II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH Sistem infrastruktur merupakan pendukung utama fungsi sistem sosial dan ekonomi dalam kehidupan masyarakat. Sistem infrastruktur didefinisikan sebagai fasilitas-fasilitas atau strukturstruktur dasar, peralatan-peralatan, instalasi-instalasi yang dibangun dan yang dibutuhkan untuk berfungsinya sistem sosial dan ekonomi masyarakat (Agustina 2007). Pengertian air bersih menurut Permenkes RI No 416/Menkes/PER/IX/1990 adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari dan dapat diminum setelah dimasak sedangkan pengertian air minum menurut Kepmenkes RI No 907/MENKES/SK/VII/2002 adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan (bakteriologis, kimiawi, radioaktif, dan fisik) dan dapat langsung diminum Sistem penyediaan air bersih merupakan salah satu sistem infrastruktur yang dapat menjadi faktor penentu kebijakan perkembangan suatu daerah atau kawasan. Sistem jaringan air bersih dibuat untuk memenuhi kebutuhan air bersih penduduk suatu kota sehingga dapat dilihat bahwa pemenuhan kebutuhan air bersih memegang peranan penting dalam perkembangan suatu kota. Apabila fasilitas infrastruktur telah terbangun secara benar, dan penyediaan pelayanan umum telah terjamin sesuai dengan rencana yang ditetapkan, maka pola perkembangan masyarakat dapat dikendalikan secara efektif. Pada masa lalu dimana daya dukung alam masih baik, manusia dapat mengkonsumsi air dari alam secara langsung. Sejalan dengan penurunan daya dukung alam, menurun pula ketersediaan air yang dapat dikonsumsi secara langsung dari alam. Untuk itu, manusia berupaya mengolah air yang tidak memenuhi standar kualitasnya menjadi air yang memenuhi standar kualitas yang ada. Upaya ini dilakukan dengan membuat suatu sistem penyediaan air minum (Dharmasetiawan,2004). Secara umum, sistem penyediaan air minum terdiri atas dua jenis, yaitu sistem produksi dan sistem distribusi. Sistem produksi mempunyai peranan dalam mengambil air dari alam. Sumber air yang digunakan dalam sistem produksi berasal dari sungai, danau, mata air, dan dapat berasal dari air tanah menggunakan sumur bor. Air yang berasal dari alam tidak langsung disalurkan kepada masyarakat melainkan melalui tahapan pengolahan hingga air layak dikonsumsi oleh masyarakat. Proses distribusi dilakukan dengan cara manual yaitu menggunakan tangki yang membawa air dari tempat penampungan sampai ke konsumen, sistem saluran terbuka, dan sistem saluran tertutup atau dengan sistem perpipaan. Distribusi air bersih menggunakan tangki biasanya digunakan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat yang bersifat insidental. Sistem distribusi air bersih dengan saluran terbuka biasanya dikelola oleh masyarakat secara swadaya sedangkan sistem bertekanan digunakan oleh instansi penyedia air bersih seperti PDAM. Pada umumnya, proses distribusi dilakukan dengan saluran tertutup. