Bagan Alir Penelitian - METODOLOGI PENELITIAN

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN

3.4 Bagan Alir Penelitian

Berdasarkan alir penelitian dan penyusunan laporan tugas akhir ini dapat dijelaskan seperti gambar di bawah ini:

MULAI

KESIMPULAN SARAN

SELESAI

Gambar 3.2 Diagram Alir Metodologi Penelitian

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Penggolongan Pelanggan dan Penentuan Tarif PDAM Tirtanadi

Dalam melakukan penggolongan pelanggan dan penentuan tarif PDAM Tirtanadi mempunyai penggolongan sebagai berikut:

1. Sosial

Golongan sosial terdiri dari:

a. Sosial Khusus

Golongan ini adalah golongan pelanggan yang memberikan pelayanan untuk kepentingan umum khususnya bagi masyarakat yang berpenghasilan rendah, antara lain: hydran umum, WC umum, dan rumah-rumah ibadah.

b. Sosial Umum

Golongan ini adalah golongan pelanggan yang setiap harinya memberikan pelayanan kepentingan umum dan masyarakat serta mendapatkan sumber dana sebagian dari kegiatannya, antara lain: sekolah negeri/swasta, panti asuhan, rumah sakit, dan perguruan tinggi.

2. Non Niaga

Non niaga terdiri dari:

a. Rumah Tangga

Golongan pelanggan rumah tangga dibagi menjadi:

1) Rumah Tangga A (RT-1)

Rumah tangga ini memiliki luas bangunan sebesar 36 m².

2) Rumah Tangga B (RT-2)

Memiliki luas bangunan di atas 36 m² sampai 54 m². 3) Rumah Tangga C (RT-3)

Rumah permanen dengan luas bangunan di atas 54 m² sampai 100 m². 4) Rumah Tangga D (RT-4)

Rumah permanen dengan luas di atas 100 m² sampai 200 m². 5) Rumah Tangga E (RT-5) dan Rumah Tangga F (RT-6)

Rumah permanen dengan luas di atas 200 m², rumah ini termasuk golongan mewah. b. Instansi Pemerintah/ABRI

3. Niaga

Niaga terdiri dari:

a. Niaga Kecil (N-1)

Golongan ini adalah golongan yang rumah tempat tinggalnya terdapat kegiatan usaha yang mendatangkan keuntungan, antara lain: kios, pedagang kaki lima, rumah makan, penjahit, losmen, apotik dan lain-lain.

b. Niaga Besar

Golongan pelanggan yang rumah tempat tinggalnya dominan kegiatan usaha, antara lain: restoran, hotel, supermarket, rumah sakit swasta, mall dan lain-lain.

c. Industri Kecil (IN-1)

Golongan pelanggan yang dalam kegiatan usahanya mengubah suatu barang menjadi barang yang lebih tinggi nilainya, antara lain: usaha konveksi, kerajinan rumah tangga, dan lain-lain.

d. Industri Besar (IN-2)

Golongan pelanggan yang dalam kegiatan usahanya mengubah suatu barang menjadi barang yang lebih tinggi lagi nilainya dan berskala besar, antara lain pabrik, pertambangan dan lain-lain.

Dalam melakukan penetapan harga PDAM Tirtanadi menggunakan blok konsumsi dengan harga yang berbeda. Penggunaan blok konsumsi berdasarkan kubikasi air yang digunakan pelanggan dan perhitungan harganya dilakukan dengan sistem progresif. Berikut tabel blok konsumsi dan tarif harga.

Tabel 4.1 Penggolongan Pelanggan PDAM Tirtanadi dan Blok Harga

NO GOLONGAN PELANGGAN

HARGA BERDASARKAN BLOK

3. Niaga Besar (N-3) 4565 4655 5450

4. Industri Kecil (IN-1) 3400 3400 6025

5. Industri Besar (IN-2) 4550 4560 7750

4.2 Analisis Kebutuhan Air Bersih di Perumahan Taman Setia Budi IndahII Medan

Sistem distribusi air bersih umumnya merupakan suatu jaringan perpipaan yang tersusun atas sistem pipa, pompa, reservoir, dan perlengkapan lainnya.

Sistem penyediaan air bersih yang kompleks sering sekali bermasalah dalam distribusi debit dan tekanan yang berkaitan dengan kriteria hidrolis yang harus terpenuhi dalam sistem pengaliran air bersih.

Sistem penyediaan air bersih di Perumahan Taman Setia Budi Indah II Medan dikelola oleh PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal. Air yang berasal dari sungai Belawan diproses melalui Water Treatment Plant (WTP) dan didistribusikan kepada pelanggan-pelanggan PDAM. Pada proses pendistribusiannya dilakukan pengukuran terhadap penggunaan air pada tiap-tiap rumah di seluruh area perumahan tersebut, sehingga dapat ditentukan kebutuhan air pada tiap-tiap titik layanan di area tersebut.

Dalam merencanakan suatu sistem jaringan pipa yang digunakan untuk mendistribusikan air bersih pada perumahan, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan yaitu kebutuhan air secara keseluruhan yang meliputi kebutuhan perumahan itu sendiri dan fasilitas lainnya. Dalam hal ini di Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II Medan terdiri dari 693 pelanggan yang terdiri dari beberapa golongan pelanggan.

