PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN DI PERMUKAAN UNTUK PENGANGKATAN AIR DARI SUNGAI BAWAH TANAH GUA PULEJAJAR

(1)

2013

Oleh :

Acintyacunyata Speleological Club

Yogyakarta

PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN DI PERMUKAAN UNTUK

PENGANGKATAN AIR DARI SUNGAI BAWAH TANAH GUA PULEJAJAR

(2)

Irfanianto  Acintyacunyata Speleological Club 2013

Analisis Sistem Perpipaan Untuk Pengankatan Air Dari Sungai Bawah Tanah Gua Pulejajar 2

DAFTAR ISI

I. PENDAHULUAN 3

II. MAKSUD DAN TUJUAN 3

III. DATA LAPANGAN

A. PETA JALUR 4

B. DATA PEMETAAN 5

IV. PERENCANAAN SISTEM PERPIPAAN

A. SISTEM 1 (Reservoir 1 ke Reservoir 2) 5

B. SISTEM 2 (Reservoir 2 ke Reservoir Distribusi) 9

V. KESIMPULAN 12

VI. PENUTUP 13

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(3)

I. PENDAHULUAN

Gua Pulejajar adalah salahsatu dari sekian gua di Kabupaten Gunungkidul yang mempunyai potensi sungai bawah tanah yang mengalir sepanjang tahun. Gua pulejajar terletak di Kec. Jepitu, dimana beberapa wilayah di Kecamatan Jepitu masyarakatnya belum bisa mengakses kebutuhan air dengan mudah.

Potensi sungai bawah tanah di gua pulejajar dapat dimanfaatkan untuk mensuplai kebutuhan air terutama di Desa Jepitu. Lokasi gua cukup jauh dari pemukiman dengan ketinggian yang jauh lebih rendah. Untuk itu diperlukan Sistem perpipaan dengan menggunakan pompa agar distribusi air bisa lebih efektif dan efisien.

Sistem perpipaan yang akan direncakanan dalam laporan ini adalah Sistem permukaan yang ada dipermukaan, yaitu dari titik mulut gua sampai dengan pemukiman. Sedangkan Sistem perpipaan lain yang juga dibutuhkan adalah Sistem perpipaan dalam gua untuk mengangkat air dari sungai bawah tanah ke permukaan, hal ini akan disusun dalam laporan terpisah.

II. MAKSUD DAN TUJUAN

a. Menganalisa Sistem perpipaan agar memperoleh efisiensi energy yang dapat menekan biaya operasional

b. Memilih peralatan dan perlengkapan Sistem perpipaan sesusai dengan kebutuhan lapangan

(4)

Analisis Sistem Perpipaan Untuk Pengankatan Air Dari Sungai Bawah Tanah Gua Pulejajar 4 III. DATA LAPANGAN

A. PETA JALUR PIPA

Gambar 1 : Peta tampak atas pemetaan jalur pipa permukaan

(5)

Analisis Sistem Perpipaan Untuk Pengankatan Air Dari Sungai Bawah Tanah Gua Pulejajar 5 B. DATA PEMETAAN

LOKASI PANJANG BEDA TINGGI

Reservoir Satu (R1) Reservoir Dua (R2) 3264.27 meter 104.982 meter Reservoir Dua (R2) Reservoir Distribusi (RD) 1823.39 meter 124.06 meter

TOTAL 5087.66 meter 229.042 meter

Table 1 : Data pemetaan

IV. PERENCANAAN SISTEM PERPIPAAN

Note :

- Analisa Sistem perpipaan secara detail dapat pada lampiran sesuai dengan kode lampiran

A. SISTEM 1 (Reservoir 1 ke Reservoir 2)

Rencana debit yang dialirkan (Q) Debit (Q) = 2 liter/detik

= 0.002 m3/detik

Spesifikasi pipa (Kode Lampiran : excel-1) (Kode Lampiran : pdf -1)

Jenis = HDPE (High-density polyethylene)

Diamater Nominal = 3 inchi Diameter luar (Dout) = 3.6 inchi Diameter dalam (Din) = 2.675 inchi

Kode pipa = HDPE – SDR 9

Tekanan kerja pipa = 200 Psi Tekanan Hidrostatik = ± 150 Psi

Kecepatan aliran (v) (Kode Lampiran : excel-2)

v = 0.55188 m/detik

Panjang Ekuivalen pipa (L) (Kode Lampiran : excel-3)

