Pengembangan Sumber Daya Air

Mata Kuliah : Pengembangan Sumber Daya Air

Modul No. 11 : Bangunan Pembawa Air (Water Ways)

Tujuan Instruksional Umum (TIU) :

Mahasiswa mengetahui definisi, pengertian dan penggunaan dari Bangunan Pembawa

Air (Water Ways) sebagai sarana utama dalam pengembangan Sumber Daya Air untuk

bidang ketenagaan khususnya tenaga air mulai dari perencanaan teknis, pengoperasian

dan pemeliharaan selama usia layannya.

Tujuan Instruksional khusus (TIK) :

Mahasiswa mampu menjelaskan pengertian dan tujuan dari pemanfaatan Bangunan

Pembawa Air mulai dari tahapan penyelidikan, penentuan rute/lokasi, perencanaan

dimensi hidrolis, stabilitas konstruksi, pelaksanaan, pengoperasian dan pemeliharaan

selama akhir usia layannya.

11

BANGUNAN PEMBAWA AIR

(WATER WAYS)

11.1 BANGUNAN PENGAMBILAN AIR (INTAKE STRUCTURE)

Bangunan ambil air (intake) adalah fasilitas yang dipakai untuk mengambil air

langsung dari sungai atau dari tempat penyimpanan (waduk) ke dalam saluran air.

Ada sedikit perbedaan dalam perencanaan antara PLTA jenis aliran sungai

langsung (Run off River) dan PLTA jenis waduk. Yang pertama, langsung

menerima aliran sungai dan harus dibangun berdekatan dengan bendung/

bendungan pengambilan air (intake dam), dengan memilih dasar sungai yang

stabil dan tempat yang aman terhadap banjir. Pintu masuk harus dibuat di bawah

permukaan pengambilan air yang terendah. PLTA jenis waduk mendapatkan air

dari waduk atau kolam (pondage), sehingga bangunan pengambilan airnya harus

merupakan fasilitas yang memungkinkan masuknya air dari waduk dengan tinggi

permukaan berapapun juga. Pada cara terakhir ini bangunan pengambilan air

dapat dibuat bersambung dengan atau dekat bendungan, atau terpisah sama

sekali, tergantung pada keadaan geografi atau saluran airnya. Pada pokoknya

saluran air yang berhubungan dengan bangunan pengambilan air merupakan

terowongan tekanan (pressure tunnel), dan bangunan pelengkapnya, seperti pintu

pengambilan air, saringan, dan lain-lain, biasanya menerima tekanan air yang

kuat. Karena itu konstruksinya perlu diperhatikan secara khusus. Bangunan

pengambilan air jenis sumur (pit) atau jenis menara (Gambar 11.1) dipakai untuk

pengpengambilanan air untuk beberapa bendungan yang mempunyai surut muka

air (draw down) yang besar. Selain pintu air, pada umumnya ada pula saringan

yang terbuat dari baja. Saringan ini mencegah masuknya kotoran, potongan kayu

yang hanyut, dan lain-lain yang terbawa aliran air. Pada permukaan air bagian

hulu bangunan pengambilan air untuk bendungan waduk, juga dipasang Drum

saringan apung (trash boom).

Pusat Pengembangan Bahan Ajar - UMB Ir. Hadi Susilo MMPENGEMBANGAN SUMBER DAYA

AIR

Gambar 11.1 Bangunan Pengambilan Air Jenis Menara

11.2 KOLAM PENGENDAP SEDIMEN (SEDIMENT SETTLING BASIN)

Apabila air dialirkan dari bendung/bendungan pengambilan air (intake dam)