Berdasarkan data yang diperoleh dari PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal, jumlah pelanggan di Taman Setia Budi Indah II menurut golongannya menjadi:

Tabel 4.2 Jumlah Pelanggan Air Minum Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah IIPDAM Tirtanadi Cabang Sunggal (PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal)

NO GOLONGAN PELANGGAN JUMLAH

PELANGGAN 5. Rumah Tangga "E" (RT-5)

6. Rumah Tangga "F" (RT-6)

7. Instansi Pemerintahan/ABRI -

C Niaga

1. Niaga Kecil (N-1) 2

2. Niaga Menengah (N-2) 39

3. Niaga Besar (N-3) -

4.2.1 Kebutuhan Air Bersih Golongan Non Niaga dan Niaga

Jumlah anggota keluarga setiap pelanggan untuk golongan non niaga berkisar antara 4 - 6 orang. Dalam hal ini diambil rata-rata setiap rumah berjumlah 5 orang yang terdiri dari 1 ayah, 1 ibu dan 3 anak.

Pemakaian air rata-rata per orang dalam sehari (tabel 2.2) untuk keperluan rumah tangga sebesar 250 liter/hari/orang. Jadi jumlah penduduk non niaga diperkirakan = 5 x 650 = 3250 orang. Sehingga total kebutuhan air golongan non niaga pada perumahan Taman Setia Budi Indah II dalam sehari adalah:

Kebutuhan Air Penduduk = jumlah penduduk x kebutuhan air rata-rata perhari

= 3250 x 250 liter = 812.500 liter/hari

= 0,009404 m³/det

Untuk golongan niaga jumlah pelanggan air sebanyak 41 pelanggan dan pemakaian air rata-rata dalam sehari sebesar 160 liter (tabel 2.2). Jadi jumlah kebutuhan air menjadi:

Kebutuhan Air Bersih = jumlah pelanggan x kebutuhan air rata-rata perhari

= 41 x 160 liter

= 6.560 liter/hari

= 0,000076 m³/det

Total Kebutuhan air bersih golongan non niaga dan niaga di Perumahan Taman Setia Budi Indah II Medan adalah:

Qtotal = 812.500 liter/hari + 6560 liter/hari = 819.060 liter/hari

= 0,009479 m³/det

4.2.2 Kebutuhan Air Bersih Golongan Sosial

Golongan sosial terdiri dari sosial umum dan sosial khusus. Di Perumahan Taman Setia Budi Indah II Medan terdapat golongan sosial khusus yaitu hydran umum, WC umum, dan rumah ibadah .

Jumlah pelanggan yaitu 2 NPA, dengan jumlah pemakaian rata-rata per hari adalah 10 liter (tabel 2.2). Jumlah rata-rata jemaah tiap hari berkisar 30 orang. Maka kebutuhan air adalah:

Kebutuhan Air Bersih = jumlah pelanggan x kebutuhan air rata-rata perhari = 2 x 30 x 5 x10 liter

= 3.000 liter/hari = 0,000035 m³/det

Jadi total kebutuhan air bersih dalam 24 jam adalah:

= 812.500 liter + 6.560 liter + 3.000 liter

= 822.060 liter

= 822,060 m³ per hari

Persentase pemakaian air selama 24 jam dapat dihitung sebagai berikut:

Tabel 4.3 Estimasi Pemakaian Air Per Hari

Fasilitas

Periode Pemakaian Air (%)

Tabel 4.4 Pemakaian pada periode I (05.00-08.00) WIB

Fasilitas

40,00 819.060,00 327.624,00 109.208,00

Sosial Khusus 10,00 3.000,00 300,00 100,00

327.924,00 109.308,00

Tabel 4.5 Pemakaian pada periode II (08.00-11.00) WIB

5,00 819.060,00 40.953,00 13.651,00

Sosial Khusus 30,00 3.000,00 900,00 300,00

41.853,00 13.951,00

Tabel 4.6 Pemakaian pada periode III (11.00-14.00) WIB

Fasilitas

5,00 819.060,00 40.953,00 13.651,00

Sosial Khusus 25,00 3.000,00 750,00 250,00

41.703,00 13.901,00

Tabel 4.7 Pemakaian pada periode IV (14.00-17.00) WIB

Fasilitas

5,00 819.060,00 40.953,00 13.651,00

Sosial Khusus 25,00 3.000,00 750,00 250,00

41.703,00 13.901,00

Tabel 4.8 Pemakaian pada periode V (17.00 – 21.00) WIB

Fasilitas

40,00 819.060,00 327.624,00 109.208,00

Sosial Khusus 10,00 3.000,00 300,00 100,00

327.924,00 109.308,00

Tabel 4.9 Pemakaian pada periode VI (17.00 –21.00) WIB

2,00 819.060,00 16.381,00 5,460,40

Sosial Khusus 0,00 3.000,00 0,00 0,00

16.381,20 5.460,40

Tabel 4.10 Pemakaian pada periode VII (23.00-02.00) WIB Fasilitas

2,00 819.060,00 16.381,20 5.460,40

Sosial Khusus 0,00 3.000,00 0,00 0,00

16.381,20 5.460,40

Tabel 4.11 Pemakaian pada periode VIII (02.00-05.00) WIB

Fasilitas Tabel 4.12 Total pemakaian selama 24 jam

Periode Pemakain air

liter/det m³/det liter/hari liter/jam

I 327.924,00 109.308,00 30,363333 0,030363

II 41.853,00 13.951,00 3,875278 0,003875

III 41.703,00 13.901,00 3,861389 0,003861

IV 41.703,00 13.901,00 3,861389 0,003861

V 327.924,00 109.308,00 30,363333 0,030363

VI 16.381,20 5.460,40 1,516778 0,001517

VII 16.381,20 5.460,40 1,516778 0,001517

VIII 8.190,60 2.730,20 0,758389 0,000758

Total 797.488,20 265.829,40 73,841500 0,073842

Gambar 4.1 Pemakaian Air Per Jam

Pada Tabel 4.12, didapatkan nilai debit pada low hour sebesar 0,000758 m³/det yaitu pada periode VIII (02.00-05.00 WIB) dan nilai debit peak hour sebesar 0,030363 m³/det pada periode I (05.00-08.00 WIB) dan periode V (17.00-20.00 WIB).