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari terjadinya kontaminasi air yang mengalir di dalam pipa. Menurut Dharmasetiawan (2004), sistem distribusi dengan sistem perpipaan lebih mudah dialirkan karena adanya tekanan air. Sistem distribusi air bersih mempunyai beberapa komponen penting, diantaranya yaitu reservoir atau penampungan air, sistem perpipaan, dan sistem sambungan pelanggan. Reservoir merupakan bangunan yang digunakan untuk menampung air sementara sebelum didistribusikan kepada pelanggan. Lama penyimpanan air di dalam reservoir disesuaikan dengan tingkat pemakaian air dari pelanggan. Kontruksi reservoir juga dibuat sedemikian rupa sehingga air ditampung tidak mengalami kontaminasi. Sistem perpipaan merupakan rangkaian pipa yang menghubungkan antara
3
reservoir dengan pelanggan. Sistem perpipaan mempunyai hirarki berdasarkan jumlah air yang dibawa. Hirarki pada sistem perpipaan berupa pipa induk, pipa sekunder/tersier/retikulasi, dan pipa pipa pelayanan. Sistem sambungan pelanggan merupakan akhir dari sistem perpipaan. Sistem sambungan pelanggan digunakan sebagai acuan untuk menentukan kapasitas pipa yang melayani. Dalam sistem perpipaan, terdapat beberapa aksesoris yang diperlukan untuk kegiatan penyambungan. Aksesoris dalam sistem perpipaan terdiri atas katup, meter air, dan reducer. Katup digunakan untuk kegiatan penyambungan baik sesama pipa induk, pipa retikulasi, pipa pelayanan, maupun menghubungkan antar jenis pipa. Fungsi serupa juga terdapat pada reducer. Meter air digunakan untuk kegiatan pengukuran. Pemasangan meter air dapat diletakan setelah pompa atau outlet gravitasi, dan pada zona pelayanan. Keakuratan meter air dipengaruhi oleh tingkat turbulensi aliran sehingga pemasanganya harus sedemikian rupa agar tidak terganggu. Metode pendistribusian air dibedakan menjadi tiga berdasarkan kondisi topografi dari sumber air dan posisi para konsumen berada. Metode yang dipakai adalah cara gravitasi, cara pemompaan, dan cara gabungan. Cara gravitasi digunakan apabila elevasi sumber air mempunyai perbedaan cukup besar dengan elevasi daerah pelayanan, sehingga tekanan yang diperlukan dapat dipertahankan. Cara pemompaaan digunakan untuk menaikan tekanan sehingga air dapat terdistribusi. Sistem ini digunakan apabila elevasi antara sumber air dan daerah pelayanan tidak memberikan tekanan yang cukup. Cara gabungan digunakan untuk mempertahankan tekanan yang diperlukan selama periode pemakaian tinggi dan pada kondisi darurat.
Sumber: (Agustina 2005) Gambar 2. a. Sistem penyaluran air dengan gravitasi, b. Sistem penyaluran air dengan pompa, dan c. Sistem penyaluran air gabungan
4
Menurut Houghtalen et all (2010), pola jaringan distribusi terdiri atas dua jenis, yaitu sistem bercabang (branch) dan sistem loop. Sistem bercabang mengalirkan air pada arah yang sama, jaringan pipa tidak berhubungan, dan mempunyai dead-end. Pada sistem loop, air mengalir dalam dua arah, pipa saling berhubungan, dan tidak memiliki dead-end. Sistem jaringan perpipaan air bersih merupakan salah satu upaya untuk memenuhi kebutuhan air bersih masyarakat. Dalam perencanaan dan pengoperasianya, sistem perpipaan digunakan apabila kondisi topografi tidak memungkinkan untuk dibangun open channel. Meskipun demikian, jaringan perpipaan harus memperhatikan daya tahan pipa terhadap tekanan, kemudahan pemasangan, lokasi jalur pipa, peletakan pipa, dan biaya investasi.
