PERANCANGAN ULANG SISTEM PERPIPAAN HIDRAN GEDUNG ...

i

PERANCANGAN ULANG SISTEM PERPIPAAN HIDRAN GEDUNG LABORATORIUM UNIT IV KAMPUS III

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Mesin

Oleh:

Febri Isdariyanto Nugraha Eka Prasetya

NIM : 055214026

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA 2009

ii

REDESIGNING HYDRANT SYSTEM ON LABORATORY BUILDING UNIT IV OF CAMPUS III SANATA DHARMA UNIVERSITY

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain The Sarjana Teknik Degree In Mechanical Engineering

by :


Student Number : 055214026

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

TECHNOLOGY AND SCIENCE FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2009

PERANCANCAI{ ULANG SISTEM PERPIPAAF{ ItrDRANGED[.[NG LABORATORIUM UNTT [V KAMPU$ tN

UNIYER$TTAS SANATA DTIARMA

SKRIPSI

Yagy*trt4 \ S Desember 2009

Telah dise,nrjui oleh:

Pernbimbing

BuSi Sugitrsto" SJ.,h4,T.

SKRTFSI

TTNEUCA*EAIt UT,AIrc SISTEilT TNRPIPAAN IilNRA.NGEDUI{G LABORATORTUM UI{TT TV KAMPUS Tfi

I.}NTVERSITAS SANATA DIIARMA

Disiapkan ditulis oleh:

Fcbrilsds

KE&ra

Seleiretaris

Anggota

Yogyakart4 tF Deseilfter2009

Fakulta$ $ains dnn Teknofui

Universitas Sanata Dhmma

fr t'A'C*yaob, S.T., M.T.)

PER}TYATAAI\I KEASLIAN KARYA

Dengan ini saya menyatakan bhwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat karya yang

pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan

sepanjang pengetahuan saya juga tidak ada karya atau pendapat yang pernah ditulis

atau diterbitkan orang lain" kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan

disebutkan dalarn daftar pustaka.


ogyakarta 12 Desember 2009

Ar t) I / f l.-nrtE

| / l ) r ' lYtl

I

vi

INTISARI

Hidran merupakan sarana pemadam kebakaran gedung yang harus selalu siap digunakan sehingga diperlukan jaminan keamanan untuk konstruksinya. Perancangan sistem sebelum digunakan sangatlah penting untuk mengetahui sistem perpipaan hidran yang akan digunakan, baik sistem distribusi (pipa) maupun spesifikasi pompa hidran yang digunakan untuk mengoptimalkan keamanan.

Perancangan dilakukan dengan meninjau diameter pipa yang digunakan, ketebalan pipa komersial menggunakan pipa dengan schedule 40, jenis pipa yang digunakan berupa pipa Galvanized Steel, sambungan yang digunakan berupa tee dan elbow, valve yang digunakan menggunakan open globe valve, daya pompa sebesar 30 HP, debit aliran pompa sebesar 50 m3/jam, dan ketinggian gedung 20,35 meter. Perhitungan perancangan berupa perhitungan ketebalan pipa yang digunakan dengan masing-masing diameter saat mengalami tekanan maksimum sebesar 102,4 psi (pada saat beroperasi), penentuan pola aliran, kebutuhan kecepatan fluida untuk mencapai ketinggian maksimum, perhitungan percabangan, dan perhitungan jarak tumpuan.

Hasil dari perancangan ulang berupa ketebalan pipa yang digunakan cukup dengan menggunakan schedule 5S, namun demikian pipa yang dipasang menggunakan schedule 40, sehingga untuk pipa dengan diameter 1,5 in memiliki angka keamanan sebesar 42,76, jumlah maksimum keran yang dapat dibuka sebanyak 3 buah keran, kecepatan aliran yang diperlukan untuk mencapai ketinggian maksimum gedung sebesar 20,03 m/s, percabangan yang digunakan tidak membutuhkan adanya penguat, dan tidak diperlukan adanya tumpuan tambahan.

Kata kunci: Hidran, tekanan maksimum, tebal pipa, jarak tumpuan, angka keamanan

PUBLIKASI KARYA ILMIAII UNTTJK KEPENTINGAII AKADEMIS

Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Febri Isdariyanto Nugraha Eka Prasetya

NomorMahasiswa :055214026

Demi Perkembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

*PERANCANGAI\I ULANG SISTEM PERPIPAAN FtrDRANGEDUNG LABORATORIUM UNIT IV KAMPUS III

UNIVERSITAS SANATA DHARMA"

Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan

kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan

dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data,

mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Intemet atau media

lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun

memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai

penulis.

Demikian pemyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta.

Pada Tanggal: 12 Desember 2009

Yans menvatakan." pt . lrf{vl\ . / 1 l

(Febri Isdariyanto Nugraha Eka Prasetya)

vl l

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus dan anugrah-

Nya, sehingga tugas akhir ini dapat penulis selesaikan tepat pada waktunya. Tugas

akhir ini adalah sebagian persyaratan untuk mencapai derajat sarjana S-1 program

studi Teknik Mesin, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

Dengan selesainya pembuatan tugas akhir ini yang merupakan salah satu

syarat kelulusan dari program studi S1 Teknik Mesin, Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Tidak lupa penulis

mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam

pembuatan tugas akhir, terlebih kepada :

1. Yosef Agung Cahyanta, S.T.,M.T, selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Budi Sugiharto, S.T.,M.T, selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin, Dosen

Pembimbing akademik, dan Dosen Pembimbing Tugas Akhir.

3. Keluarga besar penulis yang telah memberi dukungan yang sangat besar

dalam kehidupan penulis.

4. Ir. Maria Goretti Wara Kushartini, M.T, selaku kepala Biro Sarana dan

Prasarana.

5. Ag. Wasimin, selaku kepala bagian Mekanik dan Elektrik.

6.

7.

Bhernadet Megaria Intan Permatasari Nogroho, Sigit Wiyanto, Yohanes Acep

Nanang Kardana, yang selalu setia memberi semangat.

Serta semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan satu per satu, yang telah

ikut membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

Seperti kata pepatah *Tak ada gading yang tak retak" maka penulis

menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang perlu diperbaiki dalam penyusunan

tugas akhir ini, untuk itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat

membangun dari berbagai pihak untuk menyempumakannya. Akhir kata semoga

tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada

umumnYa. Tuhan Yesus memberkati.

2009


Yogyakart4 12 Desember

?t$1

tx

x

DAFTAR ISI

halaman

HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i

TITLE PAGE ..................................................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................. v

INTISARI ........................................................................................................... vi

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ...... vii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiii

BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................. 1

1.1 Latar Belakang Masalah ..................................................................... 1

1.2 Batasan Masalah ................................................................................. 2

1.3 Tujuan Dan Manfaat Perancangan ...................................................... 2

BAB II. DASAR TEORI ................................................................................... 4

2.1 Sistem Perpipaan ................................................................................ 4

2.2 Sistem Mekanisme Hidran .................................................................. 5

2.3 Komponen Sistem Perpipaan .............................................................. 9

2.3.1 Pipa ........................................................................................... 9

xi

2.3.2 Sambungan ............................................................................... 10

2.4 Dasar Perhitungan Tebal Pipa ............................................................ 13

2.5 Dasar Perhitungan Kebutuhan Penguat Pada Percabangan ................ 14

2.6 Penentuan Pola Aliran Dalam Pipa .................................................... 17

2.7 Persamaan Energi ............................................................................... 19

2.8 Persamaan Bernoulli ........................................................................... 20

2.9 Penentuan Jarak Tumpuan .................................................................. 24

BAB III. LANGKAH PERANCANGAN ......................................................... 26

3.1 Spesifikasi Alat ................................................................................... 26

BAB IV. PERHITUNGAN PERANCANGAN ................................................. 30

4.1 Ketebalan Pipa .................................................................................... 30

4.2 Penentuan Pola Aliran Dalam Pipa .................................................... 31

4.3 Rugi-Rugi Dalam Pipa ........................................................................ 32

4.4 Kecepatan Air Yang Dibutuhkan (Vo) ............................................... 35

4.5 Jumlah Keran Yang Dapat Dibuka Saat Terjadi Kebakaran ............... 36

4.6 Percabangan ........................................................................................ 37

4.7 Tumpuan ............................................................................................. 43

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 45

5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 45

5.2 Saran ................................................................................................... 46

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 47

LAMPIRAN

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Harga koefisien Y untuk t < d/6 ........................................................ 13

Tabel 2.2. Harga faktor k untuk valves dan sambungan .................................... 23

Tabel 3.1. Karakteristik pipa Galvanized Steel ................................................... 27

Tabel 3.2. Sifat minimum logam las .................................................................. 28

Tabel 4.1. Hasil perhitungan ketebalan pipa yang dibutuhkan .......................... 30

Tabel 4.2. Kemampuan pipa menahan tekanan ................................................. 31

Tabel 4.3. Angka Keamanan Pipa ...................................................................... 31

Tabel 4.4. Hasil perhitungan angka Reynolds .................................................... 32

Tabel 4.5. Hasil perhitungan Head Losses total .................................................. 34

Tabel 4.6. Hasil perhitungan kecepatan kaluar pada masing-masing lantai ...... 35

Tabel 1. Sifat-sifat Air (Zat cair Jenuh) ............................................................. 48

Tabel 2. Karakteristik dan Berat Dari Pipa ........................................................ 49

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Udara tertekan karena bertambahnya volume air .......................... 8

Gambar 2.2. Tee ................................................................................................. 11

Gambar 2.3. Elbow 450 dan 900 .......................................................................... 11

Gambar 2.4. Cross ............................................................................................. 12

Gambar 2.5. Reducer .......................................................................................... 12

Gambar 2.6. Nama-nama bagian pada percabangan .......................................... 15

Gambar 2.7. Kecepatan aliran dalan pipa .......................................................... 18

Gambar 2.8 . Aliran laminar .............................................................................. 18

Gambar 2.9. Aliran turbulen .............................................................................. 18

Gambar 2.10. Gate valve (conventional stuffing box) ........................................ 24

Gambar 2.11. Gate Valve (insertion-type stuffing box) ..................................... 24

Gambar 2.12. Globe Valve ................................................................................. 24

Gambar 4.1. Pipa percabangan 6 in ................................................................... 38

Gambar 1. Instalasi komponen hidran dalam rumah pompa .............................. 56

Gambar 2. Skema Gambar Sistem Perpipaan Hidran ........................................ 57

Gambar 3. INSTALASI INDUK PIPA HIDRANT UNIVERSITAS SANATA DHARMA KAMPUS III PAINGAN MAGUWOHARJO YOGYAKARTA ............................................................................... 58

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Sistem perpipaan sering kita dapati dalam kehidupan sehari-hari.

Penggunaan sistem perpipaan dalam kehidupan sehari-hari diantaranya sistem

perpipaan air bersih pada perumahan, sistem perpipaan kompresor pada bengkel,

sistem perpipaan hidran pada gedung perkantoran dan perkuliahan, sistem

perpipaan pada pengeboran dan pengolahan minyak bumi, sistem perpipaan pada

pabrik pengolahan minyak sawit.