Besarnya kapasitas beban puncak (kebutuhan air pada jam maksimum) dapat dihitung dengan rumus:

Qpea = fpeakx

Qmaks

fpeak = Faktor fluktuasi jam maksimum ( 1 ,5 - 2,5 ) Maka Qpeak = 1,5 x 0,030363 m³/ det

= 0,045545 m³/ det

0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 15.00 18.0021.00

Waktu

0.005 0.000 0.035 0.030 0.035 0.030

0.010

Konsumsi air perhari

Jadi kebutuhan beban puncak adalah sebesar 0,045545 m³/ det. Dari kebutuhan beban puncak dapat ditaksir kapasitas air yang mengalir tiap-tiap pipa.

4.3 Karakteristik Pipa yang Digunakan

Jaringan eksisting pipa PDAM Tirtanadi Cabang Sunggal di Perumahan Taman Setia Budi Indah II menggunakan pipa jenis PVC(Polyvinyl Chloride) dengan diameter 6" (160 mm), 4" (100 mm), 3" (80 mm). Dimana kecepatan air dalam pipa PVC 3,0-4,5 m/detik.

Keunggulan dari pipa PVC ini diantaranya:

1. Tahan terhadap tekanan/beban dari luar;

2. Permukaan dinding dalamnya tidak terlalu kasar sehingga pengaruh kehilangan tekanannya relatif kecil;

3. Ringan sehingga mudah diangkat ke lokasi pekerjaan;

4. Mudah dalam proses penyambungan;

5. Harga terjangkau dan banyak terdapat di pasaran.

Nilai kekasaran (s) untuk pipa PVC berdasarkan tabel 2.3 pada BAB II adalah 0,0015 mm atau 0,000005 ft.

Tabel di bawah ini menunjukkan diameter dan panjang pipa pada system jaringan pipa di Perumahan Taman Setia Budi Indah II.

Tabel 4.13 Data Pipa

No.Pipa D (m) L (m)

4.4 Analisis Kehilangan Tinggi Tekanan Secara Teknis Dan Non Teknis Pada Sistem Jaringan Pipa Komplek Perumahan Taman Setia Budi Indah II Medan

Menurut penelitian yang dilakukan kehilangan tinggi tekanan air pada sistem jaringan pipa dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu:

a. Faktor teknis

Faktor teknis yang dapat menyebabkan kehilangan tinggi tekanan air adalah adanya lubang atau celah pada pipa sambungan, pipa pada jaringan distribusi pecah, meter air yang dipasang pada pipa konsumen kurang baik, pemasangan perpipaan di rumah kurang baik.

b. Faktor non teknis

Faktor non teknis yang dapat menyebabkan kehilangan tinggi tekanan air adalah kesalahan membaca meteran air dan pencatatan hasil pembacaan meter air, kesalahan/pembuatan rekening air, angka yang ditunjukkan oleh meter air berkurang akibat adanya aliran udara dari rumah konsumen ke pipa distribusi meter air tersebut.

Dalam hal ini Perumahan Taman Setia Budi Indah II Medan berdasarkan penelitian yang dilakukan kehilangan tinggi tekanan air yang diperoleh berkisar 4,67 %. Kehilangan tinggi tekanan ini sebagian kecil disebabkan oleh penggunaan mesin pompa ilegal oleh pelanggan. Data dari survey yang dilakukan pelanggan yang memakai mesin pompa ilegal ada 33 pelanggan dari seluruh jumlah pelanggan.

Penggunaan pompa ilegal oleh pelanggan menyebabkan dampak negatif bagi terhadap pelanggan yang lain karena aliran yang diperoleh pelanggan

yangmemakai pompa lebih besar daripada yang tidak menggunakan pompa.

Selain itu untuk pelanggan yang memakai pompa menyebabkan tarif rekening yang ditagih lebih besar dari tarif biasanya. Namun, hal ini tidak menjadi kendala bagi pelanggan yang menggunakan pompa, sebab pelanggan yang menggunakan pompa tergolong pelanggan yang memiliki rumah sangat mewah yaitu tergolong dalam RT-4, RT-5 dan RT- 6.

Pengaliran air yang terjadi di daerah Komplek Taman Perumahan Setia Budi II tergolong cukup baik disebabkan karena kehilangan tinggi tekanan air kecil yaitu lebih kecil dari 20%.

4.5 Analisis Kehilangan Tinggi Tekanan Pada Sistem Jaringan Pipa Dengan Hitungan Metode Hardy-Cross

Selain kehilangan tinggi tekanan air disebabkan oleh faktor teknis dan non teknis, kehilangan tinggi tekanan air dapat juga disebabkan karena adanya gesekan air tehadap pipa. Untuk mengetahui besarnya kehilangan tinggi tekanan ini dilakukan dengan metode Hardy-Cross dengan menggunakan persamaan Darcy Weisbach.