2.2 KINERJA JARINGAN Tingkat efisiensi dan keefektifan suatu jaringan air bersih berpengaruh terhadap target pelayanan. Menurut Agustina (2004), efisiensi meliputi bagaimana suatu sistem penyediaan air bersih dapat dengan optimal memberikan pelayanan, sedangkan efektifitas meliputi bagaimana suatu target pelayanan dapat terpenuhi. Secara garis besar, pada penelitian ini menitikberatkan pada hidrolika jaringan berupa debit, tekanan dan kemampuan sistem dalam memenuhi kebutuhan konsumen. Kinerja penyediaan air bersih sangat terkait dengan kualitas dan kuantitas air yang dapat dinikmati oleh konsumen sebagai pengguna jasa. Selain itu, kriteria teknis dan standar desain yang berlaku dalam perencanaan sistem penyediaan air bersih mencakup ketersediaan air, standar tekanan 1.2 - 2 bar, kuantitas yang memadai, dan kualitas air yang memenuhi standar penting diperhatikan dalam mendukung kinerja jaringan. Kuantitas air bersih ditentukan dari ketersediaan air baku. Hal ini menunjukan bahwa air baku digunakan untuk memenuhi kebutuhan sesuai dengan kebutuhan daerah dan jumlah penduduk yang dilayani. Syarat kuantitas air juga dapat ditinjau dari standar debit air bersih yang dialirkan kepada konsumen sesuai dengan jumlah kebutuhan air bersih. Kebutuhan air bersih masyarakat bergantung pada letak geografis, kebudayaan, tingkat ekonomi, dan skala perkotaan tempat tinggalnya. Besarnya konsumsi air berdasarkan kategori kota dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Konsumsi air berdasarkan kategori kota Kategori kota Metropolitan Besar Sedang Kecil Sumber: Kimpraswil, 2003
Jumlah penduduk (orang) > 1.000.000 500.000 - 1.000.000 100.000 - 500.000 20.000 - 100.000
Konsumsi air (lt/org/hari) 210 170 150 90
Sistem kinerja jaringan didesain untuk membawa suatu kecepatan dan tekanan aliran tertentu. Dalam hal ini harus memperhatikan dimensi dan karakteristik pipa harus diperhatikan, sehingga kuantitas aliran dapat terpenuhi. Pipa sebagai komponen utama yang berfungsi menyalurkan air dari reservoir kepada pelanggan dapat dibedakan menjadi beberapa jenis. 1. Jenis-jenis pipa berdasarkan materialnya Berdasarkan jenis materialnya, pipa dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pipa yang berasal dari logam dan non-logam. Pipa logam dapat berupa pipa baja, pipa besi tulang, ductile cost iron pipe (DCIP), galvanized iron pipe (GIP), cost iron pipe (CIP), dan pipa logam campuran (metal/alloy). Pipa non-logam terdiri atas pipa beton, pipa PVC (poly vinyl chloride), Pipa fiber glass (GRP = Glass fiber reinforced pipe), pipa asbes semen, dan pipa PE (Poly ethylene).
5
2. Jenis pipa berdasarkan bentuk melintangnya Jenis pipa berdasarkan bentuk melintangnya dibedakan menjadi dua jenis yaitu pipa bulat dan pipa bulat telur. Pipa bulat biasanya digunakan untuk air bersih atau air minum sedangkan pipa bulat telur (elips) digunakan untuk air buangan. 3. Jenis pipa berdasarkan bentuk ujungnya Berdasarkan bentuk ujungnya, jenis pipa terdiri atas flanged end pipe (pipa ujung flens), Bell and plain pipe (pipa ujung bell dan spigot), Screwed end pipe (pipa ujung ulir), dan double plain end pipe (pipa ujung rata). Pipa ujung flens terbuat dari baja dan memiliki diameter yang besar. Pipa ujung bell dan spigot umunya jenis PVC atau DCIP. Pipa ujung ulir biasanya jenis GIP dan memiliki diameter yang kecil. Pipa ujung rata terdiri atas pipa ujung rata biasa, ujung rata dengan lidah, dan ujung rata dengan takikan.
(a) (b) Sumber: (http://www.chinaflagpoles.net/) Gambar 3. a. Pipa stainless steel untuk distribusi air minum dan b. Aksesoris pipa untuk kegiatan penyambungan Dalam perencanaan distribusi air bersih, kriteria hidrolika berpengaruh terhadap pemilihan jenis pipa. Sebagai contoh dalam perencanaan distribusi air siap minum. Pada distribusi air siap minum, pipa yang harus digunakan adalah jenis stainless steel. Begitu pula untuk aksesorisnya. Gambar 2 menunjukan pipa dan aksesorisnya berjenis stainless steel yang digunakan untuk distribusi air siap minum. Dalam merancang jaringan distribusi air bersih, perlu memperhatikan karakteristik dari komponen yang akan digunakan. Tabel 1 menunjukan bahwa setiap jenis pipa mempunyai koefisien yang berbeda-beda. Koefisien kehilangan tekanan ini berpengaruh terhadap kehilangan head pada jaringan distribusi. Menurut Kodoatie (2005) karakteristik pipa mempunyai koefisien geseran HazenWilliam yang berbeda-beda. Besarnya nilai koefisien pipa dapat dilihat pada Tabel 2.