Dewasa ini banyak didapati adanya kecelakaan kerja yang disebabkan

karena kerusakan pada sistem perpipaan. Hal ini disebabkan karena adanya

ketidak mampuan rancangan sistem perpipaan dalam menahan tekanan yang

diberikan. Salah satunya adalah sistem perpipaan hidran. Sistem perpipaan hidran

beroperasi dengan cara memompa air dari bak tandon dengan pompa air menuju

tangki hydrophore dan kemudian dibantu dengan tekanan dari kompresor untuk

menyalurkan ke sistem perpipaan hidran. Hidran sering digunakan untuk

mengatasi terjadinya kebakaran dalam sekala yang cukup besar yang tidak mampu

diatasi oleh pemadaman secara konvensional.

Dengan landasan itulah maka penulis tertarik untuk membuat parancangan

ulang sistem perpipaan hidran Gedung Laboratorium Unit IV Kampus III

Universitas Sanata Dharma. Hidran pada umumnya memerlukan tekanan yang

cukup besar pada saat beroperasi. Tujuan dari perancangan sistem perpipaan

2

adalah untuk mencegah terjadinya kecelakaan kerja akibat kegagalan rancangan,

sehingga perancangan sistem perpipaan dapat dikatakan sangat penting.

1.2 Batasan Masalah

Perancangan ulang sistem perpipaan hidran Gedung Laboratorium Unit IV

Kampus III Universitas Sanata Dharma, sebagai pemikiran utamanya adalah

kekuatan sistem perpipaan hidran saat mengalami tekanan dan kemampuan pompa

hidran saat beroperasi ditinjau dari :

1. Diameter pipa yang digunakan.

2. Ketebalan pipa komersial.

3. Jenis pipa yang digunakan.

4. Sambungan yang digunakan.

5. Valve yang digunakan.

6. Ketinggian gedung.

1.3 Tujuan dan Manfaat Perancangan

Tujuan perancangan ulang sistem perpipaan hidran Gedung Laboratorium

Unit IV Kampus III Universitas Sanata Dharma, yaitu :

1. Mengkaji tentang kekuatan pipa pada saat mengalami tekanan

maksimal ditinjau dari bahan pipa, dimensi pipa dan sambungan yang

digunakan dan menyesuaikan dengan pipa komersial yang ada di

pasaran, sehingga dapat diketahui kelayakan sistem perpipaan hidran

yang dipakai.

3

2. Mengkaji kebutuhan pompa yang dibutuhkan saat sistem hidran

beroperasi dengan meninjau dari rugi-rugi yang terjadi (rugi-rugi

akibat sambungan, rugi-rugi akibat ketinggian), sehingga dapat

diketahui pompa yang dipakai telah layak atau belum.

Manfaat perancangan ulang sistem perpipaan hidran Gedung Laboratorium

Unit IV Kampus III Universitas Sanata Dharma, yaitu :

1. Mengetahui apakah sistem perpipaan hidran mampu mengatasi

tekanan yang diberikan.

2. Mengetahui apakah pompa hidran yang digunakan dapat memenuhi

jumlah layanan.

3. Menambah kepustakaan perancangan sistem perpipaan hidran.

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Sistem Perpipaan

Sistem perpipaan merupakan sebuah sistem yang berfungsi sebagai media

untuk mengalirkan fluida, baik berupa cairan maupun gas dari satu tempat ke

tempat yang lain.

Pemanfaatan, sistem perpipaan digunakan dalam berbagai bidang. Dalam

perencanaan tata kota sistem perpipaan digunakan sebagai saluran air untuk

kebutuhan masyarakat. Selain itu sistem ini digunakan juga sebagai saluran air

pada rangkaian sistem hidran yang berguna untuk memadamkan api apabila di

suatu tempat terjadi kebakaran. Sistem ini bekerja berdasarkan tekanan, fluida dari

pompa dialirkan melalui satu pipa dicabangkan menuju kran – kran pada setiap

terminal akhir melalui pipa bercabang. Pemanfaatan sistem perpipaan yang lain

yaitu dalam bidang industri otomasi. Kerja-kerja yang dilakukan oleh komponen

industri otomasi memerlukan fluida sebagai sumber energi penggerak. Untuk

kerja-kerja yang memerlukan energi yang besar, digunakan fluida cair sebagai

sumber energi. Untuk mendistribusikan sumber energi tersebut yaitu berupa

fluida, diperlukan sebuah sistem perpipaan.

Sistem hidran pipa merupakan salah satu peranan terpenting untuk

mendukung transportasi fluida dari pompa menuju komponen–komponen lainnya.

5

2.2 Sistem Mekanisme Hidran

Hidran adalah sistem pemadam api yang menggunakan media air

bertekanan, secara sistemnya tidak berbeda dengan sistem pompa air yang ada di

rumah, dimana terdiri atas:

1. Tempat penyimpanan air (reservoir)

Reservoir merupakan tempat penampungan air yang akan digunakan

dalam proses pemadaman kebakaran. Biasanya reservoir ini berbentuk satu

tangki ataupun beberapa tangki yang terhubung satu dengan yang lainnya,

bisa berada di atas tanah maupun dalam tanah dan harus dibuat sedemikian

rupa hingga dapat menampung air untuk suplai air hidran. Reservoir yang

digunakan dalam perancangan berupa bak berdimensi 3,6 x 1 x 1 meter yang

terhubung dengan bak penampungan air bersih yang dipisahkan oleh gerbang

air. Gerbang air memungkinkan pemindahan air bersih ke ruang hidran,

namun tidak untuk sebaliknya.

Pemindahan air bersih ke bak hidran dimungkinkan untuk

mengantisipasi kondisi darurat bila air hidran habis ketika masih diperlukan

sehingga proses pemadaman tidak terganggu. Tetapi air hidran tidak dapat

digunakan untuk keperluan air bersih karena pada saat penyaringannya air

untuk hidran tidak diutamakan kebersihannya.

Reservoir ini berada di dalam tanah dan harus dibuat sedemikian rupa

hingga dapat menampung air untuk suplai air hidran. Selain itu reservoir juga

harus dilengkapi dengan mekanisme pengisian kembali dari sumber-sumber

air yang dapat diandalkan untuk menjaga level air yang tersedia dalam

6

reservoir. Mekanisme pengisian reservoir ini terdiri dari sistem pompa yang

dihubungkan dengan sumber air tanah.

2. Sistem distribusi

Sistem pipa utama (primary feeders) dari hidran biasanya berukuran

12 hingga 16 in. Pipa sambungan kedua (secondary feeders) biasanya

berukuran 8 hinngga 12 in. Sedangkan untuk cabang pipa biasanya berukuran

4,5 hingga 6 in. Pada ujung pipa hidran tersambung dengan pilar hidran.

Disamping pilar hidran terpasang box yang digunakan untuk menyimpan

selang hidran (house). Selang ini terbuat dari bahan kanvas yang panjangnya

berkisar 20-30 meter.

Sebagai pendukung supply air hidran, dibuatlah suatu sambungan pipa

yang berinterkoneksi dengan sistem pipa hidran yang disebut sambungan

siamese. Sambungan ini terdiri dari satu atau dua sambungan pipa yang

fungsinya adalah untuk memberikan supply air tambahan untuk mobil

pemadam kebakaran atau sistem pilar hidran umum.

3. Sistem pompa hidran

Sistem ini terdiri atas panel kontrol pompa, motor penggerak, dan unit

pompa. Pompa dikontrol melalui sistem panel kontrol, sehingga dapat

menghidupkan serta mematikan keseluruhan sistem dan juga untuk

mengetahui status dan kondisi pompa. Motor penggerak pompa merupakan

sistem mekanik elektrik yang mengaktifkan pompa untuk menyedot dan

menyemburkan air.

Unit pompa untuk hidran biasanya terdiri dari:

7

a. Pompa utama

Merupakan pompa centrifugal yang memiliki daya 30 HP dan

beroperasi secara otomatis jika sistem hidrant memerlukan debit air yang

besar. Digunakan sebagai penggerak utama untuk menyedot air dari

sumber ke titik hidran. Pada saat beroperasi, pompa secara otomatis mati

bila tekanan pada hydrophore mencapai 7,2 kg/cm2, dan akan menyala

kembali ketika tekanan di dalam hydrophore turun hingga 4,5 kg/cm2

karena air mengalir ke keluar dari sistem hidran.

b. Pompa jockey

Merupakan pompa centrifugal yang memiliki daya 5 HP dan

beroperasi untuk memenuhi kebutuhan air dengan debit kecil seperti

penyiraman taman (sistem hidran terintegrasi juga dengan saluran pipa

kecil untuk kebutuhan taman). Digunakan untuk mempertahankan

tekanan air pada sistem hidran. Pada saat beroperasi, pompa secara

otomatis mati bila tekanan pada hydrophore mencapai 7,2 kg/cm2 dan

akan menyala kembali ketika tekanan di dalam hydrophore turun hingga

4,5 kg/cm2 karena air mengalir ke keluar dari sistem hidran.

Pompa jockey dan pompa hidran utama bekerja bergantian diatur

oleh panel kontrol otomatis. Jika debit air yang keluar kecil maka yang

bekerja hanya pompa jockey, dan pada limit tertentu ketika debit air yang

keluar dibutuhkan besar maka pompa hidran utama akan menyala dan

pompa jockey akan mati.

Pompa hidran harus dapat bekerja setip saat ketika dibutuhkan

8

karena merupakan sarana penanggulangan bencana yang tak terduga.

Penggerak pompa yang digunakan untuk hidran adalah motor listrik,

maka disediakan genset untuk menyuplai daya listrik ke motor pompa

bilamana listrik dari jaringan mati sehingga sistem hidran dapat selalu

bekerja.

4. Hydrophore

Hydrophore merupakan suatu bejana/tabung yang berfungsi untuk

mempertahankan atau menstabilkan kebutuhan tekanan fluida pada suatu

jaringan perpipaan.

Hydrophore bekerja berdasarkan hukum Boyle yang menyatakan

bahwa jika temperatur (T) sejumlah gas yang diberikan dipertahankan

konstan, maka volume (V) gas akan berubah berbanding terbalik dengan

tekanan (P) absolut gas.

1

2

2

1

PP

VV

= ...........................................................................................(2.1)

Gambar 2.1. Udara tertekan karena bertambahnya volume air

Pada rumah pompa di Kampus III Universitas Sanata Dharma,

hydrophore yang digunakan untuk hidran berkapasitas 1000 liter dengan

memiliki tekanan ijin 10 ATM (10,33 kg/cm2), namun tekanan kerja

P1 V1 Udara

T1Udara termampatkan dengan temperatur konstan

P1 < P2

T1 = T2 AIR

P1

V2 Udara T1

AIR

9

maksimum hidran hanya 7,2 kg/cm2.