Untuk melakukan perhitungan dengan metode Hardy-Cross pertama kali dilakukan pembagian loop menjadi 4 loop. Kemudian menentukan debit aliran melalui setiap pipa berdasarkan persamaan kontinuitas, nilai debit ini diperkirakan. Pada setiap simpul debit aliran menuju dan meninggalkan titik adalah sama.

Sebagai contoh pada titik simpul1, debit menuju titik A adalah 0,045545 m³/ det. Menurut hukum kontuinitas debit yang meninggalkan titik 1 harus

samadengan 0,045545 m³/ det. Dengan cara yang sama ditentukan debit aliran melalui pipa-pipa yang lainnya, seperti gambar pada lampiran 2.

Debit yang ditetapkan dalam langkah pertama ini merupakan debit pendekatan yang biasanya belum benar, sehingga diperlukan koreksi guna memperbaiki debit tersebut yang akhirnya sampai pada debit yang benar. Untuk itu jaringan pipa dibagi menjadi sejumlah jaringan yang tertutup sehingga tiap pipa termasuk dalam satu jaringan. Dalam pembahasan ini jaringan pipa dibagi menjadi 4 loop yaitu loop 1, loop 2, loop 3 dan loop 4.

Cara menghitung kehilangan tinggi tekanan dan koreksi debit pada sistem jaringan pipa untuk Loop 1 pada iterasi 1 pada pipa 1-2.

Diketahui :

ε = 0,0000015 m γ = 0,0000151 m²/det

Pipa 1-2 (D= 0,16 m, L= 78,5 m, f= 0,0328 ) Ditanya :

Hitung kehilangan tinggi tekanan (h_f)?

Hitung Koreksi Debit (AQ)?

Penyelesaian :

- Asumsikan debit awal (Qo),pemisalan diperoleh nilai 0,01488 m³/det - Rumus :

Hf = K. Q²K

K = _z _s

D g

L f π ε

V =Q/A = Q/π. D²/4

A = π. D²/4

Gambar 4.2 Loop 1 Pada Iterasi 1

Dalam melakukan perhitungan dengan metode Hardy-Cross kita harus mengetahui simbol notasi yang kita gunakan dan mengetahui penggunaan rumus yang akan digunakan. Di bawah ini akan dijelaskan simbol notasi dan rumus yang digunakan saat menghitung dengan bantuan Microsoft Office Excel2013.

Perhitungan Loop 1 Pada Iterasi 1

1. Kolom 1 pada baris 1 adalah penomoran pada pipa, dilakukan untuk membedakan masing-masing pipa.

2. Kolom 2 baris 1 adalah diameter pipa (D), dalam hal ini diameter pipa merupakan data. Nilai diameter pipa 0,16 m.

3. Kolom 3 baris 1 adalah panjang pipa (L), L merupakan data dengan panjang pipa 78,50 m.

4. Kolom 4 baris 1 adalah debit pemisalan (Qo), nilai debit ini kita tentukan sendiri sehingga tiap-tiap pipa terpenuhi nilai Qo. Nilai Qo dalam hitungan ini 0,0148800 m³/det.

5. Kolom 5 baris 1 adalah hasil perhitungan perbandingan antara D

ε , dimana

ε = nilai kekasaran untuk pipa PVC berdasarkan tabel 2.3 pada BAB II adalah 0,0015 mm atau 0,000005 ft dan nilai D adalah diameter pipa.

Sehingga diperoleh nilai

6. Kolom 6 baris 1 adalah luas penampang dari pipa (A), dihitung dengan menggunakan persamaan:

A= π . D²/4 = 3,14 . 0,16² . 0,25 = 0,020096 m² Maka diperoleh hasil nilai A sebesar 0,0200960 m²

7. Kolom 7 baris 1 adalah kecepatan aliran dalam pipa, dihitung dengan menggunakan persamaan:

V = Q/A = 0,01488/ 0,020096 = 0,7404459 m/s Maka diperoleh hasil nilai V = 0,7404459 m/s 8. Kolom 8 baris 1 adalah Reynolds number (Re),

dihitung denganmenggunakan persamaan: Re =

9. Kolom 9 baris 1 adalah faktor gesekan (f) diperoleh dari diagram Moody pada bab II gambar 2.3

10. Kolom 11 baris 1 adalah (K), dihitung dengan menggunakan persamaan K = 8f₂L₅

11. Kolom 12 baris 1 adalah kehilangan tinggi tekanan (hf), dihitung dengan menggunakan persamaan:

hf = K. Q² = 2030,98 . 0,01488² = 0,4496 m Maka nilai hf = 0,4496 m

12. Kolom 13 baris 1 adalah perhitungan nilai 2KQ, diperoleh hasil 2. K.Q = 2 . 2030,98 . 0,01488= 60,44191

13. Kolom 14 baris 1 adalah koreksi debit (AQ), dimana dapat dihitung

denganpersamaan

∑

∆ kQ

kQ₀² , maka diperoleh nilai ∆Q = 0,00011

Perhitungan dilakukan untuk pipa yang lain dengan cara yang sama sampai diperoleh nilai-nilai yang dibutuhkan.