6
Tabel 2. Koefisien kehilangan tekanan minor No. 1.
2.
Perlengkapan Pipa Ujung Pipa Masuk Bentuk Lonceng Ujung Bulat Ujjung Tajam Kerucut Konstraksi Tajam D2/D1=0,80 D2/D1=0,50 D2/D1=0,20
3.
KL
No. 9.
0.03-0.05 0.20-0.25 0.50 0.78
0.18 0.37 0.49
1.10 4.80 27.00
7.
Globe Valve-terbuka
10.00
8.
Angle Valve-terbuka
4.30
4.
5.
6.
Radius/D =4 Radius/D =2 Radius/D =1 10.
Konstraksi Kerucut D2/D1=0,80 D2/D1=0,50 D2/D1=0,2 Pembesaran Tajam D2/D1=0,80 D2/D1=0,50 D2/D1=0,2 Pembesaran-kerucut D2/D1=0,80 D2/D1=0,50 D2/D1=0,2 Gate-Valve terbuka 2/3 terbuka ½ terbuka ¼ terbuka
Perlengkapan Pipa Radius Bend 90o
11. 0.05 0.07 0.08 12. 0.16 0.57 0.92
0.160-0.18 0.190-0.25 0.350-0.40
Bend θ = 15o θ = 30o θ = 45o θ = 60o θ = 90o Tee
0.05 0.10 0.20 0.35 0.80
Tee-y Tajam
0.35 0.80
Cross Mulus Tajam
13. 0.03 0.08 0.13
0.50 0.75
45o Tee-y Tajam
14.
15.
KL
0.50 0.50
Check valve Konensial Mulus (Clearway) Bola Butterfly Valveterbuka Foot Valve-hinged Foot Valve-topet
4.00 1.50 4.50 1.20 2.25 12.50
Sumber: (Dharmasetiawan 2004)
Tabel 3. Besarnya nilai koefisien geseran Hazen-William (CH) No. 1
Karakteristik pipa
Pipa baru dan kondisi memuaskan untuk cast iron dan pipa baja dengan lining bituminous sentrifugal, pipa beton sentrifugal, pipa asbes semen, pipa plastik, pipa kaca 2 Pipa lama dengan kondisi seperti di atas, dipasang dengan baik dengan diameter > 24 inch 3 Pipa dengan sambungan mortar semen (cemen mortar-lined pipe), diameter < 24 inch dengan pemasangan biasa; papan kayu; pipa cast iron yang dicelup dalam air tir baik pipa baru maupun ppa lama dalam air yang tidak aktip 4 Pipa lama tidak ada liningnya atau pipa cast iron yang dicelup dalam tir dengan kondisi baik 5 Pipa cast iron lama dengan kondisi lubang-lubang Sumber: (Kodoatie 2005)
CH (koefisien geseran Hazen-William) 140
130 120
100 10-80
7
2.3 HIROLIKA PIPA DISTRIBUSI Perbedaan mendasar antara aliran pada saluran terbuka dan aliran pada saluran tertutup adalah adanya permukaan yang bebas yang (hampir selalu) berupa udara pada saluran terbuka. Jadi seandainya pada pipa aliranya tidak penuh sehingga masih ada rongga yang berisi udara maka sifat dan karakteristik aliranya sama dengan aliran pada saluran terbuka. Pada kondisi penuh air, desainya harus mengikuti kaidah aliran pada pipa (Kodoatie 2005). Dalam merancang pipa distribusi memerlukan pengetahuan tentang hubungan antara debit yang mengalir dalam pipa dan kaitanya dengan diameter pipa sehingga dapat diketahui gejala-gejala timbulnya tekanan, kehilangan energi, dan gaya-gaya lain yang timbul. Menurut Dharmasetiawan (2004), dalam menelaah aspek hidrolika kita beranggapan bahwa air adalah fluida yang mempunyai sifat incompresibel atau diasumsikan tidak mengalami perubahan volume apabila terjadi tekanan. Selain mengetahui karakterisik hidrolika diatas, karakteristik aliran juga perlu diperhatikan. Karakteristik aliran merupakan dasar