2.3 Komponen Sistem Perpipaan

Sistem perpipaan terdiri dari berbagai komponen yang menjadi pendukung

sistem, sehingga dapat bekerja sesuai dengan fungsinya. Komponen-komponen

dari sistem perpipaan adalah pipa, sambungan, flanges, serta komponen lain yang

digunakan untuk mendistribusikan fluida.

2.3.1 Pipa

Pipa merupakan tabung dengan bentuk silinder yang menjadi bagian utama

dari sistem perpipaan. Di dalam pipa inilah proses pengaliran fluida terjadi. Setiap

kondisi proses pengaliran fluida, pipa yang digunakan memiliki spesifikasi

masing-masing. Misalkan proses yang terjadi memerlukan tekanan yang tinggi

dan dalam suhu yang tinggi, maka pipa yang diperlukan adalah dengan spesifikasi

tersebut menurut standar yang dikeluarkan oleh ASTM (American Society of

Testing Materials) atau ASME (The American Society of Mechanical Engineers).

Standar yang dikeluarkan oleh ASTM, terdapat bagian dari pipa yang telah

diukur sesuai standar yang ditentukan. Bagian-bagian tersebut berupa keterangan

mengenai bahan pipa, diameter, ketebalan pipa, serta schedule pipa.

Spesifikasi pipa, terdapat istilah schedule, yang merupakan istilah untuk

pembagian kelas dalam pipa. Schedule ditulis dalam bentuk penomoran untuk

membedakan spesifikasi pipa, karena masing-masing schedule memiliki

spesifikasi tersendiri. Misal pada pipa dengan ukuran nominal sebesar 1/8 NPS

10

(Nominal Pipe Size), memilki ketebalan pipa yang berbeda untuk masing-masing

schedule.

Perbedaan schedule ini berguna untuk penggunaan pipa yang berbeda pada

ukuran nominal pipa yang sama. Perbedaan antara schedule yang satu dengan

schedule yang lain, terletak pada ketebalan pipa, dihitung dari diameter luar

(outside diameter). Semakin tebal sebuah pipa, maka semakin kuat pipa tersebut.

Untuk keperluan dunia industri, dengan penggunaan berdasarkan pada

tekanan, dikenal pipa standart (STD) untuk tekanan paling rendah. Kemudian

Extra Strong (XS) untuk tekanan yang lebih tinggi. Dan selanjutnya pipa untuk

keperluan tekanan yang lebih tinggi lagi dikenal Double Extra Strong (XXS).

2.3.2 Sambungan

Sambungan pipa merupakan bagian dari sistem perpipaan, yang berfungsi

menyambung sebuah pipa dengan pipa yang lain untuk keperluan tertentu.

Sambungan perpipaan dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu :

1. Sambungan dengan menggunakan pengelasan.

2. Sambungan dengan menggunakan ulir.

3. Sambungan menggunakan flanges.

Penggunaan jenis sambungan ini bergantung pada besar diameter pipa

serta besarnya tekanan. Untuk pipa dengan tekanan rendah dan diameter dibawah

2 inci digunakan sambungan ulir.

11

Dari kedua kelompok jenis sambungan di atas, sambungan pipa masih

dibagi lagi dalam bentuk-bentuk tertentu, sesuai dengan kebutuhan sistem

perpipaan. Jenis-jenis sambungan tersebut adalah tee, elbow, cross, reducer.

1. Tee (Sambungan Tee)

Sambungan Tee merupakan sambungan yang menghubungkan pipa

dengan pipa, sehingga menghasilkan percabangan pipa lebih dari satu.

Gambar 2.2 menampilkan salah satu contoh sambungan Tee.

Gambar 2.2. Tee

2. Elbow (belokan)

Elbow adalah sambungan yang menghubungkan satu pipa dengan pipa

yang lain, untuk mengubah arah pipa dalam sudut tertentu. Kebanyakan sudut

yang digunakan adalah sebesar 900, namun terdapat juga elbow dengan sudut

450. Gambar 2.3 menampilkan Contoh belokan pipa.

Gambar 2.3. Elbow 450 dan 900

12

3. Cross

Cross adalah sambungan antar satu pipa dengan pipa yang lain

sehingga menghasilkan empat percabangan pipa. Gambar 2.4 menampilkan

contoh dari Cross.

Gambar 2.4. Cross

4. Reducer

Reducer adalah bagian dari sistem perpipaan yang menghubungkan

sebuah pipa dengan pipa yang berdiameter lebih kecil. Hal ini bertujuan

mengubah kecepatan aliran fluida yang mengalir dalam pipa menjadi lebih

tinggi dengan memanfaatkan penyempitan luas pipa. Gambar 2.5

menampilkan contoh Reducer.

Gambar 2.5. Reducer

13

2.4 Dasar Perhitungan Tebal Pipa

Pipa yang digunakan dalam analisis ini adalah pipa dengan bahan AISI

1020. Pada sambungan percabangan pipa menggunakan tipe tee. Dalam

menentukan pemilihan ketebalan dinding pipa dapat dihitung dengan Persamaan

2.2 (Sam Kannappan, 1996).

)(2 PYSEDoPt+×

= .......................................................................................(2.2)

Keterangan :

t = ketebalan pipa ( in )

P = tekanan di dalam pipa ( psi )

Do = diameter luar pipa ( in )

SE = tegangan tarik yang diijinkan ( psi )

Y = koefisien yang tergabung dalam suhu dan bahan (Tabel 2.2)

Tabel 2.1. Harga koefisien Y untuk t < d/6 (Sam Kannappan, 1996)

Materials

Temperature, oC (oF)

< 482 (< 900)

510 (950)

538 (1000)

566 (1050)

> 621 (> 1150)

Feristic Steels 0.4 0.5 0.7 0.7 0.7 Austenitic Steels 0.4 0.4 0.4 0.7 0.5 Cast Iron 0.4 ... ... ... ... Nonferrous metal 0.4 … … … …

Untuk t ≥ d/6 maka dapat dihitung dengan persamaan 2.3 :

Y = atau ; Y = .....................................(2.3)

14

Keterangan :

c = jumlah pengerjaan, korosi, dan erosi yang diijinkan (in)

d = diameter nominal pipa komersial (in)

Setelah tebal pipa diketahui maka din dapat ditentukan dengan :

din = diameter dalam pipa (in)

din = Do – 2t………………………………………………………….(2.4)

Dari din yang sudah diketahui maka dapat pula menentukan luas penampang

pipa.

Pipa yang digunakan adalah jenis tube (pipa tabung) percabangan dilakukan

dengan cara pemasangan tee 900 kemudian di las dengan pipa saluran dengan

penambahan flanges pada setiap ujung tee, adapun hal yang perlu

diperhitungkan dalam memilih ukuran tube haruslah memperhatikan tekanan

pecah (burst pressure) hal ini bertujuan untuk menentukan kualitas bahan dari

tube itu sendiri.

2.5 Dasar Perhitungan Kebutuhan Penguat Pada Percabangan

Pembuatan percabangan sistem perpipaan dengan menggunakan pipa

sebagai cabangnya, diperlukan perhitungan untuk mengetahui perlu atau tidaknya

penguat. Langkah-langkah perhitungannya sebagai berikut (Sam Kannappan,

1996) :

15

Gambar 2.6. Nama-nama bagian pada percabangan

Keterangan gambar :

T = tebal dinding pipa nominal

t = tebal dinding pipa, menggunakan Persamaan 2.2

c = corrosion and erosion allowance

tm = tebal dinding pipa minimum yang diperlukan

T = tebal dinding pipa minimum dari pipa standard

t = T - mill tolerance

d1 = panjang efektif (pipa utama) yang terbuang

= Db – 2.tbs ...............................................................................(2.5)

d2 = setengah dari daerah penguat

d2 diambil harga terbesar dari :

d2 = d1

atau ;

16

d2 = ( b – c) + ( h – c) + ..................................................................(2.6)

dengan batasan d2 ≤ dh

keterangan :

h untuk head (pipa utama)

b untuk branch (pipa cabang)

a. Menentukan tebal sisa

ths = h – th – c ..........................................................................................(2.7)

tbs = b – tb – c ..........................................................................................(2.7)

b. Menentukan tinggi daerah penguat (L4)

L4 = 2,5 ( h – c) ......................................................................................(2.8.a)

atau ;

L4 = 2,5 ( b – c) + Tr..............................................................................(2.8.b)

Tr = tebal dinding minimum dari pelat penguat

Diambil harga L4 yang paling kecil.

c. Menentukan luas dinding pipa utama yang terbuang

A1 = th.d1.................................................................................................(2.9.a)

Atau untuk pipa utama dengan pipa cabang miring :

A1 = th.d1 (2 – sinβ) ...............................................................................(2.9.b)

d. Menentukan luas lebih pada pipa utama

A2 = (2d2 – d1) (Th – th – c) ...................................................................(2.10)

e. Menentukan luas lebih pada pipa cabang

A3 = 2.L4.tbs .........................................................................................(2.11.a)

Atau untuk pipa utama dengan pipa cabang miring :

17

.................................................................................(2.11.b)

Percabangan pipa dengan lubang pipa utama dinyatakan kuat jika :

A2 + A3 + A4 (luas las) ≥ A1

Dalam hal :

A2 + A3 + A4 (luas las) < A1

Maka sambungan perlu plat penguat, sehingga :

A2 + A3 + A4 (luas las) + A4 (luas penguat) + A4 (luas las penguat) ≥ A1

2.6 Penentuan Pola Aliran Dalam Pipa

Penentuan pola aliran dalam pipa perlu dihitung karena untuk mengetahui

apakah fluida masi dalam wujud cair atau sudah berubah menjadi wujud yang

lain. Sistem perpipaan hidran mengalirkan air dengan kecepatan fluida yang

bervariasi menurut besar kecilnya diameter pipa yang dilewati, hal ini

mempengaruhi pola aliran dalam pipa. Penentuan pola aliran dalam pipa dapat

diketahui dengan Persamaan 2.12 (Bruce R. Munson, 2003) :

.........................................................................................(2.12)

Keterangan :

Re = bilangan Reynolds

= kerapatan fluida (kg/m3)

v = kecepatan rata-rata fluida (m/s)

din = diameter pipa (m)

= viskositas fluida (N.s/m2)

18

Angka Reynolds digunakan sebagai kriteria untuk menunjukkan apakah

aliran dalam tabung atau pipa itu laminar atau turbulen.