Tabel 4.14. Loop 1 Pada Iterasi 1 12 - 13 0,08 196,50 0,0002700 0,0000188 0,0050240 0,0537420 284,726 0,1000 Grafik 495991,579 -0,03616 267,83545 13 - 10 0,16 52,00 0,0046300 0,0000094 0,0200960 0,2303941 2441,262 0,0280 Grafik 1148,479 0,02462 10,63492 13 - 14 0,16 6,00 0,0047400 0,0000094 0,0200960 0,2358678 2499,262 0,0260 Grafik 123,051 0,00276 1,16653 14 - 15 0,08 196,50 0,0012400 0,0000188 0,0050240 0,2468153 1307,631 0,0380 Grafik 188476,800 0,28980 467,42246 15 - 21 0,08 263,00 0,0010800 0,0000188 0,0050240 0,2149682 1138,904 0,0418 Grafik 277487,727 -0,32366 599,37349 16 - 14 0,08 61,00 0,0033400 0,0000188 0,0050240 0,6648089 3522,166 0,0420 Grafik 64668,215 0,72141 431,98368

Berdasarkan tabel 4.14 debit aliran paling besar terjadi pada pipa 1-2 dengan diameter 0,16 m dan panjang pipa 78,50 m. Debit aliran pada pipa ini sebesar 0,0148800 m³/det, semakin besar nilai debit semakin besar pula kecepatan aliran yang terjadi begitu pula sebaliknya. Hal ini dikarenakan nilai Q berbanding lurus dengan kecepatan (V) dan luas penampang (A). Dalam pipa ini kecepatan aliran adalah 0,7404459 m/det.

Aliran yang tejadi pada pipa ini berdasarkan angka Re adalah aliran turbulen, karena nilai Re = 7845,784. Batas angka Re pada aliran turbulen adalah lebih besar dari 4.000 ( ketetapan pada BAB II hal. 17). Dari nilai-nilai tersebut mempengaruhi hasil perhitungan yang diperoleh untuk kehilangan tinggi tekanan (hf), dimana nilai hf juga akan semakin besar yaitu 0,44969 m.

Debit paling kecil terdapat pada pipa 8-9 dengan diameter 0,08 m dan panjang pipa 196,50 m. Debit aliran pada pipa ini 196,50 m³/det, dan kecepatan 0,0119427 m/det. Nilai Re = 63,272, maka aliran yang terjadi adalah laminer. Dan nilai hf pada aliran ini adalah sebesar 0,00179 m.

Dari perhitungan pada tabel 4.14 tinggi tekanan paling besar terjadi pada pipa 16-14 dengan diameter 0,08 m dan panjang pipa 61 m. Kehilangan tinggi tekanan dipengaruhi oleh koefisien gesekan air dengan pipa, panjang pipa, diameter pipa, dan kecepatan aliran. Kecepatan aliran pada pipa ini sebesar 0,6648089 m/det. Maka hasil perhitungan kehilangan tinggi tekanan diperoleh sebesar 0,72141 m. Sedangkan kehilangan tinggi tekanan paling kecil terjadi pada pipa 16-17 dengan diameter pipa 0,10 m dan panjang pipa 8,00 m. Kecepatan aliran pada pipa ini sebesar 0,0445860 dan kehilangan tinggi tekanan sebesar 0,00081 m.

Gambar 4.3 Loop 2 Pada Iterasi 1

Perhitungan Loop 2 Pada Iterasi 1

1. Kolom 1 pada baris 1 adalah penomoran pada pipa, dilakukan untuk membedakan masing-masing pipa.

2. Kolom 2 baris 1 adalah diameter pipa (D), dalam hal ini diameter pipa merupakan data. Nilai diameter pipa 0,10 m.

3. Kolom 3 baris 1 adalah panjang pipa (L), L merupakan data dengan panjang pipa 8,00 m.

4. Kolom 4 baris 1 adalah debit pemisalan (Qo), nilai debit ini kita tentukan sendiri sehingga tiap-tiap pipa terpenuhi nilai Q_o. Nilai Q_odalam hitungan ini0,0003500 m³/det.

5. Kolom 5 baris 1 adalah hasil perhitungan perbandingan antara D

ε , dimana ε

=nilai kekasaran untuk pipa PVC berdasarkan tabel 2.3 pada BAB II adalah 0,0015 mm atau 0,000005 ft dan nilai D adalah diameter pipa.

Sehinggadiperoleh nilai

6. Kolom 6 baris 1 adalah luas penampang dari pipa (A), dihitung dengan menggunakan persamaan:

A =ε. D²/4 = 3,14 . 0,10² . 0,25 = 0,00785 m² Maka diperoleh hasil nilai A sebesar 0,00785m²

7. Kolom 7 baris 1 adalah kecepatan aliran dalam pipa, dihitung dengan menggunakan persamaan:

V = Q/A = 0,0003500/0,00785 = 0,0445860 m/s Maka diperoleh hasil nilai V = 0,0445860 m/s

8. Kolom 8 baris 1 adalah Reynolds number (Re), dihitung dengan menggunakanpersamaan: Re = µVD

9. Kolom 9 baris 1 adalah faktor gesekan (f) diperoleh dari diagram Moody pada bab II gambar 2.3

10. Kolom 11 baris 1 adalah (K), dihitung dengan menggunakan persamaanK =

11. Kolom 12 baris 1 adalah kehilangan tinggi tekanan (hf), dihitung dengan menggunakan persamaan:

hf = K. Q² = 6616,86 . 0,0003500² =0,000811 m Maka nilai h_f = - 0,000811 m

12. Kolom 13 baris 1 adalah perhitungan nilai 2KQ, diperoleh hasil 2. K.Q = 2 . 6616,86. 0,0003500 = 4,63180

13. Kolom 14 baris 1 adalah koreksi debit (AQ), dimana dapat dihitung dengan persamaan ∆Q=

∑

^kQ^kQ

o maka diperoleh nilai AQ = -0,00018

Perhitungan dilakukan untuk pipa yang lain dengan cara yang sama sampai diperoleh nilai-nilai yang dibutuhkan.

