Page 1
PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN AIR BERSIH
DESA JUNREJO DENGAN KAPASITAS 438,6 m3/hari
TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh :
DANANG YEKTI GALIH SALOKO
201210120311092
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2019
Page 6
vii
Perancangan Sistem Perpipaan Air Bersih
Desa Junrejo dengan Kapasitas 438,6 m3/hari
Danang Yekti Galih Saloko
a Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Unuversitas Muhammadiyah Malang
Jln. Raya Tlogomas No.246, Malang 65144
Telp.(0341)464318-128 fax. (0341)460782
e-mail: [email protected]
Abstrak
Naskah ini tentang perancangan sistem perpipaan air
bersih bertujuan untuk membantu masyarakat dalam memenuhi
kebutuhan air bersih pada desa Junrejo.
Perancangan ini menggunakan beberapa metode penelitian
yang pertama menganalisa sumber Jeding berupa kondisi
topografi dan mengukur debit yang dihasilkan , kedua meminta
data penduduk Junrejo pada desa setempat, ketiga mengolah
data, keempat merancang sistem instalasi.
Hasil perhitungan dan data yang diperoleh dalam
Perancangan ini adalah sebagai berikut: untuk debit optimal
yang mampu di hasilkan oleh simber Jeding adalah 438,6
m3/hari, head pompa 1 dan 2 masing-masing adalah
117,751750182 m dan 293,88578093 m, sedangkan Daya
pompa 1 dan 2 yang diperlukan adalah 15,694 HP dan 39,168
HP.
Kata Kunci: Sumber Jeding , Masyarakat Desa Junrejo, Sistem
Perpipaan
Page 7
viii
Design of Water Piping Systems
Junrejo Village with a Capacity of 438.6 m3/day
Danang Yekti Galih Saloko
a Department of Mechanical Engineering, Teknik Faculty,
Unuversity of Muhammadiyah Malang
Tlogomas Highway No.246, Malang 65144
Phone.(0341)464318-128 fax. (0341)460782
e-mail: [email protected]
Abstrack
This research focuses on the design of a clean water piping
system to fulfil the needs of clean water for society Junrejo.
This design uses some of the previous research methods to
analyze Jeding water source in the form of topographical
condition and water debit produced it analizes the rate of growth
of the villagers population in Junrejo, and designs the
installation system.
The results of the calculations and data obtained in this
design are as follows: for the optimal debit that can be produced
by the Jeding water source is 438.6 m3/day, the head pump 1
and head pump 2 respectively are 117.751750182 m and
293.88578093 m, while the power of the pumps 1 and pumps 2
required are 15.694 HP and 39.168 HP.
Keywords: Jeding Water Resources,Community of a Junrejo
Village,Water Piping System
Page 8
ix
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb
Alhamdulillahirobbil’alamin, rasa syukur yang tak terhingga penulis
sampaikan kepada Allah SWT, atas kasih sayang-NYA sehingga penulis mampu
menyelesaikan tugas akhir skripsi sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana
teknik mesin di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang dengan
Judul “PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN AIR BERSIH DESA JUNREJO
DENGAN KAPASITAS 438,6 m3/hari”. Sholawat serta salam tetap tercurah
kepada Rosulullah SAW, sang pendidik umat sepanjang zaman.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini dapat diselesaikan atas bantuan
dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan hati yang ikhlas penulis
menghaturkan rasa hormat dan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua, Soewartono dan Rahayu Dwi Winarni yang selalu
memberikan bantuan materiil maupun non materiil, terimakasih atas
semua kasih sayang, bimbingan, doa, dan dukungan yang tak pernah
henti diberikan kepadaku selama ini, serta pengorbanan-pengorbanan
yang telah beliau berikan demi masa depanku. Semoga papa dan mama
selalu panjang umur dan sehat selalu.
2. Bapak Ir. Ali Mokhtar, MT. Selaku Dosen Pembimbing 1, yang telah
memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan skripsi ini
dilakukan.
3. Bapak Dra. Rr. Heni Hendaryati, MT. Selaku Dosen Pembimbing 2
yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara
penulisan sehingga terselesaikannya skripsi ini.
4. Bapak Murjito, ST. MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM,
yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan
skripsi ini dilakukan.
5. Bapak/Ibu Dosen serta staf karyawan jurusan teknik mesin yang telah
membantu selama proses belajar dan terselesaikannya skripsi ini.
Page 9
x
6. Adikku tersayang Dafa yang selalu memberikan semangat, kasih
sayang, dan dukungan.
7. Sahabat sedulurku Bagus, Cak Nur, Rizal, Yusuf terimakasih atas
motivasi yang selalu kalian berikan untukku.
8. Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2012 terkhusus kelas mesin B,
terimakasih atas doa, semangat, dan dukungannya.
Semoga Allah SWT, senantiasa memberikan balasan terbaik,
melimpahkan rahmat dan mempermudah dalam segala urusan baik di dunia
maupun di akhirat nanti.
Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak yang
berkepentingan termasuk penulis sendiri. Namun demikian tiada manusia yang
sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang
membangun agar bisa lebih baik untuk ke depannya.
Malang, 2 Agustus 2019
Danang Yekti Gaih Saloko.
Page 10
xi
DAFTAR ISI
Lembar Judul ........................................................................................................ i
Poster .................................................................................................................... ii
Lembar Pengesahan ............................................................................................. iii
Lembar Asistensi .................................................................................................. iv
Lembar Surat Pernyataan Keaslian Tulisan ......................................................... vi
Abstraksi Indonesia .............................................................................................. vii
Abstraksi Bahasa Inggris...................................................................................... viii
Kata Pengantar ..................................................................................................... ix
Daftar Isi............................................................................................................... xi
Daftar Tabel ......................................................................................................... xiv
Daftar Gambar ...................................................................................................... xvi
Daftar Grafik .......................................................................................................xvii
Daftar Simbol ................................................................................................... xviii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 2
1.3 Tujuan Perancangan ........................................................................ 3
1.4 Batasan Masalah ............................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 4
2.1 Air ................................................................................................... 4
2.1.1 Mata air ............................................................................. 5
2.1.2 Air baku ............................................................................ 5
2.2 Standar kebutuhan Air Rumah Tangga ........................................... 6
2.3 Fluida Dalam Pipa .......................................................................... 7
Page 11
xii
2.3.1 Persamaan Kontinyuitas .................................................... 7
2.3.2 Persamaan Bernoulli .......................................................... 8
2.4 Persamaan Head Losses .................................................................. 11
2.5 Aliran Laminer................................................................................ 14
2.6 Katup............................................................................................... 14
2.7 Pipa HDPE ...................................................................................... 15
2.8 Sambungan dan Belokan ................................................................ 19
BAB III METODE PERANCANGAN ............................................................. 20
3.1 Diagram Alir Perancangan .............................................................. 20
3.2 Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 21
3.3 Pengumpulan Data .......................................................................... 21
3.4 Data dan Sumber Data .................................................................... 22
3.4.1 Data primer....................................................................... 22
3.4.2 Data skunder..................................................................... 31
3.5 Alat Penelitian ................................................................................ 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 33
4.1 Keadaan Umum Sumber Jeding ..................................................... 33
4.2 Analisis Data ................................................................................... 34
4.2.1 Hasil pengukuran debit air umber Jeding ........................ 34
4.2.2 Analisa pertumbuhan jumlah penduduk Junrejo .............. 38
4.2.3 Analisa kebutuhan air rumah tangga ................................ 41
4.3 Volume Bak Penyaring dan Bak Penampung (Reservoir) .............. 41
4.3.1 Volume bak penyaring ...................................................... 41
4.3.2 Volume bak penampung (Reservoir) ................................ 42
4.4 Perhitungan Pompa Dan Pemipaan dari Sumber Jeding ke Bak
Penampung ..................................................................................... 43
4.4.1 Instalasi dari sumber Jeding ke bak penyaring ................ 43
4.4.2 Instalasi dari bak penyaring ke bak penampung .............. 49
4.5 Biaya Opersional Pompa Dan Pipa................................................. 56
4.5.1 Biaya Pompa ..................................................................... 56
4.5.2 Biaya Pipa ......................................................................... 57
4.6 Harga Minimum per m3 .................................................................. 59
Page 12
xiii
BAB V KESIMPULAN ..................................................................................... 60
5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 60
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 61
LAMPIRAN
Page 13
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Tetapan Fisik Air Pada Temperatur Tertentu .................................... 4