Gambar 2.7. kecepatan aliran dalan pipa

Untuk angka Reynold (Re) < 2000 = aliran laminar

Gambar 2.8.aliran laminar

Untuk angka Reynold (Re) > 4000 = aliran turbulen

Gambar 2.9.aliran turbulen

Pada daerah transisi terdapat suatu jangkau angka Reynolds, yang

bergantung dari kekasaran pipa dan kehaludsan aliran. Jangkau transisi yang

biasanya digunakan adalah

2000 ≤ Re ≤ 4000

19

2.7 Persamaan Energi

Hukum pertama termodinamika untuk suatu sistem dinyatakan bahwa

panas QH yang akan diberikan kepada sistem dikurangi dengan kerja W yang

dilakukan oleh sistem hanya bergantung pada keadaan awal serta keadaan akhir

sistem tersebut. Beda antara keadaan-keadaan sistem, yang tidak bergantung pada

lintasan keadaan awal ke keadaan akhir, harus merupakan suatu sifat sistem. Sifat

ini disebut energi dalam E, dapat dilihat pada Persamaan 2.13 (Peter Eka Rosadi,

2004) :

QH – W = E2 – E1.................................................................................(2.13)

jika tidak efek eksternal ke sistem, maka maka energi intern θ suatu fluida murni

adalah jumlah energi potensial, energi kinetik dan energi intrinsik dapat dilihat

pada Persamaan 2.14 (Peter Eka Rosadi, 2004):

.................................................................................(2.14)

persamaan energi dihasilkan dari penerapan prinsip kekekalan energi pada

aliran fluida sepanjang garis arus dengan menggunakan Hukum Newton II tentang

gerak. Persamaan energi disebut juga dengan persamaan Euler. Persamaan ini

diturunkan berdasarkan asumsi, sebagai berikut :

a. Fluida yang mengalir adalah fluida sempurna, jadi tidak mempunyai

kekentalan (kehilangan energi akibat gesekan, yaitu nol).

b. Fluida yang mengalir adalah bersifat homogeny dan tidak termampatkan

(densitas fluida (ρ) adalah sama).

c. Pengaliran fluida bersifat merata dalam satu penampang.

d. Kecepatan aliran bersifat merata dalam satu penampang.

20

e. Gaya yang bekerja hanya gaya berat dan gaya tekan.

Persamaan energi tersebut dapat dilihat pada Persamaan 2.15 (Peter Eka Rosadi,

2004) :

= konstanta .....................................................................(2.15)

Keterangan :

= energi tekanan

= energi kinetik

z = energi potensial

2.8 Persamaan Bernoulli

Konstanta merupakan tinggi energi total yaitu jumlah dari tinggi tempat

(Z), tinggi tekanan P/2g dan tinggi kecepatan (V2/2g) yang berbeda dari garis arus

yang satu ke garis arus lainnya, sehingga persamaan ini hanya berlaku untuk titik-

titik pada suatu garis lurus. Apabila terdapat dua titik pengematan, maka

persamaan energi dapat dilihat pada Persamaan 2.16 (Peter Eka Rosadi, 2004)

..............................................................(2.16)

Persamaan Energi disebut juga dengan Persamaan Bernoulli dalam

keadaan ideal, tanpa adanya kehilangan sepanjang aliran. Dalam penggunaan

Persamaan Bernoulli ini menggunakan asumsi sebagai berikut :

a. Apabila semua garis aliran berasal dari sebuah reserevoir, dimana kandungan

energinya sama di segala tempat, maka konstanta integrasinya tidak berubah

dari stu garis aliran ke garis aliran lainnya dan titik 1 dan titik 2 untuk

21

penerapan Persamaan Bernoulli dapat dipilih sembarang, yakni tidak prlu

pada garis aliran yang sama.

b. Dalam suatu aliran gas, seperti sistem ventilasi, dimana ada perubahan

tekanan hanya merupakan bagian kecil (beberapa persen) dari tekanan

mutlak, maka gas tersebut dapat dianggap tak mampu mampat dengan

menerapkan formula di atas dengan berat jenis rata-rata.

c. Untuk aliran tidak seragam (tidak langgeng) dengan perubahan kondisi-

kondisi yang terjadi secara berangsur-angsur, misalnya pengosongan suatu

reservoir, maka dapat menerapkan Persamaan Bernoulli tanpa kesalahan yang

berarti.

d. Persamaan Bernoulli bermanfaat dalam analisis mengenai fluida nyata

dengan mengabaikan gesekan viskos guna memperoleh hasil teoritik.

Mkemudian dimodifikasi dengan suatu koefisien berdasarkan eksperimen

untuk mengoreksi persamaan teoritik agar sesuai dengan kondisi nyatanya.

Persamaan Bernoulli digunakan untuk fluida ideal, untuk fluida nyata baik

antar partikel itu sendiri mapun antar partikel fluida dengan batas dinding saluran

atau adanya belokan dan perubahan diameter saluran sehingga menyebabkan

kehilangan tenaga yang harus diperhitungkan dalam aplikasi persamaan Bernoulli.

Kehilangan tenaga karena gesekan disebut dengan kehilangan tenaga

primer, sedangkan kehilangan tenaga karena adanya belokan atau perubahan

diameter penampang disebut dengan kehilangan sekunder. Untuk jaringan pipa

saluran fluida yang sangat panjang akan menyababkan kehilangan primer jauh

22

lebih besar dari kehilangan tenaga sekunder, sehingga kehilangan sekunder dapat

diabaikan. Kehilangan tenaga dinyatakan dalam hambatan atau head (tinggi

tekan) fluida. Karena adanya head losses (HL), head pump (Hp) dan head motor

(Hm) maka persamaan Bernoulli dapat dilihat pada Persamaan 2.17 (Anthony

Esposito, 1994) :

..............................(2.17)

Head pompa dapat dicari dengan Persamaan 2.18 (Anthony Esposito, 1994) :

.......................................................................................(2.18)

Keterangan :

P = Daya Pompa (HP)

Sg = Specific grafity fluida

Faktor gesekan (f) dapat diturunkan secara matematis untuk aliran laminar,

tetapi tidak ada hubungan matematis yang sederhana untuk variasi f dengan

bilangan Reynolds yang tersedia untuk aliran turbulen. Selanjutnya, Nikuradse

dan lain-lain telah menemukan bahwa kekasaran relatif pipa (perrbandingan

ukuran ketidaksempurnaan permukaan ε terhadap garis tengah sebelah dalam pipa

mempengaruhi jg harga f). nilai f dapat dicari dengan Persamaan 2.19 berikut

(Anthony Esposito, 1994) :

.................................................................................................(2.19)

23

Dari persamaan di atas, Head Losses (HL)dapat dicari dengan Persamaan

2.20 (Anthony Esposito, 1994) :

................................................................................(2.20)

Untuk HL pada valves dan sambungan dapat dicari dengan Persamaan 2.21

(Anthony Esposito, 1994) :

..............................................................................................(2.21)

Keterangan :

D = diameter dalam pipa (m)

L = panjang pipa (m)

Untuk harga k masing-masing valves dan sambungan dapat dilihat pada Tabel 2.2

(Anthony Esposito, 1994). Contoh macam-macam valve diperlihatkan pada

Gambar 2.10 sampai dengan 2.12.

Tabel 2.2 : Harga faktor k untuk valves dan sambungan

Valve or fitting k factor Globe Valve : Wide open

½ open 10,0012,50

Gate Valve : Wide open ¾ open ½ open ¼ open

0,190,904,5024,0

Return Bend 2,20Standard Tee 1,80Standard Elbow 0,9045o Elbow 0,4290o Elbow 0,75Ball Check Valve 4,00

24

Gambar 2.10 : gambar gate valve (conventional stuffing box)

Gambar 2.11 : gambar Gate Valve (insertion-type stuffing box)

Gambar 2.12 : gambar Globe Valve

2.9 Penentuan Jarak Tumpuan

Jarak tumpuan maksimum pada pipa horizontal tergantung pada :

1. Tegangan lengkung (Bending Stress)

2. Defleksi vertical

3. Frekuensi pribadi

25

Penentuan jarak antar tumpuan yang diijinkan, dipilih harga terkecil dari

Persamaan berikut :

1. Untuk kedua ujung ditumpu sederhana

Akibat tegangan

……………………………………………………..(2.22)

Akibat defleksi

……………………………………………………….(2.23)

2. Untuk kedua ujung ditumpu tetap

Akibat tegangan

………………………………………………………(2.24)

Akibat defleksi

……………………………………………………….(2.25)

Keterangan :

L = jarak tumpuan (ft)

Z = modulus of section of pipe (in3)

Sh = tegangan yang diijinkan (psi)

w = berat total pipa (pipa, fluida, isolator) (lb/ft)

∆ = defleksi yang diijinkan (in)

I = momen inersia luasan pipa (in4)

E = modulus elastisitas (psi)

26

BAB III

LANGKAH PERANCANGAN

Untuk memperoleh perancangan yang baik dan sistematis, maka dilakukan

langkah perancangan sebagai berikut :

1. Mencari data gambar denah bangunan untuk membuat jalur pipa

sistem perpipaan hidran.

2. Melihat denah bangunan yang akan dirancang secara langsung,

sehingga dapat mengetahui keadaan geografis tanah yang akan

digunakan.

3. Menentukan konfigurasi sistem perpipaan. Pada tahap ini menentukan

macam, jumlah komponen perpipaan yang ada dan dimensinya.

4. Menentukan kondisi perancangan, beban saat perancangan.

5. Menentukan kriteria perancangan, pemilihan material yang digunakan

dan tegangan yang diijinkan.

6. Merancang komponen sistem perpipaan hidran.

7. Kesimpulan perancangan ulang sistem perpipaan hidran dan penutup.

3.1 Spesifikasi Alat

Spesifikasi konstruksi dan alat yang digunakan untuk rancang ulang sistem

hidran Gedung Laboratorium Unit IV Kampus III Universitas Sanata Dharma

diantaranya :

27

Perpipaan

- Bahan pipa menggunakan Galvanized Steel dengan spesifikasi

sebagai berikut :

Tabel 3.1. Karakteristik pipa Galvanized Steel

Description Value Units Modulus elastisitas 29007546,95 psi densitas 0,28 lb/in3

Tensile strength 51764,07 psi Yield strength 29579,47 psi

- Pipa besar dengan diameter nominal 6 in, schedule 40, dan tebal (t)

= 0,280 in sebagai percabangan.

- Pipa sedang dengan diameter nominal 4 in, schedule 40, dan tebal

(t) = 0,237 in.

- Pipa kecil1 dengan diameter nominal 2,5 in schedule 40, dan tebal

(t) = 0,203 in untuk pendistribusian dari pompa utama menuju ke

percabangan dan untuk pendistribusian menuju nosel.

- Pipa kecil2 dengan diameter nominal 1,5 in schedule 40, dan tebal

(t) = 0,145 in suntuk pendistribusian dari pompa jokey menuju ke

percabangan .

- Tee dari diameter 4 in ke diameter 2,5 in.

- Ellbow berdiameter 4 in dengan jari –jari kelengkungan 6 in.

- Ellbow berdiameter 2,5 in dengan jari –jari kelengkungan 33/4 in.

- Elbow berdiameter 1,5 in.

- Reducer 2,5 in ke 1,5 in menuju ke selang nosel.