Tabel 4.15 Loop 2 Pada Iterasi 1

No. Pipa D

(m) L (m) Qo

(m³/det) e/D A (m²) v (m/det) Re F Ket K hf 2KQ

35 - 39 0,16 190,00 0,0013400 0,0000094 0,02010 0,0666799 706,542 0,1000 Grafik 14975,05 0,026889 40,13314 39 - 38 0,16 34,50 0,0024800 0,0000094 0,02010 0,1234076 1307,631 0,0920 Grafik 2501,622 -0,015386 12,40804 38 - 30 0,16 18,50 0,0036200 0,0000094 0,02010 0,1801354 1908,719 0,0480 Grafik 699,8866 0,009172 5,06718

40 -35 0,80 193,50 0,0008100 0,0000019 0,50240 0,0016123 85,418 0,0328 Grafik 1,600735 -0,000001 0,00259 40 - 41 0,80 6,00 0,0001700 0,0000019 0,50240 0,0003384 17,927 0,1000 Grafik 0,151327 0,000000 0,00005 40 - 42 0,80 8,50 0,0004800 0,0000019 0,50240 0,0009554 50,618 0,1000 Grafik 0,21438 0,000000 0,00021 42 - 43 0,80 7,00 0,0001600 0,0000019 0,50240 0,0003185 16,873 0,1000 Grafik 0,176548 0,000000 0,00006 41 - 34 0,80 198,50 0,0007900 0,0000019 0,50240 0,0015725 83,309 0,1000 Grafik 5,006396 0,000003 0,00791 41 - 44 0,80 23,50 0,0000800 0,0000019 0,50240 0,0001592 8,436 0,1000 Grafik 0,592697 0,000000 0,00009 44 - 45 0,80 6,00 0,0004800 0,0000019 0,50240 0,0009554 50,618 0,1000 Grafik 0,151327 0,000000 0,00015 45 - 46 0,50 81,50 0,0001600 0,0000030 0,19625 0,0008153 26,996 0,1000 Grafik 21,55372 0,000001 0,00690 46 - 47 0,50 6,00 0,0000000 0,0000030 0,19625 0 0,000 0,0000 Grafik 0 0,000000 0,00000 47 - 44 0,50 81,00 0,0001600 0,0000030 0,19625 0,0008153 26,996 0,1000 Grafik 21,42149 -0,000001 0,00685 48 - 42 0,50 76,50 0,0001600 0,0000030 0,19625 0,0008153 26,996 0,1000 Grafik 20,2314 0,000001 0,00647 49 - 45 0,80 179,50 0,0001600 0,0000019 0,50240 0,0003185 16,873 0,1000 Grafik 4,527194 0,000000 0,00145

0,436731 2475,48629

Berdasarkan tabel 4.15 debit aliran dan kehilangan tinggi tekanan paling besar terjadi pada pipa 29-30 dengan diameter 0,16 m dan panjang pipa 86,00 m.

Debit aliran pada pipa ini sebesar 0,0086000 m³/det, semakin besar nilai debit semakin besar pula kecepatan aliran yang terjadi begitu pula sebaliknya. Hal ini dikarenakan nilai Q berbanding lurus dengan kecepatan (V) dan luas penampang (A). Dalam pipa ini kecepatan aliran adalah 0,4279459 m/det.

Aliran yang tejadi pada pipa ini berdasarkan angka Re adalah aliran turbulen, karena nilai Re = 4534,526. Batas angka Re pada aliran turbulen adalah lebih besar dari 4.000 ( ketetapan pada BAB II hal. 17). Dari nilai-nilai tersebut mempengaruhi hasil perhitungan yang diperoleh untuk kehilangan tinggi tekanan (hf), dimana nilai hf juga akan semakin besar yaitu 0,193160 m.

Debit dan kehilangan tinggi tekanan paling kecil terdapat pada pipa 41-44 dengan diameter 0,8 m dan panjang pipa 23,50 m. Debit aliran pada pipa ini 0,0000800 m³/det, dan kecepatan 0,0001592 m/det. Nilai Re = 8,436, maka aliran yang terjadi adalah laminer. Dan tidak terjadi kehilangan tinggi tekanan pada aliran ini.

Gambar 4.4 Loop 3 Pada Iterasi 1

Perhitungan Loop 3 Pada Iterasi 1

1. Kolom 1 pada baris 1 adalah penomoran pada pipa, dilakukan untuk membedakan masing-masing pipa.

2. Kolom 2 baris 1 adalah diameter pipa (D), dalam hal ini diameter pipa merupakan data. Nilai diameter pipa 0,16 m.

3. Kolom 3 baris 1 adalah panjang pipa (L), L merupakan data dengan panjang pipa 13 m.

4. Kolom 4 baris 1 adalah debit pemisalan (Qo), nilai debit ini kita tentukan sendiri sehingga tiap-tiap pipa terpenuhi nilai Qo. Nilai Qo dalam hitungan ini 0,0007700 m³/det.