Tabel 2.2 Kebutuhan Air Rumah Tangga menurut Kegunaannya Dalam (%) .. 6
Tabel 2.3 Standar Kebutuhan Air Departemen Pekerjaan Umum ..................... 6
Tabel 2.4 Jenjang produk pipa Wavin................................................................ 16
Tabel 2.5 Satuan panjang pengiriman pipa ........................................................ 17
Tabel 2.6 Harga – harga kecepatan aliran air yang di anjurkan untuk berbagai
pemakaian ............................................................................................................ 17
Tabel 2.7 Kecepatan maksimum aliran fluida dalam pipa ................................. 18
Tabel 2.8 Koefisien gesek pada pipa.................................................................. 19
Tabel 3.1 Hasil pengukuran debit pipa 1 bulan Maret ....................................... 22
Tabel 3.2 Hasil pengukuran debit pipa 2 bulan Maret ....................................... 23
Tabel 3.3 Hasil pengukuran debit pipa 3 bulan Maret ....................................... 23
Tabel 3.4 Hasil pengukuran debit pipa 4 bulan Maret ....................................... 23
Tabel 3.5 Hasil pengukuran debit pipa 1 bulan April ........................................ 24
Tabel 3.6 Hasil pengukuran debit pipa 2 bulan April ........................................ 24
Tabel 3.7 Hasil pengukuran debit pipa 3 bulan April ........................................ 24
Page 14
xv
Tabel 3.8 Hasil pengukuran debit pipa 4 bulan April ........................................ 25
Tabel 3.9 Hasil pengukuran debit pipa 1 bulan Mei .......................................... 25
Tabel 3.10 Hasil pengukuran debit pipa 2 bulan Mei ......................................... 25
Tabel 3.11 Hasil pengukuran debit pipa 3 bulan Mei ......................................... 26
Tabel 3.12 Hasil pengukuran debit pipa 4 bulan Mei ......................................... 26
Tabel 3.13 Hasil pengukuran debit pipa 1 bulan Juni ......................................... 26
Tabel 3.12 Hasil pengukuran debit pipa 2 bulan Juni ......................................... 27
Tabel 3.13 Hasil pengukuran debit pipa 3 bulan Juni ......................................... 27
Tabel 3.14 Hasil pengukuran debit pipa 4 bulan Juni ......................................... 27
Tabel 3.15 Hasil pengukuran debit pipa 1 bulan Juli .......................................... 28
Tabel 3.16 Hasil pengukuran debit pipa 2 bulan Juli .......................................... 28
Tabel 3.17 Hasil pengukuran debit pipa 3 bulan Juli .......................................... 28
Tabel 3.18 Hasil pengukuran debit pipa 4 bulan Juli .......................................... 29
Tabel 3.21 Jumlah penduduk desa Junrejo tahun 2009-2016 ............................. 31
Tabel 4.1 Data jumlah penduduk desa Junrejo Tahun 2009 – 2016 .................. 38
Tabel 4.2 Standar Kebutuhan Air Departemen Pekerjaan Umum ..................... 41
Tabel 4.3 Harga pipa HDPE............................................................................... 57
Page 15
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mata air ............................................................................................ 5
Gambar 2.2 Ilustrasi persamaan Kontinyuitas ..................................................... 8
Gambar 2.3 Ilustrasi persamaan Bernoulli ........................................................... 9
Gambar 2.4 Ilustrasi Kesetimbangan energi ........................................................ 10
Gambar 2.5 Butterfly valve .................................................................................. 15
Gambar 3.1 Wilayah perancangan pada desa Jeding ........................................... 29
Gambar 4.1 Instalasi pompa dan pemipaan dari sumber jeding ......................... 43
Gambar 4.2 Instalasi pompa dan pemipaan bak penyaring ke bak penampung .. 49
Page 16
xvii
DAFTAR GRAFIK
3.6 Elevasi dari sumber Jeding ke bak penampung........................................ 30
3.7 Elevasi dari sumber Jeding ke bak penyaring .......................................... 31
3.8 Elevasi dari bak penyaring ke bak penampung (reservoir) ...................... 31
Page 17
xviii
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Satuan
Q Kapasitas fluida (m3/det)
V Kecepatan aliran (m/det)
A Luas penampang saluran (m2)
Kerapatan massa fluida (kg/m3)
HL Head Losses (kerugian head)
Berat Jenis Fluida (N/m3)
g Grafitasi Bumi (m/s2)
z Elevasi (m)
µ Viskositas Dinamik (pa dtk)
D Diameter pipa (m)
n Viskositas Kinematik (m2/dtk)
HLmayor Kerugian mayor (m)
f Koeffisien Gesek
L Panjang pipa (m)
D Diameter pipa (m)
Page 18
xix
HLmn Losses minor (m)
k Koeffisien hambatan (m)
Re Bilangan Reynold
Ks Saringan (m)
Kv Katup (m)
Kb Belokan (m)
Page 19
61
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Ali Mokhtar. Aliran Fluida dalam Pipa; Hal 11-12 ,tidak diterbitkan.
[2]. Ali Mokhtar. Fluida dalam Pipa; Hal 7-27 ,tidak diterbitkan.
[3]. Ali Mokhtar. Optimasi Pemilihan Diameter Pipa; Hal 20, tidak diterbitkan.
[4]. Edwards Hicks. 1996. Teknologi pemakaian pompa ; edisi 1, ERLANGGA,
Jakarta.
[5]. Raswari. 2010. Teknologi dan Perancangan Sistem Perpipaan ; edisi 1, UI
Press, Jakarta.
[6]. Radianta Triadmaja. 2016. Teknik Penyediaan Air Minum Perpipaan ; edisi 1,
Gajah mada University Press, Yogyakarta.
[7]. Robetr J. Kodoatie. 2012. Tata Ruang Air Tanah; edisi 1, ANDI, Yogyakarta.
[8]. http://hdpeindonesia.com/?pipa-hdpe=22&content=18.
[9]. http://www.anekapratama.com/file-download/Katalog-Wavin-Black.pdf.
[10].https://www.anekateknika.com/page/1/PIPA-HDPE-PE100-WAVIN-
BLACK.
[11]. www.metropumps.com/ResourcesFrictionLossData.
[12].Badan Standarisasi Nasional.2011. Tata cara pemasangan pipa transmisi dan
pipa distribusi serta bangunan pelintas pipa. SNI 7511:2011.