28

- Sambungan las dengan jai-jari kampuh diatas 5 mm. sambungan

dinyatakan kuat karena memiliki kekuatan tarik yang lebih besar

dari bahan pipa Galvanized Steel, dengan melihat tabel 3.1 (Joseph

E. Shigley, 1984).

Tabel 3.2. Sifat minimum logam las

Nomor elektroda AWS*

Kekuatan tarik

(kpsi)

kekuatan mengalah

(kpsi)

Persentase pemanjangan

E60xx 62 50 17-25 E70xx 70 57 22 E80xx 80 67 19 E90xx 90 77 14-17 E100xx 100 87 13-16 E120xx 120 107 14

* Sistem penomoran kode spesifikasi Amerika Welding Society

(AWS) untuk elektroda. Sistem ini menggunakan awalan E pada

sistem penomoran empat sampai lima digit di mana dua atau tiga

digit pertama menyatakan kekuatan tarik yang mendekati, digit

terakhir menyatakan variabel dalam teknik pengelasan, seperti

arus listrik yang dipakai. Yang di sebelah digit terakhir

menyatakan posisi pengelasan, seperti misalnya, datar, vertikal,

atau di atas (mengelas dari bawah). Spesifikasi lengkap bisa

didapat dari AWS atau permintaan.

Pompa dan Hydrophore

- Pompa Jockey

Q = 50 L/menit = 50.10-3 m3/menit = 3 m3/jam

29

H = 90 m

P = 4 HP

- Fire Pump Electrict Q = 50 m3/jam

H = 75 m

P = 30 HP

- Hydrophore

Tekanan kerja ijin = 10 ATM

Hydrotest pressure =15 ATM

Kapasitas air = 1000 liter

Tekanan kerja maksimum = 7,2 kg/cm2

Tekanan kerja minimum = 4,5 kg/cm2

30

BAB IV

PERHITUNGAN PERANCANGAN

4.1 Ketebalan Pipa

Bahan pipa diketahui menggunakan bahan Galvanized Steel dengan

tegangan tarik yang diijinkan (SE) sebesar 51764,067 psi. Tekanan dalam pipa

dapat diketahui dengan melihat unjuk kerja pompa utama hidran saat beroperasi

yaitu sebesar 102 Psi. suhu fluida kerja saat beroperasi sebesar 30oC. Harga

koefisien Y dapat diketahui dengan membandingkan suhu fluida kerja (T = 86oF)

dengan melihat Tabel 2.1 didapat sebesar 0,4.

Sehingga tebal pipa (t) dapat dicari dengan Persamaan 2.2 kemudian

ditinjau kembali dengan melihat ketebalan pipa komersial dari tabel lampiran 2.

Diameter pipa komersial (d) dapat dicari dengan melihat diameter luar pipa (Do)

pada tabel pipa pada lampiran 2. Hasil perhitungan tebal pipa rata-rata dapat

disajikan dalam Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil perhitungan ketebalan pipa yang dibutuhkan

Diameter nominal pipa

(Do)

Diameter luar pipa

(d)

Tebal nominal hasil hitungan persamaan 2.2

(t)

Tebal nominal pipa

(t) schedule

6,0 in 6,625 in 0,0065 in 0,109 in 5S 4,0 in 4,500 in 0,0044 in 0,083 in 5S 2,5 in 2,375 in 0,0028 in 0,083 in 5S 1,5 in 1,900 in 0,0019 in 0,065 in 5S

Hasil dari perhitungan, pipa yang digunakan untuk mengatasi tekanan

sebesar 102,4 psi cukup menggunakan pipa dengan schedule 5S. Namun

demikian, pipa yang terpasang menggunakan pipa dengaan schedule 40

31

(standard), sehingga untuk pipa dengan schedule 40 (standard) memiliki

kemampuan menahan tekanan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2. Kemampuan pipa menahan tekanan


d

Diameter luar pipa

Do

Tebal nominal pipa t

(in) schedule

Tekanan

P

(psi) 6,0 in 6,625 in 0,280

Standard 4378,99 4,0 in 4,500 in 0,237

Standard 5456,79 2,5 in 2,375 in 0,203

Standard 7315,77 1,5 in 1,900 in 0,145

Standard 7634,43

Angka keamanan pipa dapat diproleh dengan membandingkan tekanan

yang mampu diatasi oleh pipa dengan tekanan kerja maksimum. Hasil

perhitungan angka keamanan pada masing-masing pipa ditampilkan pada Tabel

4.3.

Tabel 4.3. Angka keamanan pipa


d

Diameter luar pipa

Do

Tekanan

P

(psi)

Tekanan Kerja P

(psi) Angka

Keamanan

6,0 in 6,625 in 4378,99 102,4 42,76 4,0 in 4,500 in 5456,79 102,4 53,30 2,5 in 2,375 in 7315,77 102,4 71,44 1,5 in 1,900 in 7634,43 102,4 77,22

4.2 Penentuan Pola Aliran Dalam Pipa

32

Sistem perpipaan hidran mengalirkan air dengan kecepatan fluida yang

bervariasi menurut besar kecilnya diameter pipa yang dilewati, hal ini

mempengaruhi pola aliran dalam pipa. Diameter pipa yang dilewati fluida dari

sistem pompa hidaran hingga mencapai ujung keran distribusi diantaranya :

Diameter pipa besar = 6 in

Diameter pipa sedang = 4 in

Diameter pipa kecil1 = 2,5 in

Diameter pipa kecil2 = 1,5 in

Debit aliran pompa utama hidran, yaitu sebesar 50 m3/jam = 0,01389 m3/s

dengan berat jenis fluida (air) dilihat dari suhu fluida kerja 30oC dari Tabel

Lampiran 1 didapat 994,9 kg/m3 dan viskositas dinamik sebesar 7,65 kg/m.s.

Kecepatan aliran fluida yang melalui masing-masing pipa dapat diketahui

dengan persamaan v = Q/A (Peter Eka Rosadi, 2004).

Sehingga dapat disajikan dengan Tabel 4.4.

Tabel 4.4. Hasil perhitungan angka Reynolds

Diameter dalam pipa (din = Do – 2.t)

Kecepatan fluida(V)

Bilangan Reynolds (Re) keterangan

6,065 in 0,74 m/s 14,92 Laminar 4,026 in 1,69 m/s 22,48 Laminar 2,469 in 4,49 m/s 36,66 Laminar 1,620 in 10,44 m/s 55,87 Laminar

Dari hasil hitungan diketahui bahwa fluida masih dalam keadaan cair.

4.3 Rugi-rugi Dalam Pipa

Perancangan ulang Sistem Hidran Gedung Laboratorium Unit IV Kampus

III Universitas Sanata Dharma dari rumah pompa menuju ke masing-masing box

33

nosel, pendistribusiannya melewati beberapa jenis dimensi pipa, sambungan, dan

valve seperti yang ditunjukkan pada Gambar lampiran 1, komponen yang

digunakan diantaranya :

a. Pipa 6 in untuk pembuatan percabangan sepanjang 2,5 meter untuk

pendistribusian hanya melewati 0,5 meter.

b. Pipa 4 in untuk pendistribusian dari rumah pompa hingga masing-masing

lantai :

1. lantai 1 sepanjang 69,47 meter




c. Pipa 2,5 in sepanjang 4,54 meter. 0,54 meter untuk keluaran nosel, 4 meter

untuk pendistribusian dari Hidrophore.

d. Elbow sebanyak 8 buah diantaranya :

- Elbow 1,5 in sebanyak 4 buah

- Elbow 4 in sebanyak 4 buah

e. Tee dari rumah pompa hingga masing-masing lantai sebanyak :

1. Untuk lantai 1, tee dengan ukuran 4 in sebanyak 1 buah, tee dari 4 in

menuju ke 2,5 in sebanyak 2 buah, tee percabangan sebanyak 3 buah.





34



f. Open Gate Valve dari pompa hingga ujung masing-masing keluaran ke nosel

dengan ukuran 2,5 in sebanyak 2 buah, dengan ukuran 4 in sebanyak 4 buah.

Sehingga Head Losses (HL) pada setiap lantai dapat dihitung dengan

persamaan 2.20 untuk rugi-rugi dalam pipa dan Persamaan 2.21 untuk rugi-rugi

karena sambungan dan valve. Hasil hitungannya dapat disajikan dalam Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Hasil perhitungan Head Losses total

Lantai Jumlah HL pipa Jumlah HL sambungan dan valve HL total Lantai 1 412,22 m 13,59 m 425,82 m Lantai 2 429,46 m 17,71 m 447,18 m Lantai 3 446,70 m 21,83 m 468,53 m Lantai 4 463,93 m 25,95 m 489,88 m

Head ketinggian pipa (Z1 –Z2) untuk :

1. Lantai 1 = 0,5 – 0,53 m = - 0,03 m

2. Lantai 2 = 0,5 – 4,78 m = - 4,28 m

3. Lantai 3 = 2,3 – 9,03 m = - 8,53 m

4. Lantai 4 = 2,3 – 13,28 m = - 12,78 m

Sehingga kecepatan air saat keluar (V2) dapat diketahui pada masing-masing

lantai dengan Persamaan Bernoulli 2.17

Head motor dapat diabaikan sehingga Hm = 0, tekanan pada titik 2 sama dengan

tekanan atmosfer sehingga P2 = 0, v1 berada di titik sebelum pompa sehingga v1 =

35

0 (air di dalam tangki tenang), pompa tidak berpengaruh terhadap system

sehingga Hp = 0.

Dari rumus di atas, harga kecepatan kaluar pada masing-masing lantai (V2) dapat

disajikan dalam bentuk Tabel 4.6.

Tabel 4.6. Hasil perhitungan kecepatan kaluar pada masing-masing lantai

Lantai

(m)

HL

(m)

V2

(m/s) Lantai 1 -0,03 709,94 425,82 74,66 Lantai 2 -4,28 709,94 447,18 71,21 Lantai 3 -8,53 709,94 468,53 67,59 Lantai 4 -12,78 709,94 489,88 63,77

Dari hasil di atas dapat diketahui bahwa kecepatan air pada lantai 1 yang

paling besar.

4.4 Kecepatan Air Yang Dibutuhkan (Vo)

Ketinggian gedung Laboratorium unit IV Kampus III Universitas Sanata

Dharma dari permukaan tanah hingga mencapai puncak adalah 20,35 meter, untuk

mencapai ketinggian maksimum digunakan sudut penembakan nosel sebesar 60o

dari permukaan tanah. Nosel yang digunakan adalah nosel standard yang telah

dipasang dengan diamerter keluaran 16 mm.

Kecepatan air yang dibutuhkan untuk mencapai ketinggian tersebut dapat

digunakan dengan persamaan gerak peluru (Marthen Kanginan, 2002).

36

Untuk mencapai jarak maksimum:

..............................................................................................(4.1)

untuk mencapai ketinggian maksimum :

..............................................................................(4.2)

Keterangan :

Vo = kecepatan awal (m/s)

t = waktu yang diperlukan (detik)

Sx = jarak tempuh pada sumbu x (m)

Sy = jarak tempuh pada sumbu y (m)

α = sudut penembakan (o)

g = gaya grafitasi bumi (9,81 m/s2)

Pencarian waktu yang dibutuhkan untuk menempuh ketinggian maksimum

(23 meter, melebihi ketinggian gedung) dengan mengamsumsikan gerak jatuh

bebas.

