PERANCANGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH DINGIN DARI TANGKI ATAS MENUJU HOTEL PADA THE ARYA DUTA HOTEL MEDAN

PERANCANGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH DINGIN DARI TANGKI ATAS MENUJU HOTEL PADA THE ARYA DUTA HOTEL MEDAN

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

HATOP HENDRA PARULIAN SIMAMORA NIM. 040401048

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

Universitas Sumatera Utara









ABSTRAK Gedung bertingkat dapat dipakai sebagai sarana tempat tinggal, hotel, pusat-pusat perbelanjaan dan lain-lain. Gedung-gedung ini tentu memerlukan berbagai sarana pendukung diantaranya adalah sarana penyediaan sumber air yang dapat dilayani oleh sistem perpipaan dan pompa. Sumber air yang digunakan pada hotel Aryaduta Medan ini adalah air dari perusahaan air minum PDAM dan air bawah tanah ( dari pompa sumur dalam ). Air ini terlebih dahulu ditampung pada reservoir bawah dan kemudian dikirim ke reservoir atas, lalu didistribusikan menuju hotel. Sistem distribusi terbagi 2, yaitu : lantai 8 dan 9 dilayani sistem menggunakan gaya gravitasi, dan lantai 10 serta 11 dilayani oleh sistem yang menggunakan pompa booster. Pompa adalah mesin yang mengkonversikan energi mekanik menjadi energi tekanan. Menurut beberapa literatur terdapat beberapa jenis pompa, namun yang biasa digunakan pada hotel ialah jenis pompa sentrifugal. Lalu kesimpulannya adalah berdasarkan dari hasil perhitungan didapatkan kebutuhan air untuk lantai 8 dan 9 sebanyak 36,11376 m3/jam, dan untuk lantai 10 dan 11 sebanyak 52,773 m3/jam, pipa berbahan Galvanized Iron schedule 40, dan pompa berkapasitas 52,77 m3/jam, head 55,7 meter, putaran 2950 rpm, dan daya motor penggerak pompa 12,21 kW.


DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ....................................................................................... i ABSTRAK.............................................................................................................ii DAFTAR ISI .................................................................................................. iii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ v DAFTAR LAMBANG .................................................................................... vi DAFTAR SINGKATAN ............................................................................... viii DAFTAR TABEL ........................................................................................... ix BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ............................................................................. 1 1.2. Tujuan Penulisan .......................................................................... 2 1.3. Batasan Masalah ........................................................................... 2 1.4. Sistematika Penulisan ................................................................... 3 1.5. Flow Chart Rancangan................................................................... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Kecepatan dan Kapasitas Aliran Fluida ......................................... 5 2.2. Aliran Laminar dan Turbulen........................................................ 6 2.3. Energi dan Head .......................................................................... 7 2.4. Persamaan Bernoulli ..................................................................... 9 2.5. Kerugian Head ............................................................................ 11 2.6. Persamaan Empiris untuk Aliran di dalam Pipa ........................... 14 2.7. Sistem Perpipaan Ganda ............................................................. 15 2.8. Dasar Perencanaan Pompa .......................................................... 17 BAB III PERENCANAAN PIPA PADA SISTEM JARINGAN PIPA 3.1. Jumlah Pemakaian Air ................................................................. 20 3.2. Pemilihan Jenis Pipa .................................................................... 32


3.3. Penggunaan Chart Akurat Gesekan Pipa ...................................... 32 3.4. Metode Detail Untuk Menentukan Ukuran Pipa Sistem di Dalam Bangunan ............................................................................................. 35 3.5. Penentuan Ukuran Pipa Distribusi Air Bersih Dingin Hotel ......... 44 BAB IV PEMILIHAN POMPA BOOSTER 4.1. Instalasi Pompa............................................................................ 58 4.2. Penentuan Kapasitas Dan Jumlah Pompa ..................................... 58 4.3. Head Pompa ................................................................................ 60 4.4. Pemilihan Jenis Pompa ................................................................ 74 4.5. Perhitungan Motor Penggerak ..................................................... 75 4.6. Putaran Spesifik dan Tipe Impeler ............................................... 76 4.7. Efisiensi Pompa ........................................................................... 77 4.8. Kavitasi ....................................................................................... 78 4.9. Net Positive Suction Head (NPSH) .............................................. 78 4.10. Daya Pompa dan Daya Motor Penggerak ..................................... 80 4.11. Spesifikasi Hasil Perencanaan ...................................................... 82 BAB V KESIMPULAN.................................................................................. 83 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 85 LAMPIRAN ................................................................................................... 86


DAFTAR GAMBAR Hal. Gambar 2.1

Kecepatan Aliran Melalui Saluran Tertutup

5

Gambar 2.2

Kecepatan Aliran Melalui Saluran Terbuka

5

Gambar 2.3

Ilustrasi Persamaan Bernoulli

10

Gambar 2.4

Pipa Yang Dihubungkan Secara Seri

15

Gambar 2.5

Pipa Yang Dihubungkan Secara Paralel

16

Gambar 3.1

Chart Galvanized Iron Standard Weight Pipe

33

Gambar 3.2. Contoh Perhitungan Diameter Menggunakan Chart

34

Gambar 3.3

Kurva Perhitungan Kebutuhan

41

Gambar 3.4.

Sistem Perpipaan Distribusi Air Bersih Dingin Menggunakan

Pompa Booster Gambar 3.5.