5. Kolom 5 baris 1 adalah hasil perhitungan perbandingan antara ^D ε

, dimana ε = nilai kekasaran untuk pipa PVC berdasarkan tabel 2.3 pada BAB II adalah 0,0015 mm atau 0,000005 ft dan nilai D adalah diameter pipa.

Sehingga diperoleh nilai ^D ε

6. Kolom 6 baris 1 adalah luas penampang dari pipa (A), dihitung dengan menggunakan persamaan:

A = π^.^D²^/⁴= 3,14 . 0,16² . 0,25 = 0,020096 m² Maka diperoleh hasil nilai A sebesar 0,020096 m²

7. Kolom 7 baris 1 adalah kecepatan aliran dalam pipa, dihitung dengan menggunakan persamaan:

V = Q/A = 0,0007700/0,020096 = 0,0383161 m/s

Maka diperoleh hasil nilai V = 0,0383161 m/s

8. Kolom 8 baris 1 adalah Reynolds number (Re), dihitung dengan

menggunakan persamaan: Re = µ VD 9. Kolom 9 baris 1 adalah faktor gesekan (f) diperoleh dari diagram

Moody pada bab II gambar 2.3

10. Kolom 11 baris 1 adalah (K), dihitung dengan menggunakan persamaan

11. Kolom 12 baris 1 adalah kehilangan tinggi tekanan (hf), dihitung dengan menggunakan persamaan:

hf = K. Q² = 1025,43 . 0,0007700² = 0,00061 m Maka nilai hf = 0,00061 m

12. Kolom 13 baris 1 adalah perhitungan nilai 2KQ, diperoleh hasil 2. K.Q

= 2

1025,43. 0,0007700 = 1,579159

13. Kolom 14 baris 1 adalah koreksi debit (AQ), dimana dapat dihitung

dengan persamaan ^∆^Q⁼

∑

^kQ^kQ

2 0

, maka diperoleh nilai ^∆^Q = -0,00022

Perhitungan dilakukan untuk pipa yang lain dengan cara yang sama sampai diperoleh nilai-nilai yang dibutuhkan.

Tabel 4.16 Loop 3 Pada Iterasi 1 LOOP 3

No.

Pipa D

(m) L (m) Qo

(m³/det) e/D A (m²) v (m/det) Re f Ket K hf 2KQ ^∆^QQ

22 - 21 0,16 13,00 0,0007700 0,00000938 0,020096 0,0383161 406,00 0,1000 Grafik 1025,43 0,00061 1,579159 -0,00022 21 - 23 0,16 55,00 0,0016900 0,00000938 0,020096 0,0840963 891,09 0,1000 Grafik 4338,35 0,01239 14,66362

23 - 24 0,16 8,00 0,0021000 0,00000938 0,020096 0,1044984 1107,27 0,0580 Grafik 366,00 0,00161 1,537195 24 - 25 0,16 43,50 0,0024800 0,00000938 0,020096 0,1234076 1307,63 0,0480 Grafik 1646,99 0,01013 8,169095 25 - 27 0,16 8,00 0,0027000 0,00000938 0,020096 0,1343551 1423,63 0,0465 Grafik 293,43 0,00214 1,584523 27 - 28 0,16 53,00 0,0049200 0,00000938 0,020096 0,2448248 2594,17 0,0249 Grafik 1040,97 0,02520 10,24312 28 - 29 0,16 9,50 0,0043800 0,00000938 0,020096 0,2179538 2309,44 0,0252 Grafik 188,84 0,00362 1,654208 29 - 76 0,16 21,00 0,0004300 0,00000938 0,020096 0,0213973 226,73 0,1000 Grafik 1656,46 0,00031 1,424556 76 - 70 0,16 27,00 0,0004200 0,00000938 0,020096 0,0208997 221,45 0,1000 Grafik 2129,73 0,00038 1,788977 70 - 69 0,16 33,50 0,0000200 0,00000938 0,020096 0,0009952 10,55 0,1000 Grafik 2642,45 0,00000 0,105698 69 - 68 0,16 15,00 0,0007200 0,00000938 0,020096 0,0358280 379,63 0,1000 Grafik 4180,59 -0,00217 6,02005 68 - 67 0,16 2,50 0,0007500 0,00009438 0,020096 0,0373209 395,45 0,1000 Grafik 749,35 -0,00042 1,124027 67 - 64 0,16 37,00 0,0001000 0,00000938 0,020096 0,0049761 52,73 0,1000 Grafik 2918,53 0,00003 0,583705 64 - 63 0,08 200,00 0,0003900 0,00001875 0,005024 0,0776274 411,27 0,1000 Grafik 504826,03 0,07678 393,7643 63 - 65 0,08 44,00 0,0003200 0,00001875 0,005024 0,0636943 337,45 0,1000 Grafik 111061,73 -0,01137 71,07951 65 - 66 0,08 92,00 0,0001600 0,00001875 0,005024 0,0318471 168,73 0,1000 Grafik 232219,98 -0,00594 74,31039 63 - 61 0,08 54,50 0,0009000 0,00001875 0,005024 0,1791401 949,09 0,6560 Grafik 902427,02 -0,73097 1624,369

No.