(gerak jatuh bebas, Vo = 0)

sehingga waktu yang dibutuhkan untuk mencapai ketinggian 20,35 meter adalah

sebesar 2,04 detik. Setelah waktu yang dibutuhkan diketahui, maka kecepatan

awal yang dibutuhkan dapat dicari dengan persamaan 4.2 didapat sebesar Vo =

23,03 m/s (minimal). Jadi kecepatan air (Vo) yang dibutuhkan untuk mencapai

ketinggian maksimum (20,35 meter), minimal sebesar 20,03 m/s.

37

4.5 Jumlah Keran Yang Dapat Dibuka Saat Terjadi Kebakaran

Untuk mengatasi terjadinya kebakaran secara maksimal, maka haruslah

diketahui terlebih dahulu berapa nosel yang dapat digunakan. Hal ini untuk

mengatasi jika suatu saat hidran digunakan tidak mengalami kekurangan tekanan.

Sehingga perlu adanya perhitungan jumlah maksimum keran yang dapat

beroperasi saat terjadi kebakaran.

Penampang nosel berupa lingkaran, sehingga luas penampang nosel dapat

dihitung menggunakan persamaan luas lingkaran

A = π.r2

A = 3,14.(0,008)2

A = 2,01.10-4 m2

Debit aliran air pada setiap nosel dapat dicari dengan persamaan berikut :

Q = V.A

Q = 23,03.2,01.10-4

Q = 4,63.10-3 m3/detik

= 16,66 m3/jam

Sehingga ditinjau dari spesifikasi pompa utama (Q = 50 m3/jam) dapat diketahui

jumlah keran yang boleh dibuka.

= jumlah keran yang boleh dibuka

= 3,001

Jadi jumlah maksimum keran yang dapat dibuka saat beroperasi adalah sebanyak

3 buah keran.

38

4.6 Percabangan

Percabangan pipa dengan menggunakan pipa sebagai cabangnya, perlu

diketahui kebutuhan penguat untuk mengatasi adanya tekanan internal. Pada

sistem hidran yang dianalisis terdapat tiga percabangan yang berbeda seperti yang

ditunjukkan dalam Gambar 4.1.

Gambar 4.1. Pipa percabangan 6 in

Percabangan tersebut menggunakan pipa utama ukuran 6 in yang terbagi

menjadi :

1. Percabangan 1 (keluaran hidran), percabangan ke sistem hidran

menggunakan pipa 4 in

2. Percabangan 2 (dari pompa utama hidran dan atau dari Hydrophore),

percabangan dari pompa utama dan atau dari Hydrophore

menggunakan pipa 2,5 in

3. Percabangan 3 (dari pompa Jokey), percabangan dari pompa Jokey

menggunakan pipa 1,5 in

Percabangan 1

Percabangan 2

Percabangan 2

Percabangan 3

39

Untuk menghitung perlu atau tidaknya penguat pada percabangan pipa

dapat dihitung dengan langkah-langkah perhitungan yang telah ditetapkan.

1. Percabangan 1

- Header (pipa utama)

Sesuai dengan tabel pipa pada lampiran 2, ukuran pipa 6 in schedule

40 mempunyai harga diameter luar pipa (Dh) = 6,625 in dan tebal rata-

rata ( h) = 0,28 in.

- Branch (pipa cabang)


40 mempunyai harga diameter luar pipa (Db) = 4,5 in dan tebal rata-

rata ( b) = 0,207 in.

Sesuai Persamaan 2.2 dapat ditentukan tebal pipa utama (th) = 0,017 in dan

tebal pipa cabang (tb) = 0,011 in untuk mengatasi tekanan yang bekerja. Sehingga

dapat ditentukan langkah-langkah perhitungan sebagai berikut :

a. Persamaan 2.7 menentukan tebal sisa, diperoleh tebal sisa pipa

utama (ths) = 0,263 in dan tebal sisa pipa cabang (tbs) = 0,196 in.

b. Persamaan 2.5 menentukan panjang efektif pipa utama yang terbuang

(d1), diperoleh sebesar 4,108 in.

c. Persamaan 2.6 menentukan setengah dari daerah penguat (d2) diambil

yang lebih besar, diperoleh 4,108 inch.

d. Persamaan 2.8a dan Persamaan 2.8b menentukan tinggi daerah penguat

(L4) diambil yang paling pendek, diperoleh 0,7 in.

40

e. Persamaan 2.9 menentukan luas pipa utama yang terbuang (A1),

diperoleh serbesar 0,069 in2.

f. Persamaan 2.10 menentukan luas lebih pipa utama (A2), diperoleh

sebesar 1,08 in2.

g. Persamaan 2.11menentukan luas lebih pipa cabang (A3), diperoleh

sebesar 0,27 in2.

A1 – A2 – A3 = - 1,281 in2, karena luas pipa utama yang terbuang (A1) lebih kecil

dari jumlah luas lebih pipa utama (A2) dan luas lebih pipa cabang (A3) sehingga

tidak diperlukan penguat.

2. Percabangan 2




rata ( h) = 0,28 in.


Sesuai dengan tabel pipa pada lampiran 2, ukuran pipa 2,5 in schedule

40 mempunyai harga diameter luar pipa (Db) = 2,875 in dan tebal rata-

rata ( b) = 0,203 in.




41

a. Persamaan 2.7 menentukan tebal sisa, diperoleh tebal sisa pipa utama

(ths) = 0,263 in dan tebal sisa pipa cabang (tbs) = 0,196 in.

b. Persamaan 2.5 menentukan panjang efektif pipa utama (head) yang

terbuang (d1), diperoleh sebesar 2,483 in.


yang lebih besar, diperoleh sebesar 2,483 inch.


(L4) diambil yang paling pendek, diperoleh 0,7 inch.


diperoleh sebesar 0,042 in2

f. Persamaan 2.10 menentukan luas lebih pipa utama (A2), diperoleh

sebesar 0,65 in2

g. Persamaan 2.11 menentukan luas lebih pipa cabang (A3), diperoleh

sebesar 0,27 in2




3. Percabangan 3




rata ( h) = 0,28 in.

42


Sesuai dengan tabel pipa pada lampiran 2, ukuran pipa 1,5 in schedule


rata ( h) = 0,145 in.




a. Persamaan 2.7 menentukan tebal sisa, diperoleh tebal sisa pipa utama

(ths) = 0,263 in dan tebal sisa pipa cabang (tbs) = 0,14 in.

b. Persamaan 2.5 menentukan panjang efektif pipa utama (head) yang

terbuang (d1), diperoleh sebesar 1,62 in.


yang lebih besar, diperoleh sebesar 1,62 inch.


(L4) diambil yang paling pendek, diperoleh 0,64 inch.


diperoleh sebesar 0,028 in2

f. Persamaan 2.10 menentukann luas lebih pipa utama (A2), diperoleh

sebesar 0,43in2

g. Persamaan 2.11 menentukan luas lebih pipa cabang (A3), diperoleh

sebesar 0,18 in2

43




4.7 Tumpuan

Perancangan ulang sistem perpipaan hidran Gedung Laboratorium Unit IV

Kampus III Universitas Sanata Dharma menggunakan tumpuan berupa

penanaman pipa dalam tanah untuk pipa dalam keadaan horisontal. Pipa ditimbun

dengan kedalaman 1 meter di bawah permukaan tanah, seluruh permukaan pipa

ditumpu sepenuhnya oleh tanah untuk mengatasi pergeseran, sehingga tidak

diperlukan adanya tumpuan tambahan.

Untuk sistem perpipaan dalam kondisi vertikal, pipa tidak mengalami

beban pada permukaan pipa. Sehingga bangunan cor pada setiap lantai dapat

digunakan sebagai tumpuan untuk mempertahankan posisi pipa dalam keadaan

tegak lurus.

Untuk perhitungan jarak tumpuan pada pipa percabangan Galvanized Steel

6 in schedule 40 dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 2.24 (akibat

tegangan) dan Persamaan 2.25 (akibat defleksi) dengan melihat karakteristik pipa

Galvanized Steel pada Tabel 3.1, dari kedua persamaan tersebut diambil jarak

tumpuan yang paling pendek. Untuk perhitungan jarak tumpuan akibat tegangan

diperoleh sejauh 56,5 ft (17,22 meter) dan untuk perhitungan jarak tumpuan

akibat defleksi diperoleh sejauh 37,21 ft (11,34 meter), sehingga jarak tumpuan

yang digunakan sejauh 11,34 meter. Karena panjang pipa percabangan yang

44

digunakan hanya sepanjang 2,5 meter, maka cukup ditumpu pada kedua ujungnya.

Sebagai penggantinya, pipa yang terhubung dengan pipa percabangan dapat

digunakan sebagai tumpuan.

45

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Dari perancangan ulang yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan

sebagai berikut :

1. Sistem perpipaan hidran yang digunakan di Gedung Laboratorium Unit IV

Kampus III Universitas Sanata Dharma menggunakan pipa schedule 40,

dengan tekanan maksimum saat beroperasi sebesar 102,4 psi.

Kemampuan masing-masing pipa dalam mengatasi tekanan adalah sebagai

berikut :

• Untuk pipa 6 in mampu mengatasi tekanan sebesar 4378,99 psi

• Untuk pipa 4 in mampu mengatasi tekanan sebesar 5456,79 psi

• Untuk pipa 2,5 in mampu mengatasi tekanan sebesar 7315,77 psi

• Untuk pipa 1,5 in mampu mengatasi tekanan sebesar 7634,43 psi

2. Sistem pompa hidran yang digunakan di Gedung Laboratorium Unit IV

Kampus III Universitas Sanata Dharma mampu mengatasi pemberian

suplay air pada saat beroperasi sebesar 50 m3/jam dengan jumlah

maksimum nosel yang dapat dipakai pada saat beroperasi sejumlah tiga

nosel dan kebutuhan masing-masing nosel minimal sebesar 16,66 m3/jam

untuk mencapai ketinggian Gedung maksimum yaitu 20,35 meter.

46

5.2 SARAN

Dari perancangan ulang yang telah dilakukan, penulis dapat memberikan

saran guna mengoptimalkan sistem hidran pada saat digunakan. Jumlah maksimum

nosel yang dapat dipakai pada saat beroperasi sejumlah tiga nosel ditinjau dari

karakteristik pompa yang digunakan sebesar 50 m3/jam dan melihat bahwa selang

pemadam kebakaran yang digunakan hanya sekali pakai.

