LAMPIRAN 1
PERHITUNGAN HEAD LOSS
Head kerugian adalah kerugian-kerugian yang ada dalam suatu instalasi pipa
yang dialiri suatu fluida, baik gas ataupun cair. Untuk menghitung kerugian gesek dalam
pipa kita harus mencari aliran yang terjadi apakah termasuk aliran yang laminer atau
aliran yang turbulen dengan memakai bilangan Reynolds, (Tahara H., Sularso, Pompa
Dan Kompresor, hal : 28).
Head loss yaitu head untuk mengatasi kerugian kerugian yang terdiri dari head
loss mayor atau kerugian gesek aliran di dalam perpipaan, dan head loss minor atau
kerugian di dalam belokan-belokan (elbow), percabangan, dan perkatupan (valve).
Atau
Dimana
= total losses (m)
= jumlah mayor losses (kerugian gesekan dalam pipa) (m)
= jumlah minor losses (kerugian head pada fitting dan valve) (m)
= panjang ekivalen dari fitting valve ditambah panjang pipa (m) = diameter dalam pipa (m2)
= faktor gesekan
= kecepatan rata-rata cairan dalam pipa (m/s)
a. Head loss mayor
Aliran fluida cair yang mengalir di dalam pipa adalah fluida viskos sehingga
faktor gesekan fluida dengan dinding pipa tidak dapat diabaikan, untuk menghitung
kerugian gesek dapat menggunakan perumusan sebagai berikut :
Dimana :
= mayor losses (m)
= factor gesekan
= panjang pipa (m)
= kecepatan rata-rata cairan dalam pipa (m/s)
= diameter dalam pipa (m2)
Jenis aliran berdasarkan bilangan Reynold ada 3 macam, yaitu aliran transisi (Re
= 2300), aliran laminer (Re < 2300), aliran turbulen (Re > 2300), (Sumber : Tahara H.,
Sularso, Pompa Dan Kompresor, hal : 28).
Untuk dapat menghitung head loss mayor, perlu diketahui lebih awal jenis aliran
fluida yang mengalir.
Reynolds Number dapat dihitung dengan rumus :
Atau
Dimana :
= Reynold Number
= Density cairan (kg/m3)
= Diameter dalam pipa (m2)
= Viskositas absolut cairan (m2/s)
v = Viskositas Kinematik (m2/dt)
Tabel 1. Sifat air (Viskositas Kinematik) pada tekanan atmosfir
Suhu ºC
Viskositas Kinematik (٧)
m2 / dt
Suhu ºC
Viskositas Kinematik (٧)
m2 / dt
0.0 1.795 x 10-6 50.0 0.556 x 10-6
5.0 1.519 x 10-6 60.0 0.477 x 10-6
10.0 1.308 x 10-6 70.0 0.415 x 10-6
20.0 1.007 x 10-6 80.0 0.367 x 10-6
30.0 0.804 x 10-6 90.0 0.328 x 10-6
40.0 0.661 x 10-6 100.0 0.296 x 10-6
Sumber : Bambang Triatmojo 1996 : 15
Pada perhitungan kali ini suhu air di asumsikan 30oC, sehingga viskositas
kinematiknya 0.804 x 10-6 m2/dt.
Apabila aliran laminar ( Re < 2300 ), factor gesekan (f) dapat dicari dengan pendekatan
rumus :
Dan apabila aliran turbulen ( Re > 2300 ), factor gesekan (f) dapat dicari dengan Moody
diagram atau rumus berikut.
Gambar 1. Diagram Moody
Sumber: Finnemore, E. John, Joseph B. Franzini. Fluid Mechanics: with Engineering Applications. Tenth Edition.
b. Head Loss Minor
Merupakan kerugian head pada fitting dan valve yang terdapat sepanjang sistem
perpipaan. Dapat dicari dengan menggunakan Rumus :
Dimana :
= Minor losses (m)
= jumlah fitting / valve untuk diameter yang sama
= keofisien gesekan
= kecepatan rata-rata aliran (m/s)
Dalam menghitung kerugian pada fitting dan valve dapat menggunakan tabel 2
Besaran ini menyatakan kerugian pada fitting dan valve dalam ukuran panjang ekivalen
dari pipa lurus.
Tabel 2. Nilai K untuk sambungan ulir
Nominal
Sumber : ASHRAE Handbook (2001, p. 35.1)
Tabel 3. Nilai K untuk sambungan flange
Nominal
GAMBAR RANCANGAN
V3 V5
V6 V4
V1
V2 V7
A
B
BAK PENAMPUNG
PERHITUNGAN RANCANGAN
a. Head loss mayor
Dimana :
= mayor losses (m)
= factor gesekan
= panjang pipa (m)
= kecepatan rata-rata cairan dalam pipa (m/s)
= diameter dalam pipa (m2)
Reynolds Number dapat dihitung dengan rumus :
Dimana :
= Reynold Number
= Kecepatan rata-rata aliran (m/s)
= Diameter dalam pipa (m2)
v = Viskositas Kinematik (m2/dt)
Pada perhitungan kali ini suhu air di asumsikan 30oC, sehingga viskositas
kinematiknya 0,804 x 10-6 m2/dt.
Jadi
Apabila aliran laminar ( Re < 2300 ), factor gesekan (f) dapat dicari dengan
pendekatan rumus :
Dan apabila aliran turbulen ( Re > 2300 ), factor gesekan (f) dapat dicari dengan
Moody diagram atau rumus berikut.
Dari perhitungan Bilangan Reynold diketahui bahwa aliran air laminer, maka
rumus yang digunakan untuk mencari nilai f yaitu :
Head loss mayor untuk pompa tunggal (L = 301 cm)
⁄
Head loss mayor untuk pompa seri (L = 437,7 cm)
⁄
Head loss mayor untuk pompa parallel (L = 431 cm)
⁄
b. Head loss minor
Dimana :
= Minor losses (m)
= jumlah fitting / valve untuk diameter yang sama
= keofisien gesekan
= kecepatan rata-rata aliran (m/s)
= percepatan gravitasi (m/s2)
Head loss minor untuk belokan 90o pada pompa tunggal
⁄
Head loss minor untuk percabangan Tee pada pompa tunggal
⁄
Jadi head loss minor untuk pompa tunggal = 1,29 x 10-5 m
Head loss minor untuk belokan 90o pada pompa seri
⁄
Head loss minor untuk percabangan Tee pada pompa seri
⁄
Head loss minor untuk belokan 90o pada pompa paralel
⁄
Head loss minor untuk percabangan Tee pada pompa paralel
⁄
Jadi head loss minor untuk pompa paralel = 1,9 x 10-6 m
Dari hasil perhitungan sebelumnya, dapat disimpulkan :
Total head loss pada pompa tunggal = head loss mayor + head loss minor
= 8,19 x 10-14 m + 1,29 x 10-5 m
= 0,0000129 m
Total head loss pada pompa seri = head loss mayor + head loss minor
= 1,9 x 10-12 m + 2,7 x 10-4 m
= 0,00027 m
Total head loss pada pompa paralel = head loss mayor + head loss minor
= 1,3 x 10-14 m + 1, 9 x 10-6 m
