitan Cc Untuk Air)
2
2 1 V Hc = 1 . Cc 2 g
2
1 32 Hc = 1 . = 0,10 m 0,681 2.9,81
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
76
Laporan Tugas Akhir
3.9.9. Perhitungan Kerugian Head Reducer( Hc ) / Penyempitan pada Pipa Hydrant System Pada Pipa HydrantUntuk diameter 150 mm ke 80 mm
D2 2 3,14 0,082 0.0050 A2 4 4 0,28 0,3 A1 D1 3,14 0,152 0,0177 4 4 Maka Cc didapat : 0,643 (Standar Penyempitan Cc Untuk Air) 2
2 1 V Hc = 1 . Cc 2 g 2
32 1 Hc = = 0,14 m 1 . 0,643 2.9,81
3.9.10. Perhitungan Kerugian Head Belokan, Katup, Sambungan / Percabangan ( He ) pada Pipa Sprinkler System Flexible Joint
K = 1 x 10
= 10
Gate Valve
K = 4 x 0,19
= 0,76
Check Valve
K = 1 x 2,5
= 2,5
Tee
K = 23 x 1,8
= 41,4
Elbow
K = 24 x 0,9
= 21,6
Ktotal
= 76,26
He =
K .v 2 76,26 x32 = 34,98 m 2g 2.9,81
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
77
Laporan Tugas Akhir
3.9.11. Perhitungan Kerugian Head Belokan, Katup, Sambungan / Percabangan ( He ) pada Pipa Hydrant
Flexible Joint
K = 1 x 10
= 10
Gate Valve
K = 2 x 0,19
= 0,38
Check Valve
K = 1 x 2,5
= 2,5
Tee
K = 2 x 1,8
= 3,6
Elbow
K = 2 x 0,9
= 1,8
Ktotal
= 18,28
He =
K .v 2 18,28x32 = 8,38 m 2g 2.9,81
3.8.12. Jumlah Seluruh Kerugian HeadFire Sprinkler dan Hydrant pada Pipa TekanFire Sprinkler dan Pipa Hydrant
Fire Sprinkler Hl1 = Hf + Hc + He = 99,03 + 10,236 + 34,98
= 144,25 m
Pipa Hydrant Hl1 = Hf + Hc + He = 3,939 + 0,189 + 8,38
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
= 12,508 m
78
Laporan Tugas Akhir
3.9.13
Kerugian Head Belokan, Katup, Sambungan / Percabangan pada pipa hisap ( He )
Flexible Joint
K = 1 x 10
Strainer
K = 1 x 0,19 = 0,19
Katup Hisap dengan Saringan
K = 1 x 1,19 = 1,19 Ktotal
He =
= 10
= 11,38
K .v 2 11,38x32 5,22 m 2.g 2 x9,81
3.9.14.Perhitungan Head Total Pompa 2
2
p1 V1 P V Z 1 H pompa H 1 2 2 Z 2 ………. g 2 g g 2 g 2
P P1 V2 Hpompa= 2 Z 2 Z 1 hl 2 hl1 g 2g Makadidapat : 2
V Hpompa= ha h p hl 2 2g 2
Hpompa = ha+Δhp + hl +
V2 2g
Hpompa = 72,15 + 0,204 + 149,63 + 0,46 = 222,44 m
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
Laporan Tugas Akhir
3.9.15.
Head Pompa yang dibutuhkan Sprinkler Δhp = head tekanan
Dimana :
Δhp =
P1
= 105 N/m2 ( tek. Atmosfir = 1 atm )
ρ
= 998,2 Kg/m3 ( pada suhu 200 )
Head Pompa yang dibutuhkan Hydrant Δhp = head tekanan
Dimana :
3.9.17.
= 1,02 x 105 ( tek. umum pada Sprinkler )
P2 P1 1,02 1x105 = 0,204 m g 998,2 x9,81
3.9.16.
Δhp =
P2
P2
= 4,43 x 105 ( tek. umum pada Hydrant )
P1
= 105 N/m2 ( tek. Atmosfir = 1 atm )
ρ
= 998,2 Kg/m3 ( pada suhu 200 )
P2 P1 4,43 1x10 5 = 35,03 m g 998,2 x9,81
Efesiensi Pompa ns =
n Q H 3/ 4
Dimana : ns = Putaran spesifik pompa ( rpm ) n
= Putaran pompa ( rpm )
Q = Kapasitas pompa H = Head total pompa ( m ) Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
79
Laporan Tugas Akhir
ρ
= 998,2 kg/m3
g
= 9,81 m/s2
H
= 225 m
n
= 2950 rpm
Q
= 0,079 m3/s
ns =
n Q H
3/ 4
ns =
2950 0,079 = 14,3 rpm 2253 / 4
Universitas Mercu Buana Hairun Nizar (41308010044)
80