42

Sistem Perpipaan Distribusi Air Bersih Dingin Menggunakan Gaya

Gravitasi

43

Gambar 4.1

Sket Jaringan Pipa Distribusi Dari Pompa Menuju Kamar Terjauh

di Lantai 10

61

Gambar 4.2

Daerah kerja beberapa jenis konstruksi pompa

74

Gambar 4.3

Grafik efisiensi pompa versus putaran spesifik

77


DAFTAR LAMBANG Simbol

Keterangan

Satuan

A

Luas penampang

C

Koefisien kekasaran pipa Hazen-Williams

D

Diameter dalam pipa

m

Dis

Diameter dalam pipa hisap

m

Dos

Diameter luar pipa hisap

m

f

Faktor gesekan pipa

FU

Fixture Unit

g

Percepatan gravitasi

m/s2

H

Head

m

Hp

Head pompa

m

Hst

Head statis

m

hf

Kerugian head mayor

m

hl

Head losses sepanjang pipa

m

hm

Kerugian head minor

m

hp

Head Tekanan

m

hv

Head kecepatan

m

hfc

Kerugian head karena gesekan pada pipa sirkuit

m

hfd

Kerugian head akibat gesekan pada pipa tekan

m

hfs

Kerugian head karena gesekan pada pipa hisap

m

hld

Kerugian head pada pipa tekan

m

hmc

Kerugian head karena peralatan pada pipa sirkuit

m

hmd

Kerugian head karena peralatan pada pipa tekan

m

hms

Kerugian head karena peralatan pada pipa hisap

m

hls

Kerugian head pada pipa hisap

m

K

Koefisien kerugian perlengkapan pipa

L

Panjang pipa

m

Ls

Panjang pipa hisap

m

m3


m

massa fluida

kg

m

Laju aliran massa fluida

kg/s

NM

Daya motor penggerak pompa

kW

Np

Daya pompa

kW

ns

Putaran spesifik

rpm

ηt

Efisiensi transmisi

%

ηp

Efisiensi pompa

%

NPSH

Net Positive Suction Head

m

P

Tekanan

kPa

p

Jumlah kutub

Pw

Daya air

kW

Qp

Kapasitas pompa

m3/s

Re

Bilangan Reynold

V

Kecepatan aliran

m/s

Vd

Kecepatan pada pipa tekan

m/s

Vs

Kecepatan pada pipa hisap

m/s

w

berat fluida

N

ŵ

Laju aliran berat fluida

N/s

z

Beda ketinggian

m

ΔQ

Koreksi laju aliran loop

m3/s

Δhs

Head statis

m

α

Faktor cadangan daya

γ

Berat jenis fluida

ε

Kekasaran pipa

υ

Viskositas kinematik air

π

Konstanta phi

ρ

Massa jenis fluida

kg/m3

μ

Viskositas dinamik fluida

Pa.s

N/m3 m2/s


DAFTAR SINGKATAN

Singkatan

Kepanjangan

ft

feet

fps

feet per sekon

gpm

galon per menit

h

hari

Hz

Hertz

k

kilo

kg

kilogram

l

liter

m

meter

N

Newton

org

orang

Pa

Paskal

psi

pound square inch

rpm

rotasi per menit

s

sekon

W

Watt


DAFTAR TABEL Hal. Tabel 2.1

Nilai kekasaran dinding untuk berbagai pipa komersil

12

Tabel 2.2

Koefisien kekasaran pipa Hazen-William

14

Tabel 3.1

Tabel 3.1. Faktor Pemakaian dan Jumlah Alat Plumbing

21

Tabel 3.2

Ruangan, Peralatan, dan Jumlah Fixture Unit Lantai 11

22

Tabel 3.3


23

Tabel 3.4


23

Tabel 3.5


24

Tabel 3.6

Unit Alat Plambing Untuk Penyediaan Air Dingin

26

Tabel 3.7

Ukuran Minimum Dari Peralatan Pipa Penyedia Air

28

Tabel 3.8

Tabel Estimasi Kebutuhan

29

Tabel 3.9

Penentuan Ukuran Pipa Berdasarkan Pembatasan Kecepatan

31

Tabel 3.10 Panjang Ekivalen Untuk Fitting dan Valve (SI Units)

38

Tabel 3.11 Panjang Ekivalen Untuk Fitting dan Valve (US Customary Units) 39 Tabel 3.12 Tekanan yang dibutuhkan alat plambing

40

Tabel 3.13 Hasil Pengukuran Pipa Berdasarkan Batas Kecepatan dan Perubahan Diameternya Akibat Friction Limit (Sistem Booster Pump)

45

Tabel 3.14 Sizing Table untuk Sistem Menggunakan Pompa Booster

48

Tabel 3.15 Panjang Ekivalen Sirkuit Utama Jaringan Pipa Menggunakan Pompa Booster

50

Tabel 3.16 Hasil Pengukuran Pipa Berdasarkan Batas Kecepatan dan Perubahan Diameternya Akibat Friction Limit (Sistem Gravitasi)

50

Tabel 3.17 Panjang Ekivalen Sirkuit Utama Jaringan Pipa Menggunakan Gaya Gravitasi

56

Tabel 3.18

Sizing Table untuk Sistem Menggunakan Gaya Gravitasi

57

Tabel 4.1.

Penentuan jumlah pompa

59

Tabel 4.2

Kekasaran relatif ( e ) dalam berbagai bahan pipa

65

Tabel 4.3

Koefisien kerugian kelengkapan pipa hisap

67

Tabel 4.4

Koefisien kerugian gesek pada pipa tekan

69

Tabel 4.5

Tabel Kerugian Head Peralatan Pipa Sirkuit Utama

72


Tabel 4.6

Harga putaran dan kutubnya

75

Tabel 4.7

Klasifikasi impeler menurut putaran spesifik

76


PERANCANGAN SISTEM DISTRIBUSI AIR BERSIH DINGIN DARI TANGKI ATAS MENUJU HOTEL PADA THE ARYA DUTA HOTEL MEDAN

Recommend Documents