hidrolika yang selanjutnya digunakan untuk kegiatan perancangan maupun kegiatan evaluasi. Tipe aliran yang biasa kita jumpai di alam berupa aliran mantap (steady flow), aliran tidak mantap (unsteady flow), aliran merata (uniform flow), dan aliran tidak merata (non uniform flow). Fluida yang bergerak di dalam pipa pada umumnya berada dalam kondisi steady state atau air dianggap mempunyai kecepatan sama dari waktu ke waktu apabila melalui diameter yang sama. Akan tetapi, pada kenyataanya, aliran ini tidak sepenuhnya terjadi. Hal ini disebabkan oleh adanya belokan, katup, dan penyempitan pipa yang menyebabkan fenomena water hammer. Pada umumnya dalam perancangan sistem air bersih memperhatikan dua hal yaitu kebutuhan air dan pasokan air. Kebutuhan air akan memberikan dampak pada pasokan air sehingga dari sisi pasokan air harus memperhatikan debit yang sampai pada pelangan. Perhitungan debit saluran pada aliran tetap menggunakan rumus: (1) A V
2
: Luas penampang melintang saluran (m ) : Kecepatan rata-rata aliran (m/detik)
Kehilangan energi akibat gesekan disebut juga kehilangan energi primer atau major loss. Terjadi akibat adanya kekentalan zat cair dan turbulensi karena adanya kekasaran pipa dan akan menimbulkan gaya gesek yang akan menyebabkan kehilangan energi disepanjang pipa dengan diameter konstan pada aliran seragam. Kehilangan energi sepanjang satu satuan panjang akan konstan selama kekasaran dan diameter tidak berubah. Salah satu faktor yang penting dalam menghitung hidrolika perpipaan adalah dalam hal perhitungan kehilangan tekanan. Ada beberapa rumus yang dapat digunakan dalam menghitung kehilangan tekanan, yaitu persamaan Hazen-William, persamaan Darcy Weisbach, dan persamaan De Chezy. 1. Persamaan Hazen-William Persamaan ini umum dipakai untuk menghitung kehilangan tekanan pada pipa besar yaitu diatas 100 mm. Selain itu, persamaan Hazen-William umum digunakan karena lebih mudah dipakai. Persamaan Hazen-William secara empiris menyatakan bahwa debit yang mengalir didalam pipa adalah sebanding dengan diameter pipa (d) dan kemiringan hidrolis (S) yang dinyatakan sebagai rasio antara kehilangan tekanan (hL) terhadap panjang pipa (L) atau S= (hL/L). Faktor C yang menggambarkan kondisi fisik dari pipa seperti kehalusan dinding dalam pipa yang menggambarkan jenis pipa dan umur. Secara umum rumus Hazen-William adalah sebagai berikut:
8
(2) (3) Sehingga (4) Keterangan C d S hL L
: Koefisien Hazen-William : Diameter pipa dalam (m) : Kemiringan lahan : Headloss mayor (m) : Panjang pipa (m)
Nilai C (koefisien Hazen-William) berbeda untuk setiap berbagai jenis pipa. Koefisien Hazen-William dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 4. Koefisien Hazen-William No. Jenis (material) Pipa 1. Asbes Cement 2. Poly Vinil Chloride (PVC) 3. High Density Poly Ethylene (HDPE) 4. Medium Density Poly Ethylene (MDPE) 5. Ductile Cast Iron Pipe (DCIP) 6. Besi tuang, Cast Iron (CIP) 7. Galvinized Iron Pipe (GIP) 8. Steel Pipe (Pipa Baja) Sumber : (Dharmasetiawan 2004)