Pipa D

(m) L (m) Qo

(m³/det) e/D A (m²) v (m/det) Re f Ket K hf 2KQ

61 - 62 0,08 5,00 0,0001600 0,00001875 0,005024 0,0318471 168,73 0,1000 Grafik 12620,65 0,00032 4,038608 60 - 61 0,08 187,00 0,0004100 0,00001875 0,005024 0,0816083 432,36 0,1000 Grafik 472012,34 0,07935 387,0501 60 - 64 0,16 47,50 0,0004500 0,00000938 0,020096 0,0223925 237,27 0,1000 Grafik 3746,76 -0,00076 3,37208 60 - 57 0,16 48,30 0,0012000 0,00000938 0,020096 0,0597134 632,72 0,1000 Grafik 3809,86 -0,00549 9,143662 57 - 59 0,08 187,50 0,0001600 0,00001875 0,005024 0,0318471 168,73 0,1000 Grafik 473274,41 0,01212 151,4478 59 - 58 0,08 6,00 0,0000000 0,00001875 0,005024 0,0000000 0,00 0,0000 Grafik 0,00 0,00000 0

58- 56 0,08 187,50 0,0001600 0,00018875 0,005024 0,0318471 1698,51 0,0415 Grafik 196408,88 -0,00503 62,85084 57- 56 0,16 6,00 0,0013400 0,00000938 0,020096 0,0666799 706,54 0,0010 Grafik 4,73 -0,00001 0,012684 56- 55 0,16 51,30 0,0016000 0,00000938 0,020096 0,0796178 843,63 0,0800 Grafik 3237,20 -0,00829 10,35903 55 - 53 0,16 13,00 0,0018200 0,00000938 0,020096 0,0905653 959,63 0,0610 Grafik 625,51 -0,00207 2,27686

54- 53 0,16 89,50 0,0001600 0,00000938 0,020096 0,0079618 84,36 0,1000 Grafik 7059,68 -0,00018 2,259097 53- 52 0,16 54,50 0,0021400 0,00000938 0,020096 0,1064889 1128,36 0,0580 Grafik 2493,37 -0,01142 10,67161 52- 68 0,16 187,50 0,0016300 0,00000938 0,020096 0,0811107 859,45 0,0750 Grafik 11092,37 -0,02947 36,16112 52- 51 0,16 94,00 0,0001600 0,00000938 0,020096 0,0079618 84,36 0,1000 Grafik 7414,63 0,00019 2,372682 52- 50 0,16 14,00 0,0040900 0,00000938 0,020096 0,2035231 2156,54 0,0300 Grafik 331,29 -0,00554 2,709969 50- 22 0,16 53,00 0,0048000 0,00000938 0,020096 0,2388535 2530,90 0,0250 Grafik 1045,15 -0,02408 10,03342 0,61718 2769,053

Berdasarkan tabel 4.16 debit aliran paling besar terjadi pada pipa 29-30 dengan diameter 0,16 m dan panjang pipa 86,00 m. Debit aliran pada pipa ini sebesar 0,0086000 m³/det, semakin besar nilai debit semakin besar pula kecepatan aliran yang terjadi begitu pula sebaliknya. Hal ini dikarenakan nilai Q berbanding lurus dengan kecepatan (V) dan luas penampang (A). Dalam pipa ini kecepatan aliran adalah 0,4279459 m/det.

Sedangkan kehilangan tinggi tekanan terjadi pada pipa 63-61 dengan diameter pipa 0,08 m dan panjang pipa 54,50. Dimana debit aliran pada pipa ini sebesar 0,0009000 m³/det dan kecepatan aliran sebesar 0,1791401 m/det. Aliran dalam pipa ini berdasarkan angka Reynolds sebesar Re= 949,09. Aliran ini termasuk laminer karena Re < 2.000 (ketetapan pada BAB II hal. 17). Adapun kehilangan tinggi tekanan sebesar 0,73097 m.

Debit dan kehilangan tinggi tekanan paling kecil terdapat pada pipa 70-69 dengan diameter 0,16 m dan panjang pipa 33,50 m. Debit aliran pada pipa ini 0,0000200 m³/det, dan kecepatan 0,0009952 m/det. Nilai Re = 10,55, maka aliran yang terjadi adalah laminer. Dan tidak terjadi kehilangan tinggi tekanan pada aliran ini.

Gambar 4.16 Loop 4 Pada Iterasi 1

Perhitungan Loop 4 Pada Iterasi 1

1. Kolom 1 pada baris 1 adalah penomoran pada pipa, dilakukan untuk membedakan masing-masing pipa.

2. Kolom 2 baris 1 adalah diameter pipa (D), dalam hal ini diameter pipa merupakan data. Nilai diameter pipa 0,16 m.

3. Kolom 3 baris 1 adalah panjang pipa (L), L merupakan data dengan panjang pipa 2,50 m.

4. Kolom 4 baris 1 adalah debit pemisalan (Qo), nilai debit ini kita tentukan sendiri sehingga tiap-tiap pipa terpenuhi nilai Qo. Nilai Qo dalam hitungan ini 0,0007500 m³/det.

5. Kolom 5 baris 1 adalah hasil perhitungan perbandingan antara ^D ε

, dimana ε₌ nilai kekasaran untuk pipa PVC berdasarkan tabel 2.3 pada BAB II adalah

Dalam dokumen ANALISIS PERHITUNGAN DEBIT DAN HEAD LOSS PADA SISTEM JARINGAN PIPA DI PDAM TIRTANADI CABANG SUNGGAL KAWASAN PERUMAHAN TAMAN SETIA BUDI INDAH II MEDAN (Halaman 54-114)