Panjang ekuivalen didapat dari ; Panjang jalur Pipa, Panjang Ekuivalen perlengkapan (aksesoris) yang terpasang pada Sistem pipa, Panjang ekuivalen elbow dan sambungan

No Aksesoris Jumlah Panjang Ekuivalen/ alat Sub Total Lek

(meter)

1 Pipa 1 3254.265 m 3264.265 2 Flexible Joint 1 Asumsi 9 feet 2.7432

(6)

3 Swing Check Valve 2 18 feet 10.9728 4 Gate Valve 2 2 feet 1.2192 5 Long Elbow 90 15 5 feet 22.86 6 Sambungan Pipa 65 Asumsi 0.1 m 6.5

TOTAL (L) 3302.06 m

Note :

 1 Check Valve dan 1 Gate Valve akan dipasang di tengah-tengah jalur pipa untuk mengurangi tekanan berlebih pada pompa dan pipa saat terjadi water hammer

 15 buah long elbow 900 didapat dari pembulatan keatas jumlah sudut belokan dari R1 ke R2 dibagi 900

 65 Sambungan pipa didapat dari Panjang jalur pipa dibagi panjang pipa tiap roll (50 m) dan dibulatkan

 (Kode Lampiran : pdf-2)

Tabel 2 : panjang ekuivalen pipa system 1

Faktor Gesekan (f) (Kode Lampiran : excel-4)

Reynold Number = 37422.7

Kekasaran Relatif pipa HDPE = 0.00006

Faktor gesekan (f) = 0.026 (Kode Lampiran : jpeg-1)

Headloss (H) (Kode Lampiran : excel-5)

Geodetic Headloss (Hg) = 104.982 meter

Velocity headloss (Hv) = 0.01554 meter

Friction Headloss (Hf) = 19.6352 meter

TOTAL HEAD = 124.633 meter

Daya Motor dan Pompa (Kode Lampiran : excel-6)

Daya Air (Pw) = 2442.8 Watt

Efisiensi Pompa (ƞp) = 60%

Total Headloss (H) = 124.633 m

Daya Motor = 4071.34 Watt

= 4.07134 kW (berdasarkan perhitungan)

Daya motor = 5.5 kW(berdasarkan ketersediaan produk

(7)

Jenis Pompa (Kode Lampiran : pdf-3- halaman 25)

Gambar 3 : Spesifikasi pompa submersible SP 8A-21N daya 5.5 kW

Jenis Motor (Kode Lampiran : pdf-4- halaman 27)

(8)

Karakteristik Sistem perpipaan (Kode Lampiran : pdf-3- halaman 24)

(Kode Lampiran : excel-5A)

Grafik 1 : Karakteristik Perpipaan system 1

Keterangan :

Pompa beroperasi pada head 130 meter dengan efisiensi 59% dan mengalirkan debit 2.43 liter/detik

(9)

Analisis Sistem Perpipaan Untuk Pengankatan Air Dari Sungai Bawah Tanah Gua Pulejajar 9 B. SISTEM 2 (Reservoir 2 ke Reservoir Distribusi)

Rencana debit yang dialirkan

idem

Mencari Spesifikasi pipa

idem

Kecepatan aliran (v)

idem

Panjang Ekuivalen pipa (L) (Kode Lampiran : excel-7)

No Aksesoris Jumlah Panjang Ekuivalen/ alat Sub Total Lek

(meter)

1 Pipa 1 1823.39

2 Flexible Joint 1 Asumsi 9 feet 2.7432 3 Swing Check Valve 2 18 feet 10.9728 4 Gate Valve 2 2 feet 1.2192 5 Long Elbow 90 11 5 feet 16.764 6 Sambungan Pipa 36 Asumsi 0.1 m 3.6

TOTAL (L) 1855.0882 m

Note :

 1 Check Valve dan 1 Gate Valve akan dipasang di tengah-tengah jalur pipa untuk mengurangi tekanan berlebih pada pompa dan pipa saat terjadi water hammer

 15 buah long elbow 900 didapat dari pembulatan keatas jumlah sudut belokan dari R2 ke RD dibagi 900

