Kehilangan Tenaga Sekunder Dalam Pipa - UPJ

Kehilangan tenaga sekunder dalam pipaterjadi karena adanya perubahan penampangpipa, sambungan, belokan dan katup.Pada pipa panjang, kehilangan tenagasekunder jauh lebih kecil daripada kehilangantenaga akibat gesekan, sehingga padakeadaan ini kehilangan tenaga sekunderdapat diabaikan.

2V1he K2gDengan he : kehilangan tenaga sekunder A1 K 1 A2 2A1 : luas tampang 1,A2 : luas tampang 2.

Suatu pipa yang mengalirkan air diameternyaberubah mendadak dari 10 cm menjadi 15 cm.Bila kecepatan aliran pada saat melewati pipaberdiameter 10 cm adalah 1,2 m/d, hitungkehilangantekananakibatperbesaranpenampang tersebut.

V1 V2he K '2g22Dengan K’ tergantung pada sudut perbesaran penampang 0.72

2V2he 0,442gSedangkan pengecilan penampang yang dibuat berangsur-angsurkehilangan2tenaga diberikan oleh bentuk :Vhe K c '22gNilai K’c tergantung pada sudut transisi a dan perbandingan luas tampangA2/A 1.

2V2he K b2gdengan Kb adalah koefisien kehilangan tenaga belokan yangtergantung pada sudut belokan.

Berapakah kehilangan energi jika pipamembelok dengan sudut 30 dan kecepatanaliran 0,85 m/d.

Sistempemipaanberfungsiuntukmengalirkan zat cair dari satu tempat ketempat yang lain. Aliran terjadi karenaadanya perbedaan tinggi tekanan di keduatempat akibat terdapat perbedaan elevasimuka air atau karena digunakannya pompa.Contoh sistem pemipaan adalah jaringan airbersih/air minum, pipa pengalir minyak,pipa pembawa dan pipa pesat di PLTA, dsb.

Berdasarkan persamaan Bernoulli, tinggi tenagatotal di suatu titik pada pipa merupakan jumlahdari tinggi elevasi, tinggi tekanan dan tinggikecepatan. Garis yang menghubungkan titik-titiktinggi tenaga disebut garis tenaga (garis energi).Sedangkan garis yang menghubungkan titik-titiktinggi tekanan disebut sebagai garis tekanan. Garistekanan terletak di bawah garis tenaga sebesartinggi kecepatan dalam pipa.

garis tenaga2V12ggaris tekanan2V22gp1A p2 BZAZ1Z2ZB

Salah satu penggunaan tenaga air yang sangat bermanfaatbagi kehidupan manusia adalah untuk memutar turbinPLTA. Putaran turbin dengan kecepatan besar diperolehdengan membuat ujung pipa meruncing dan tampang pipajauh mengecil. Bagian ini disebut curat.Dengan mengabaikan kehilangan tenaga sekunder makatinggi tekanan efektif H adalah sama dengan tinggi statis Hsdikurangi kehilangan tenaga akibat gesekan hf.H Hs hf

D QH (kgf m / d)AtauQH D 75(hp)Dengan :Q: debit aliran (m3/d)H: tinggi tekanan efektif (m) : berat jenis zat cair (kgf/m3)

hfGarisTenagaLHsDHGarisTekananVc

Pipa disebut memiliki hubungan seri bila saluranpipa tersebut terdiri dari sambungan pipa-pipadengan ukuran/diameter berbeda.Q Q1 Q2 Q3H hf 1 hf 2 hf 3

Bak 1BedaTinggiPipa 1Pipa 2Bak 2

Pipa disebut memiliki hubungan paralel bilasaluran pipa tersebut terdiri dari sambungan pipapipa yang bertemu di satu titik.Q Q1 Q2 Q3H hf 1 hf 2 hf 3

Bak 1Beda TinggiPipa 1Pipa 2Bak 2Pipa 3

Pemakaian jaringan pipa yang paling banyakdijumpai dalam bidang teknik sipil adalahjaringan air bersih/air minum. Karenajaringan pipa merupakan bagian yang palingmahal maka perlu direncanakan dengan baikagar dicapai sistem distribusi yang efisien.Analisisjaringanpipamemerlukanperhitungan yang panjang dan rumit. Adabeberapa metode yang dipakai untukmenyelesaikannya. Salah satu yang akandibahas dalam bahan ajar ini adalah MetodeHardy Cross.