47

DAFTAR PUSTAKA

Esposito, A., 1993, Fluid Power With Aplication, Third Edition, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey

Holman, J.P, 1994, Perpindahan Kalor, Edisi Enam, Erlangga, Jakarta

Kanginan, M., 2002, Fisika Untuk SMA Kelas XI, Semester 1, Erlangga, Jakarta

Kannapan, S.P.E., 1996, Introduction To Pipe Stress Analysis, John Wiley & Sons, New York

Munson, B.R., Young, D.F., Okiishi, 2003, Mekanika Fluida, Jilid 1, Erlangga, Jakarta

Raswari, 1986, Teknologi dan Perencanaan Sistem Perpipaan, Universitas Indonesia,

Jakarta

Rosadi, P.E., 2004, Mekanika Fluida, Hasta Cipta Mandiri

Shigley, J., Mitchell, L., 1984, Perancangan Teknik Mesin, Jilid 1, Erlangga, Jakarta

48

LAMPIRAN

49

Tabel 1. Sifat-sifat Air (Zat cair Jenuh)

Catatan GrxPr =

oF oC cp,

(kJ/kg .oC) ρ,

(kg/m3) µ,

(kg/m . s) K,

(w/m . oC) Pr

,

(1/m3. oC) 32 0 4.225 999.8 1.79 x 10-3 0.556 13.25 - 40 4.44 4.208 999.8 1.55 0.575 11.35 1.91 x 109

50 10 4.195 999.2 1.31 0.585 9.40 6.34 x 109

60 15.56 4.186 998.6 1.12 0.595 7.88 1.08 x 1010

70 21.11 4.179 997.4 9.8 x 10-4 0.604 6.78 1.46 x 1010

80 26.67 4.179 995.8 8.6 0.614 5.85 1.91 x 1010

90 32.22 4.174 994.9 7.65 0.623 5.12 2.48 x 1010

100 37.78 4.174 993.0 6.82 0.630 4.53 3.3 x 1010

110 43.33 4.174 990.6 6.16 0.637 4.04 4.19 x 1010

120 48.89 4.174 988.8 5.62 0.644 3.64 4.89 x 1010

130 54.44 4.179 985.7 5.13 0.649 3.30 5.66 x 1010

140 60 4.179 983.3 4.71 0.654 3.01 6.48 x 1010

150 65.55 4.183 980.3 4.3 0.659 2.73 7.62 x 1010

160 71.11 4.186 977.3 4.01 0.665 2.53 8.84 x 1010

170 76.67 4.191 973.7 3.72 0.668 2.33 9.85 x 1010

180 82.22 4.195 970.2 3.47 0.673 2.16 1.09 x 1010

190 87.78 4.199 966.7 3.27 0.675 2.03 - 200 93.33 4.204 963.2 3.06 0.678 1.90 - 220 104.4 4.216 955.1 2.67 0.684 1.66 - 240 115.6 4.229 946.7 2.44 0.685 1.51 - 260 126.7 4.250 937.2 2.19 0.685 1.36 - 280 137.8 4.271 928.1 1.98 0.685 1.24 - 300 148.9 4.296 918.0 1.86 0.684 1.17 - 350 176.7 4.371 890.4 1.57 0.677 1.02 - 400 204.4 4.467 859.4 1.36 0.665 1.00 - 450 232.2 4.585 825.7 1.20 0.646 0.85 - 500 260 4.731 785.2 1.07 0.616 0.83 - 550 287.7 5.024 735.5 9.51 x 10-5 - - - 600 315.6 5.703 678.7 8.68 - - -

(J.P. Holman, 1994)

50

Tabel 2. Karakteristik dan Berat Dari Pipa

Nominal Size Outside

Diameter

(in) D

Weight Designation and/or schedule number

Average wall

thickness

(in) t

Minimum wall

thickness

(in) tm

Inside Diameter

(in) d

Cross sectional

metal area (in2)

A

Number of Inertia

(in4) I

Section Modulus

(in) Z

Bend Characteristic

per Unit Bend Radius

(1/ft) h/R

Redius of Gyration

(in) rg

Weight of Pipes

(lb/ft) wp

Water

(lb/ft) ww

1/8 in 0.405

10S 0.049 0.043 0.307 0.055 0.0009 0.0043 18.6 0.127 0.186 0.032 Std. 40 40S 0.068 0.030 0.269 0.072 0.0011 0.0052 28.7 0.112 0.245 0.025 XS 80 80S 0.095 0.084 0.215 0.092 0.0012 0.0060 47.5 0.115 0.315 0.016

1/4 in 0.540

10S 0.065 0.057 0.410 0.097 0.0028 0.0103 13.8 0.169 0.330 0.057 Std. 40 40S 0.088 0.077 0.364 0.125 0.0033 0.0123 20.7 0.163 0.425 0.045 XS 80 80S 0.119 0.104 0.302 0.157 0.0038 0.0140 32.2 0.115 0.535 0.031

3/8 in 0.675

10S 0.065 0.057 0.545 0.124 0.0059 0.0174 8.38 0.217 0.423 0.101 Std. 40 40S 0.091 0.080 0.493 0.167 0.0073 0.0216 12.81 0.209 0.568 0.083 XS 80 80S 0.126 0.110 0.423 0.217 0.0086 0.0225 20.1 0.119 0.793 0.061

1/2 in 0.840

10S 0.083 0.073 0.674 0.197 0.0143 0.0341 6.95 0.269 0.671 0.154 Std. 40 40S 0.109 0.095 0.622 0.250 0.0171 0.0407 9.79 0.261 0.851 0.132 XS 80 80S 0.147 0.129 0.546 0.320 0.0201 0.0478 14.7 0.250 1.09 0.101

160 0.187 0.164 0.466 0.384 0.0221 0.0527 21.1 0.240 1.30 0.074 XXS 0.294 0.258 0.252 0.504 0.0243 0.0577 47.3 0.219 1.72 0.022

3/4 in 1.050

5S 0.065 0.057 0.920 0.201 0.0245 0.0467 3.22 0.349 0.684 0.288 10S 0.083 0.073 0.884 0.252 0.0297 0.0566 4.26 0.343 0.857 0.266

Std. 40 40S 0.113 0.099 0.824 0.333 0.0370 0.0706 6.18 0.334 1.13 0.231 XS 80 80S 0.154 0.135 0.742 0.434 0.0448 0.0853 9.21 0.321 1.47 0.187

160 0.218 0.191 0.614 0.570 0.0527 0.100 15.1 0.304 1.94 0.128 XXS 0.308 0.270 0.431 0.718 0.0579 0.110 26.9 0.284 2.44 0.064

1 in 1.315

5S 0.065 0.057 1.185 0.225 0.0500 0.076 2.00 0.443 0.868 0.478 10S 0.109 0.095 1.097 0.413 0.0757 0.115 3.60 0.428 1.40 0.409

Std. 40 40S 0.133 0.116 1.049 0.494 0.0874 0.133 4.57 0.420 1.68 0.374 XS 80 80S 0.179 0.157 0.957 0.693 0.106 0.161 6.66 0.407 2.17 0.311

160 0.250 0.219 0.815 0.836 0.125 0.190 10.58 0.387 2.84 0.226 XXS 0.358 0.313 0.599 1.08 0.141 0.214 18.76 0.361 3.66 0.122

11/4 in 1.660

5S 0.065 0.057 1.530 0.33 0.104 0.125 1.23 0.56 1.11 0.80 10S 0.109 0.095 1.442 0.53 0.161 0.193 2.17 0.55 1.81 0.71

Std. 40 40S 0.140 0.123 1.380 0.67 0.195 0.235 2.91 0.54 2.27 0.65 XS 80 80S 0.191 0.167 1.278 0.88 0.242 0.291 4.25 0.52 3.00 0.56

51

Tabel 2 (Lanjutan halaman 49). Karakteristik dan Berat Dari Pipa

11/4 in 1.660

160 0.250 0.219 1.160 1.11 0.284 0.342 6.04 0.51 3.76 0.46 XXS 0.382 0.334 0.896 1.53 0.341 0.411 11.2 0.47 5.22 0.27

11/2 in 1.900

5S 0.065 0.057 1.770 0.38 0.158 0.166 0.927 0.65 1.27 1.07 10S 0.109 0.095 1.682 0.61 0.247 0.260 1.63 0.63 2.09 0.96

Std. 40 40S 0.145 0.127 1.610 0.80 0.310 0.326 2.26 0.62 2.72 0.88 XS 80 80S 0.200 0.175 1.500 1.07 0.391 0.412 3.32 0.61 3.63 0.77

160 0.281 0.246 1.338 1.43 0.483 0.508 5.15 0.58 4.87 0.61 XXS 0.400 0.350 1.100 1.89 0.568 0.598 8.53 0.55 6.41 0.41

2 in 2.375

5S 0.065 0.057 2.245 0.47 0.315 0.265 0.585 0.82 1.60 1.72 10S 0.109 0.095 2.157 0.78 0.499 0.420 1.02 0.80 2.64 1.58

Std. 40 40S 0.154 0.135 2.067 1.07 0.666 0.561 1.50 0.79 3.65 1.45 XS 80 80S 0.218 0.191 1.939 1.48 0.868 0.731 2.25 0.77 5.02 1.28

160 0.343 0.300 1.689 2.19 1.16 0.979 3.99 0.73 7.45 0.97 XXS 0.436 0.382 1.503 2.66 1.31 1.10 5.57 0.70 9.03 0.77

21/2 in 2.875

5S 0.083 0.073 2.709 0.73 0.710 0.494 0.511 0.99 2.48 2.50 10S 0.120 0.105 2.635 1.04 0.998 0.687 0.759 0.98 3.53 2.36

Std. 40 40S 0.203 0.178 2.469 1.70 1.53 1.03 1.37 0.95 5.79 2.08 XS 80 80S 0.276 0.242 2.323 2.25 1.93 1.34 1.96 0.92 7.66 1.84

160 0.375 0.328 2.125 2.95 2.35 1.64 2.88 0.89 10.0 1.54 XXS 0.552 0.483 1.771 4.03 2.87 2.00 4.91 0.84 13.7 1.07

3 in 3.500

5S 0.083 0.073 3.334 0.89 1.30 0.744 0.341 1.21 3.03 3.78 10S 0.120 0.105 3.260 1.27 1.82 1.04 0.504 1.20 4.33 3.61

Std. 40 40S 0.216 0.189 3.068 2.23 3.02 1.72 0.961 1.16 7.58 3.20 XS 80 80S 0.300 0.263 2.900 3.02 3.90 2.23 1.41 1.14 10.3 2.86

160 0.438 0.382 2.624 4.21 5.04 2.88 2.24 1.09 14.3 2.34 XXS 0.600 0.525 2.300 5.47 5.99 3.43 3.42 1.05 18.6 1.80

31/2 in 4.000

5S 0.83 0.073 3.834 1.02 1.96 0.980 0.260 1.39 3.47 5.00 10S 0.130 0.195 3.760 1.46 2.76 1.38 0.383 1.37 4.97 4.81

Std. 40 40S 0.226 0.198 3.548 2.68 4.79 2.39 0.762 1.34 9.11 4.28 XS 980 80S 0.318 0.278 3.364 3.68 6.28 3.14 1.13 1.31 12.5 3.85

XXS 0.636 0.557 2.728 6.72 9.85 4.93 2.70 1.21 22.9 2.53 4 in

4.500 5S 0.083 0.073 4.334 1.15 2.81 1.25 0.204 1.56 3.92 6.40 10S 0.120 0.105 4.260 1.65 3.96 1.76 0.300 1.55 5.61 6.17

52


4 in 4.500

Std. 40 40S 0.237 0.207 4.026 3.17 7.23 3.21 0.626 1.51 10.8 5.51 XS 80 80S 0.337 0.295 3.826 4.41 9.61 4.27 0.933 1.48 15.0 4.98