seperti pada pusat listrik jenis aliran sungai langsung atau bendungan

pengambilan air dari saluran air cabang, maka perlu dibangun kolam pengendap

sedimen (sediment settling basin ; Gbr 11.2) di dekat bendung tersebut, untuk

menghindarkan masuknya tanah atau pasir ke dalam saluran air. Akan tetapi,

apabila kolam pengendap tidak dapat dibangun di sekitar bendung mengingat

keadaan geografis atau sebab-sebab lainnya, maka kolam tersebut dapat dibuat

sedikit lebih jauh dari bendung tersebut. Kolam pengendap ini pada umumnya

harus dibangun sedemikian rupa sehingga tanah dan pasir dapat sepenuhnya

mengendap dengan jalan melebarkan penampang saluran air dan membatasi

kecepatan air sampai 20 – 30 cm/detik. Seringkali dibuat pipa kuras dan dipasang

pintu atau balok tahan (stop log) untuk menguras tanah yang tertimbun dalam

kolam pengendap sedimen.

Gambar 11.2 Kolam Pengendap Sedimen

11.3 SALURAN ATAS (HEAD RACE)


AIR

Saluran atas (head race) adalah konstruksi (structure) yang menyalurkan

air dari bangunan pengambilan air (intake) ke pusat listrik jenis aliran sungai

langsung, dan lain sebagainya. Biasanya yang dinamakan saluran atas adalah

jalanan air (water way) dari bangunan pengambilan air sampai tangki pendatar

(surge tank), atau tempat mulainya pipa pesat (penstock). Ada berbagai macam

saluran atas, antara lain terowongan, saluran terbuka dan saluran tertutup. Apabila

saluran atas harus memotong sungai, lembah, dan semacamnya, maka dibuatlah

bangunan salur air (aqueduct) atau sifon (syphon), sesuai dengan keadaan

setempat (Gambar 11.3). Penampang saluran atas lazimnya berbentuk bulat atau

tapal kuda (horse shoe), terutama untuk jenis terowongan ; bentuk segi empat

atau bentuk berkaki (pedestal) dipakai pada saluran terbuka dan saluran tertutup.

Terowongan terbagi atas terowongan tekan dan terowongan tanpa tekan. Yang

disebut pertama berpenampang bulat dan dibuat dari beton bertulang. Apabila

tekanan air yang direncanakan relatif kecil, keadaan geologinya baik dan tekanan

air di dalam terowongan dapat dibebankan pada batuan aslinya, maka terowongan

tersebut dapat dibuat dengan beton biasa, dan penampangnya dapat berbentuk

sepatu kuda. Dalam perhitungan hidrolik dari saluran air ini dapat dipakai rumus

Manning:

V =

di mana V = kecepatan rata-rata

η = koefisien kekasapan (coefficient of roughness)

R = jari jari hidrolik

I = gradient hidrolik

Gambar 11.3 Bangunan Salur Air


AIR

11.4 TANGKI PENDATAR AIR (SURGE TANK)

Tangki pendatar atau tangki lepas tekanan mendadak (surge tank)

ditempatkan pada terminal terowongan tekan pada pusat listrik jenis bendungan

bersaluran (dam waterway type), dan bertugas mengatur jumlah air untuk

menyerap pukulan air (water hammer ; mengenai hal ini lihat 11.5), apabila debit

air pada turbin tiba-tiba berubah. Tetapi tangki air yang ada pada terowongan

tanpa-tekan (non-pressure tunnel) disebut tangki atas, dan bertugas mengatur

debit dan membersihkan pasir. Pusat listrik jenis bendungan biasanya tidak

diperlengkapi dengan tangki pendatar karena waduk itu sendiri bertugas sebagai

pelepas tekanan (pressure discharge).

Tangki pendatar yang sederhana (Gambar 11.4 a) berbentuk silinder biasa,

mempunyai garis tengah yang besar, serta mempunyai daya hisap pukulan air

yang baik. Bentuk ini jarang dipakai karena membutuhkan kapasitas yang relatif

besar dan tidak ekonomis.