 36 Sambungan pipa didapat dari Panjang jalur pipa dibagi panjang pipa tiap roll (50 m) dan dibulatkan

 (Kode Lampiran : pdf-2)

Tabel 2 : panjang ekuivalen pipa system 2

Faktor Gesekan

idem

Headloss (Kode Lampiran : excel-8)

Geodetic Headloss (Hg) = 124.06 meter

Velocity headloss (Hv) = 0.01554 meter

Friction Headloss (Hf) = 11.031 meter

TOTAL HEAD = 135.107 meter

Daya Motor dan Pompa (Kode Lampiran : excel-9)

Daya Air (Pw) = 2648.09 Watt

(10)

Total Headloss (H) = 135.107 m

Daya Motor = 4413.48 Watt

= 4.41348 kW (berdasarkan perhitungan)

Daya motor = 5.5 kW(berdasarkan ketersediaan produk

pasaran)

Jenis Pompa

idem

Jenis Motor

(11)

Karakteristik Sistem perpipaan (Kode Lampiran : pdf-3- halaman 24)

(Kode Lampiran : excel-8A)

Grafik 2 : Karakteristik Perpipaan system 2

(12)

Pompa beroperasi pada head 140 meter dengan efisiensi 55% dan mengalirkan debit 2.37 liter/detik

V. KESIMPULAN

Dari analisis system perpipaan pada jalur pipa permukaan untuk pengangkatan air dari sungai bawah tanah gua pulejajar dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut :

1. Debit yang direncanakan = 2 liter/detik 2. Spesifikasi Pipa

- Jenis = HPDE SDR 9

- Diameter Nominal = 3 inchi

- Tekanan Max. Hidrostatik = 200 Psi

3. Tekanan Hidrostaik Sistem

- Sistem 1 = ± 160 Psi

- Sistem 2 = ± 180 Psi

4. Total Head Sistem

- Sistem 1 = 124.633 meter

- Sistem 2 = 135.107 meter

5. Spesifikasi pompa dan motor (Sistem 1 dan 2)

- Jenis = Submersible

- Merk = Grundfos

- Daya = 5.5 Kw

- Tipe Pompa = SP 8A-21N

- Tipe Motor = MS 4000R

6. Karakteristik Sistem

- Efisiensi Sistem 1 = 59 % dari efisiensi max. pompa 60 %

- Efisiensi Sistem 2 = 55 % dari efisiensi max. pompa 60 %

- Head actual Sistem 1 = ± 130 meter

- Head actual Sistem 2 = ± 140 meter

- Debit actual system 1 = ± 2.43 liter/ detik - Debit actual system 2 = ± 2.37 liter/ detik

(13)

Analisis Sistem Perpipaan Untuk Pengankatan Air Dari Sungai Bawah Tanah Gua Pulejajar 13 VI. PENUTUP

Demikian hasil analisis sistem perpipaan pada jalur permukaan untuk pengangkatan dari sungan bawah tanah gua pulejajar. Semoga bisa referensi saat pengerjaan operasioanalnya. Kritik dan saran sangat diharapakan untuk menjadikan laporan ini lebih baik.

(14)

Analisis Sistem Perpipaan Untuk Pengankatan Air Dari Sungai Bawah Tanah Gua Pulejajar 14 DAFTAR PUSTAKA

Steeter, V. L, Mekanika Fluida, Edisi Delapan Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1999 Menon, E.S, Piping Calculations Manual, The McGraw-Hill Companies, 2004

Sularso, Pompa dan Kompressor, Penerbit Pradnya Paramita, Jakarta, 2006

GRUNDFOS DATA BOOKLET, SP A SP, Submersible pumps, motors and

accessories 60Hz

GRUNDFOS DATA BOOKLET, MMS, Rewindable submersible motors and

accessories 50/60 Hz

Sofyan M Noerbambang & Takeo Morimura, Perancangan dan pemeliharaan sistem

plumbing. Penerbit PT Praditya Paramita, Jakarta, 1993

Acintyacunyata Spelological Club, Peta jalur pipa ;, 2013

Pangea Cruiser, Peta Gua Pulejajar ; Speleology Expedition 2008, , UPN ‘ Veteran’ Yogyakarta

Referensi e-book :

HPDE pipe ; http://www.crp.ab.ca/

Diagram Moody ; http://en.wikipedia.org/wiki/Moody_chart