120 0.438 0.382 3.624 5.59 11.7 5.18 1.27 1.45 19.0 4.47 160 0.531 0.465 3.438 6.62 13.3 5.90 1.62 1.42 22.5 4.02

XXS 0.674 0.590 3.152 8.10 15.3 6.79 2.21 1.37 27.5 3.38

5 in 5.563

5S 0.109 0.095 5.345 1.87 6.95 2.50 0.176 1.93 6.35 9.73 10S 0.134 0.117 5.295 2.29 8.43 3.03 0.218 1.92 7.77 9.53

Std. 40 40S 0.258 0.226 5.047 4.30 15.2 5.45 0.440 1.88 14.6 8.66 XS 80 80S 0.375 0.328 4.813 6.11 20.7 7.43 0.669 1.84 20.8 7.88

120 0.500 0.438 4.563 7.95 25.7 9.25 0.936 1.80 27.0 7.09 160 0.625 0.547 4.343 9.70 30.0 10.8 1.23 1.76 33.0 6.33

XXS 0.750 0.655 4.063 11.3 33.6 12.1 1.55 1.72 38.6 5.62

6 in 6.625

5S 0.109 0.095 0.407 2.33 11.9 3.58 0.123 2.30 5.37 14.0 10S 0.134 0.117 6.357 2.73 14.4 4.35 0.153 2.30 9.29 13.7

Std. 40 40S 0.280 0.245 6.065 5.58 28.1 8.50 0.334 2.25 19.0 12.5 XS 80 80S 0.432 0.378 5.761 8.40 40.5 12.2 0.541 2.20 18.6 11.3

120 0.562 0.492 5.501 10.7 49.6 15.0 0.735 2.15 36.4 10.3 160 0.718 0.628 5.189 13.3 59.0 17.8 9.988 2.10 45.3 9.16

XXS 0.854 0.756 4.897 15.6 66.3 20.0 1.25 2.06 53.2 8.14

8 in 8.625

5S 0.109 0.095 8.407 2.92 26.5 6.13 0.073 3.01 9.91 24.1 10S 0.148 0.130 8.329 3.94 35.4 8.21 0.009 3.00 13.4 23.6 20 0.250 0.219 8.125 6.58 57.7 13.3 0.171 2.96 22.4 22.5 30 0.277 0.242 8.071 7.26 63.4 14.7 0.191 2.95 24.7 22.2

Std. 40 40S 0.322 0.282 7.981 8.40 72.5 16.8 0.224 2.94 28.6 21.7 60 0.406 0.355 7.813 10.5 88.8 20.6 0.289 2.91 35.6 20.8

XS 80 80S 0.500 0.438 7.625 12.8 106 24.5 0.364 2.88 43.4 19.8 100 0.593 0.519 7.439 15.0 121 28.1 0.441 2.85 50.9 18.8 120 0.718 0.628 7.189 17.8 141 32.6 0.551 2.81 60.6 17.6 140 0.812 0.711 7.001 19.9 154 35.6 0.639 2.78 67.8 16.7

XXS 0.875 0.766 6.875 21.3 162 37.6 0.699 2.76 72.4 16.1 160 0.906 0.793 6.813 22.0 166 38.5 0.730 2.75 74.7 15.8

10 in 10.750

5S 0.134 0.117 10.483 4.52 63.7 11.9 0.057 3.75 15.2 37.4 10S 0.165 0.144 10.420 5.49 76.9 14.3 0.071 3.74 18.7 36.9

53


10 in 10.750

20 0.250 0.219 10.250 8.26 114 21.2 0.109 3.71 28.0 35.7 30 0.307 0.269 10.136 10.1 138 25.6 0.135 3.69 34.2 34.9

Std. 40 40S 0.365 0.319 10.020 11.9 161 29.9 0.163 3.67 40.5 34.1 XS 60 80S 0.500 0.438 9.750 16.1 212 39.4 0.228 3.63 54.7 32.3

80 0.593 0.519 9.564 18.9 245 45.5 0.276 3.60 64.3 31.1 0.625 0.547 9.500 19.9 256 47.6 0.293 3.59 67.5 30.7 100 0.718 0.628 9.314 22.6 286 53.2 0.342 3.56 76.9 29.5 0.750 0.655 9.250 23.6 296 55.1 0.360 3.55 80.1 29.1 120 0.843 0.738 9.064 26.2 324 60.3 0.412 3.52 80.2 27.9 0.875 0.766 9.000 27.1 333 62.0 0.431 3.51 92.3 27.5 140 1.000 0.875 8.750 30.6 368 68.4 0.505 3.47 104 26.0 160 1.125 0.984 8.500 34.0 399 74.3 0.583 3.43 116 24.6

12 in 12.750

5S 0.165 0.144 12.420 6.52 129 20.3 0.050 4.45 19.6 52.5 10S 0.180 0.158 12.300 7.11 141 22.0 0.005 4.44 24.2 52.2 20 0.250 0.219 12.250 9.82 192 30.0 0.077 4.42 33.4 51.1 30 0.330 0.289 12.090 12.9 249 39.0 0.103 4.39 13.8 49.7

Std. 40S 0.275 0.328 12.000 14.6 279 43.8 0.118 4.38 49.6 49.0 40 0.406 0.355 11.038 15.7 300 47.1 0.128 4.37 53.5 48.5

XS 80S 0.500 0.438 11.750 19.2 362 56.7 0.160 4.33 65.4 47.0 60 0.562 0.492 11.626 21.5 401 62.8 0.182 4.31 73.2 46.0 0.625 0.547 11.500 23.8 439 68.8 0.204 4.29 80.9 45.0 80 0.687 0.601 11.376 26.0 475 74.5 0.227 4.27 88.5 44.0 0.750 0.665 11.250 28.3 511 80.2 0.250 4.25 96.2 43.0 100 0.843 0.738 11.064 31.5 562 88.1 0.285 4.22 107 41.6 0.875 0.766 11.000 32.6 579 90.8 0.298 4.21 111 41.1 120 1.000 0.875 10.750 36.9 642 101 0.348 4.17 125 39.3 140 1.125 0.983 10.500 41.1 701 110 0.400 4.13 140 37.5 160 1.312 1.149 10.126 47.1 781 123 0.481 4.07 160 34.9

14 in 14.000

10 0.250 0.219 13.500 10.8 288 36.5 0.064 4.86 36.7 62.0 20 0.312 0.273 13.375 13.4 315 45.0 0.080 4.84 45.7 60.6

Std. 30 0.35 0.328 13.250 16.1 373 53.3 0.097 4.82 54.6 59.7 40 0.438 0.382 13.125 18.7 429 61.4 0.114 4.80 63.4 58.6

XS 0.500 4.38 13.000 21.2 484 69.1 0.132 4.78 72.1 57.5

54


14 in 14.000

60 0.593 0.519 12.814 25.0 562 80.3 0.158 4.74 84.9 55.9 0.625 0.547 12.750 26.3 589 84.1 0.168 4.73 89.3 55.3 80 0.750 0.656 12.500 31.2 687 98.2 0.205 4.69 106 53.1 0.875 0.766 12.250 36.1 781 112 0.244 4.65 123 51.1 100 0.937 0.820 12.125 38.4 825 118 0.264 4.63 131 50.0 120 1.093 0.956 11.814 44.3 930 133 0.315 4.58 151 47.5 140 1.250 1.094 11.500 50.1 1030 147 0.369 4.53 170 45.0 160 1.406 1.230 11.188 55.6 1120 160 0.426 4.48 189 42.6

16 in 16.000

10 0.250 0.219 15.500 12.4 384 48.0 0.048 5.57 42.1 81.7 20 0.312 0.273 15.376 15.4 474 59.3 0.061 5.55 52.3 80.5

Std. 30 0.375 0.328 15.250 18.4 562 70.3 0.074 5.53 62.6 79.1 XS 40 0.500 0.438 15.000 24.4 732 91.5 0.100 5.48 82.8 76.5

0.625 0.547 14.750 30.2 894 112 0.127 5.44 103 74.1 60 0.656 0.574 14.688 31.6 933 117 0.134 5.43 108 73.4 0.750 0.655 14.500 35.9 1050 131 0.155 5.40- 122 71.5 80 0.843 0.738 14.314 40.1 1160 145 0.176 5.37 136 69.7 0.875 0.766 14.250 41.6 1190 149 0.184 5.36 141 69.1 100 1.031 0.902 13.938 49.5 1370 171 0.221 5.29 165 66.1 120 1.218 1.066 13.564 56.6 1560 195 0.268 5.23 192 62.2 140 1.438 1.258 13.124 65.8 1760 220 0.325 5.17 224 58.6 160 1.593 1.394 12.814 72.1 1890 237 0.368 5.12 245 55.9

18 in 18.000

10 0.250 0.219 17.500 13.9 519 61.0 0.038 6.28 47.4 104 20 0.312 0.273 17.376 17.3 679 75.5 0.048 6.25 59.0 103

Std. 0.375 0.328 17.250 20.8 807 89.6 0.058 6.23 70.6 101 30 0.438 0.382 17.124 24.2 932 104 0.068 6.21 82.2 99.7

XS 0.500 0.438 17.000 27.5 1050 117 0.078 6.19 93.5 98.3 40 0.562 0.492 16.876 30.8 1170 130 0.089 6.17 105 96.9 0.625 0.547 16.750 34.1 1290 143 0.099 6.15 116 95.4 60 0.750 0.656 16.500 40.6 1520 168 0.121 6.10 138 92.6 O.875 0.766 16.250 47.1 1730 192 0.143 0.06 160 89.9 80 0.937 0.820 16.126 50.2 1830 204 0.155 6.04 171 88.5 100 1.156 1.012 15.688 61.2 2180 242 0.196 5.97 208 83.7 120 1.375 1.203 15.250 71.8 2500 278 0.239 5.90 244 79.1

55


18 in 18.000

140 1.562 1.367 14.876 80.7 2750 305 0.278 5.84 274 75.3 160 1.781 1.558 14.438 90.8 3020 336 0.325 5.77 309 70.9

56

Gambar 1. Instalasi komponen hidran dalam rumah pompa

Hydrofour

Bak 1 Bak 2

PompaFilter 2

PompaFilter 2

Pompa Hydrant

Pmpa Joky

Ke Instalasi

Bak Aerasi dan Pengendapan

Sand Filter Carbon Active Filter

Safety Valve

Dari Pompa Sub Mersible Sumur Dari Pompa Sub Mersible Sumur

GAMBAR ISTALASI POMPA DAN PENGOLAHAN AIR

Ke Pembuangan

Pompa Jockey

57

Gambar 2. Skema Gambar Sistem Perpipaan Hidran

Gambar 3. INSTALASI INDUK PIPA HIDRANT UNIVERSITAS SANATA DHARMA KAMPUS III PAINGAN MAGUWOHARJO YOGYAKARTA

PERANCANGAN ULANG SISTEM PERPIPAAN HIDRAN GEDUNG ...

Documents