Gambar 11.4 Tangki Pendatar

Pada tangki pendatar diferensial (Gambar 11.4 b) ada pipa berbentuk silinder,

dengan luas penampang 70 – 100% dari penampang saluran, yang dinamakan

pembangkit (riser) dan dipasang dalam tangki air. Pembangkit ini dihubungkan

langsung dengan saluran. Badan tangki air dan saluran dibuat sehingga keduanya

dihubungkan melalui sebuah pintu (lubang kecil). Permukaan air dalam

pembangkit akan naik atau turun dengan cepat sesuai dengan perubahan beban

dari turbin air sehingga kecepatan aliran dalam saluran dapat diatur. Sebaliknya

air yang terdapat dalam tangki air utama bertugas untuk menampung debit yang

berlebih dan menambah debit yang kurang. Bentuk ini umumnya banyak dipakai

karena luas penampangnya kecil dan mempunyai daya serap gelombang yang

besar.


AIR

Pada tangki pendatar dengan lubang terbatas (restricted orifice ; Gambar 11.4 c)

ada lubang antara dasar tangki pendatar sederhana dan salurannya ; jadi,

bentuknya seperti tangki pendatar diferensial yang pembangkitnya dihilangkan.

Kapasitas tangki air sama kecilnya seperti pada jenis diferensial, akan tetapi disini

banyak kekurangannya, yaitu karena pukulan air menjadi besar dan daya serap

tidak begitu baik.

Tangki pendatar dengan ruangan (chamber surge tank ; Gambar 11.4 d) adalah

semacam dengan tangki pendatar sederhana, tetapi ditambah dengan ruangan-

ruangan air (water chambers) di bagian atas dan bawah. Tangki yang berbentuk

silinder penampangnya relatif kecil dan bertugas sebagai pembangkit. Ruangan

bagian atas gunanya untuk menghisap air yang membumbung naik, sedangkan

ruangan bagian bawah menambahkan air yang kurang. Bentuk ini dipergunakan

apabila surut muka air (draw down) yang ada besar, sedangkan terowongannya

panjang sekali. Untuk keadaan geologis tertentu bentuk ini ekonomis. Akhir-akhir

ini diadakan beberapa perbaikan dengan mengpengambilan keuntungan yang

terdapat pada tangki pendatar diferensial, misalnya, dengan menambahkan pintu

antara tangki dan ruangan bagian bawah. Perhitungan hidrolik dari tangki pendatar

harus dipecahkan dengan cara integrasi numerik (numerical integration) dan

dihubungkan dengan persamaan kinetik dan persamaan kontinuitas. Untuk tangki

pendatar sederhana persamaan dasarnya terdiri dari persamaan kinetik :

(11.1)

dan persamaan kontinuitas :

= Q – fv (11.2)

di mana g = percepatan gaya tarikan bumi

v = kecepatan aliran dalam saluran

Z = permukaan air dalam tangki pendatar atas dasar keadaan muka

air pada waktu tidak ada beban (arah ke bawah adalah positif)

C = koefisien kehilangan tinggi terjun (loss of head) dalam saluran


AIR

F = luas penampang tangki pendatar

Q = debit turbin air

f = luas penampang saluran

L = panjang saluran

Metoda-metoda Runge dan Runge-Kutta serta metoda yang merupakan perbaikan

dari metoda-metoda tersebut diatas (misalnya metoda Takahata) dipakai untuk

perhitungan integral numerik. Tetapi cara perhitungan semacam ini sulit ; akhir-

akhir ini pemecahannya dilakukan secara grafis dan komputer elektronik.