Bak 1Bak 2

Dianggap bahwa karakteristik pipa dan aliranyang masuk dan keluar meninggalkan jaringanpipa diketahui dan akan dihitung debit padasetiap elemen dari jaringan tersebut. Jikatekanan pada seluruh jaringan juga dihitungmaka tinggi tekanan pada satu titik harusdiketahui.

1.2.3.4.5.Pilih pembagian debit melalui tiap-tiap pipa Q0hingga terpenuhi syarat kontinyuitas.Hitung kehilangan tenaga pada tiap pipa denganrumus hf k Q2.Jaringan pipa dibagi menjadi sejumlah jaringtertutup sedemikian sehingga tiap pipa termasukdalam paling sedikit satu jaring.Hitung jumlah kerugian tinggi tenaga sekelilingtiap-tiap jaring, yaitu hf. Jika pengaliranseimbang maka hf 0.Hitung nilai 2kQ untuk tiap jaring.

6.Pada tiap jaring diadakan koreksi debit ΔQ,supaya kehilangan tinggi tenaga dalam jaringseimbang. Adapun koreksinya adalah sebagaiberikut :kQ Q 2kQ2007.Dengan debit yang telah dikoreksi sebesar Q Q0 ΔQ , prosedur dari 1 sampai 6 diulangi hinggaakhirnya ΔQ 0, dengan Q adalah debitsebenarnya, Q0 adalah debit dimisalkan dan ΔQadalah debit koreksi.

2 loops; 6 pipes By hand; 1 iterationBy spreadsheet

ABBDDEEABCCDDBHardy-Cross Solution to example problem2-loops (6 pipes)Lng (ft) Dia. (ft)K' 306AB 25000.33K' 7.7BC 35000.42K' 5.7DC 60000.50K' 368BD 20000.67K' 140ED 15000.67K' 97AE 30000.33K' 7.7Iteration Qa-b1 0.702 0.783 0.784 0.78Loop 1Qb-d Qd-e0.40 0.300.32 0.220.33 0.220.33 0.22Qe-a Qb-c0.80 0.300.72 0.460.72 0.450.72 0.45Loop 2Qc-d0.700.540.550.55f Qdb0.400.320.330.330.02Loop 1Loop 2Corrected Loop 1correction correction Qa-b Qb-dQd-e0.080.16 0.780.320.220.00-0.01 0.780.330.220.000.00 0.780.330.220.000.00 0.780.330.22Qe-a0.720.720.720.72Corrected Loop 2Qb-c Qc-dQdb0.46 0.540.320.45 0.550.330.45 0.550.330.45 0.550.33

Sebuah pipa seperti tergambar. Hitung besar debitdan arahnya pada tiap-tiap pipa.B20K 2A100K 5K 1K 4D50K 1C30

1.Pada suatu pipa dengan diameter 150 mm danpanjang pipa 100 m, dilakukan pengukurankecepatan sebagai berikut: pada jarak 25 mmdan 75 mm dari dinding pipa kecepatanalirannya adalah 0,815 m/d dan 0,96 m/d.Diketahui kondisi aliran dalam pipa adalahturbulen dengan dinding kasar. Hitungkekasaran dinding pipa, tegangan geser padadinding pipa, dan kehilangan tenaga yangterjadi

2. Suatu pipa dari baja dengan panjang 2000 km,diameter 250 mm, mengalirkan air dengansuhu 20 o C. Jika terjadi kehilangan energisebesar 2 m, hitung debit aliran.3. Tentukan dimensi pipa baja yang mengalirkandebit 500 lt/dt dan kehilangan energi maks ygdiijinkan 5 m/km

Pada suatu pipa dengan diameter 150 mm dan panjang pipa 100 m, dilakukan pengukuran kecepatan sebagai berikut: pada jarak 25 mm dan 75 mm dari dinding pipa kecepatan alirannya adalah 0,815 m/d dan 0,96 m/d. Diketahui kondisi aliran dalam pipa adalah turbulen dengan dinding kasar. Hitung kekasaran dinding pipa, tegangan geser pada