Nilai C perencanaan 120 120-140 130 130 110 110 110 110
2. Persamaan Darcy Weisbach Persamaan Darcy Weisbach diturunkan secara sistematis dan menyatakan bahwa: “Kehilangan tekanan sebanding dengan kecepatan kuadrat dari aliran air, panjang pipa dan berbanding terbalik dengan diameter”. Secara empiris nilai faktor f ditentukan. (5) Keterangan L D V f hL
: Panjang pipa (m) : Diameter pipa (m) : Kecepatan aliran (m/s) : Faktor gesekan : Headloss mayor (m)
Persamaan Darcy berlaku untuk aliran laminer atau turbulen. Faktor gesekan untuk laminer dapat dihitung secara analisis sedangkan untuk aliran turbulen harus ditentukan secara empiris. Perumusan koefisien f dapat dicari dengan menggunakann beberapa metode, yaitu
9
a. Faktor gesekan pada aliran laminar Persamaan Hagen Poiseeille (6) Dengan menggunakan persamaan Darcy, faktor gesekan pada aliran laminer dapat ditentukan : 32LV L V2 32LV D 2g 64g f f x D 2 D 2g D 2 L V 2 VD 64 64 g f VD VD g VD 64 NR f NR hL
Keterangan L D V f hL ρ γ μ
(7)
: Panjang pipa (m) : Diameter pipa (m) : Kecepatan aliran (m/s) : Faktor gesekan : Headloss mayor (m) : Density (kg/m3) : Berat jenis (N/m3) : Viskositas (N.s/m2)
b. Faktor gesekan pada aliran turbulen Pada aliran turbulen, perhitungan tidak bisa dihitung secara analitis, tergantung pada bilangan Reynold dan kekasaran relative, dan harus ditentukan secara empiris menggunakan grafik, tabel, dan persamaan empiris. Beberapa persamaan yang digunakan untuk menentukan koefisien berdasarkan Bilangan Reynold yaitu: Persamaan Blasius (8) Persamaan Blasius hanya berlaku untuk pipa licin (smooth pipe) dengan Bilangan Reynold berada pada rentang 3.000 sampai 100.000. Persamaan Karman-Nikuradse Persamaan Karman-Nikuradse hanya berlaku untuk Bilangan Reynold yang besar (fully turbulent) dan hanya tergantung pada kekasaran relatif. 1 2 f
1,74 2 log D
(9)
Persamaan Colebrook Persamaan Colebrook berlaku untuk sembarang pipa dan sembarang Bilangan Reynold. Dapat juga digunakan tabel yang dibuat berdasarkan persamaan Colebrook. D 1 2,51 2 log f 3,7 N R f (10)
10
Grafik Moody Faktor gesekan dapat diperkirakan dari grafik dengan absis bilangan Reynold, ordinat faktor gesekan dan parameter kekasaran relatif. (11) Persamaan Swamee & Jain (1976) Persamaan Swamee & Jain berlaku untuk kekasaran relatif dari 102 sampai 106 dan berlaku untuk bilangan Reynold dari 5 x103 sampai 106 (12)
Tabel 5. Nilai ε untuk koefisien Colebrook Nilai dalan mm No. Lapisan dalam pipa Nilai ancar-ancar 1. Kuningan 0.0015 2. Tembaga 0.0015 3. Beton 0.3000- 3.0000 4. Besi tuang-tanpa pelapisan 0.1200-0.6100 5. Besi tuang-pelapisan aspal 0.0610-0.1830 6. Besi tuang-pelapisan semen 0.0024 7. Galvanized iron pipe 0.0610-0.2400 8. Pipa besi 0.0300-0.0240 9. Welded steel pipe 0.0200-0.0910 10. Riveted steel pipe 0.0200-0.0910 11. PVC 0.0015 12. HDPE 0.0070 Sumber : (Dharmasetiawan 2004)
Angka 0.0015 0.0015 1.2000 0.2400 0.1200 0.0024 0.0024 0.1500 0.0610 1.8100 0.0015 0.0070
3. Persamaan De Chezy Persamaan ini umum dipakai di saluran terbuka, tetapi dapat juga dipakai di jaringan perpipaan. Secara umum persaman De Chezy adalah sebagai berikut: (13) Keterangan V R S C
: Kecepatan (m/s) : Radius hidrolils pipa : Slope hidrolis : koefisien Manning dimana C = R1/6/n (14) Apabila
atau
(15)
Maka
(16)
11
Tabel 6. Nilai C untuk koefisien Manning No. Lapisan dalam pipa 1. Asbestos Cement Pipe 2. Tembaga 3. Pipa Beton 4. Besi Tuang 5. Galvanized Iron Pipe 6. Pipa Besi 7. Welded Steel Pipe 8. Riveted Steel Pipe 9. PVC 10. HDPE Sumber : (Dharmasetiawan 2004)
Angka 0.011 0.011 0.011 0.012 0.012 0.012 0.010 0.019 0.010 0.010
Kehilangan energi akibat perubahan penampang dan aksesoris lainnya disebut juga kehilangan energi sekunder atau minor loss. Ada berbagai macam faktor yang mempengaruhi kehilangan tekanan, diantaranya karena fitting, seperti belokan (bends), konstraksi, perbesaran dan gate valve dengan cara pengukuran perbedaan tekanan (pressure drop) yang terjadi pada fitting. Jenis-jenis sambungan berpengaruh dalam hilangnya energi pada pipa. Jenis-jenis fitting diantaranya: 1. Constraction Constarction yaitu pipa yang mengalami pengurangan cross sectional area secara mendadak dari saluran dengan membentuk pinggiran yang tajam. Tekanan yang melewati pinggiran yang tajam akan semakin besar.
(a) Sudden Constraction (b) Gradual Constraction Gambar 4. Jenis fitting- constraction Tabel 7. Harga K akibat penyempitan tiba-tiba D1/D2 Kc
4.00 0.45
3.50 0.43
3.00 0.42
2.50 0.40
2.00 0.37
1.50 0.28
1.10 0.01
1.00 0.00
2. Enlargement Enlargement, pipa yang mengalami penambahan cross sectional area secara mendadak dari saluran. Tekanan yang melewatinya akan semakin kecil. 3. Long Bend Long Bend adalah belokan panjang pada pipa dengan sudut yang melingkar dan cross sectional area yang besar sehingga tekanannya kecil. 4. Short Bend Short Bend merupakan belokan seperti pipa long bend tetapi lebih pendek dan cross sectional area yang lebih kecil sehingga tekanannya lebih besar.
12
(a) Sudden Enlargement (b) Gradual Enlargement Gambar 5. Jenis fitting-Enlargement θo = K=
Tabel 8. Harga K menurut besarnya θo 20.00 40.00 60.00 0.20 0.28 0.32
80.00 0.35
Gambar 6. Jenis fitting- penyempitan 5. Elbow bend Elbow Bend merupakan belokan pada pipa yang membentuk sudut siku-siku (90o) dengan cross sectional area yang sangat kecil sehingga akan menimbulkan efek tekanan yang sangat besar. Secara umum rumus kehilangan tekanan karena aksesoris pipa dinyatakan dengan: (17) Keterangan hm K V g n
: Headloss minor (m) : Koefisien Kehilangan tekanan minor : Kecepatan aliran (m/s) : Percepatan gravitasi (m2/s) : Jumlah aksesoris
13