11.5 SALURAN PIPA TEKAN (PENSTOCK)

Pipa tekan yang dipakai untuk mengalirkan air dari tangki atas (head tank)

atau langsung dari bangunan pengambilan air ke turbin air disebut pipa pesat

(penstock). Saluran pipa tekan adalah nama umum bagi dasar atau terowongan

yang dipakai untuk menempatkan pipa pesat, blok angker (anchor block) dan

pelana (saddle), yang akan menahan pipa pesat tersebut (Gambar 11.5). Apabila

suatu pusat listrik dibangun di atas permukaan tanah, maka pipa pesatnya

biasanya dipasang tanpa penutup sepanjang permukaan tanah. Sesuai dengan

keadaan geografis dan geologi setempat pipa pesat ini dapat dipasang tanpa

penutup atau dipasang dengan dibungkus beton dalam terowongan. Apabila pipa

pesat ini dihubungkan dengan pusat listrik bawah tanah (underground), maka cara

ini banyak dipergunakan. Kadang-kadang pipa pesat ini dipasang dalam tanggul,

terutama dalam hal pusat listrik jenis bendungan (Gambar 11.6).

Dewasa ini untuk pipa pesat biasanya digunakan pipa baja. Pipa-pipa dengan

panjang 6 m dilas di tempat, kemudian dipasang. Bagian yang dilas harus

diperiksa dengan sinar-X. Sampai sekarang dianut pendapat bahwa pipa baja

bertekanan tinggi cocok untuk suatu rencana (design), meskipun masih ada

persoalan mengenai pengelasannya. Akhir-akhir ini cara ini banyak dipakai karena

kemajuan dalam teknik pengelasan. Bila pipa pesat dipasang dalam terowongan di

pegunungan yang batuan dasar (bedrock) baik, maka dapatlah dibuat rencana

tertentu sehingga pipa baja, batuan dan pembungkus beton merupakan satu

kesatuan dalam menahan tekanan air. Karena itu dewasa ini metoda penanaman

pipa seringkali dipakai karena pertimbangan ekonomisnya.


AIR

Di samping itu ada pula yang disebut pipa pesat yang bersimpati (banded pipe). Di

sini dipakai metoda pemasangan cincin baja dengan cara mengerutkannya pada

pipa baja. Hingga Sekarang masih ada kesulitan dalam hal pengerjaan termis

(termal treatment) dari pipa baja jenis ini. Akan tetapi sebagai hasil penyelidikan

dan pengembangannya di Perancis, Italia dan negara-negara lain, dewasa ini

telah diketemukan cara yang disebut pipa-pipa yang bersimpai sendiri (self-

hooped pipe). Caranya adalah dengan memberikan pra-tegangan (prestress)

berupa tekanan (compression) pada pipa bagian dalam dan pra-tegangan berupa

tarikan pada simpai tersebut. Cara ini lazim dipakai untuk pusat listrik dengan

tinggi terjun yang besar.

Dalam perencanaan pipa pesat harus diperhitungkan kemungkinan tekanan air

yang terbesar dengan mengingat akan kenaikan tekanan yang disebabkan oleh

gelombang dan pukulan air, disamping tekanan hidrostatis yang ada. Karena itu

timbul persoalan mengenai besarnya peningkatan tekanan tersebut. Apabila

kecepatan rambatan tekanan adalah m/s, panjang pipa pesat adalah L (m),

waktu yang dibutuhkan untuk menutup sudu antar (guide vane) adalah T detik,

maka akan diperoleh rumus-rumus berikut. Apabila

T <

maka, menurut Joukovsky,7) peningkatan tekanan adalah (m) :

∆h = (11.3)

Apabila T >

maka : menurut Allievi8)

∆h = (11.4)

di mana N = (11.5)


AIR

g = percepatan gaya tarikan bumi (m/s2)

H = tekanan statis (m)

vm = kecepatan aliran rata-rata dalam pipa pesat (m/s)

Apabila garis-tengah pipa pesat itu berbeda-beda maka :

vm = (11.6)

di mana Q = luas debit maksimum (m3/s)

An = luas penampang dari setiap bagian pipa (m2)

ln = panjang setiap bagian pipa pesat dengan garis-tengah tertentu

(m)

Untuk turbin Francis nilainya adalah nilai pada taraf garis pusat sudu antar dan

merupakan nilai yang terbesar. Nilai ini lambat laun berkurang sepanjang pipa

pesat hingga menjadi nol pada tempat tangki pendatar. Di samping perhitungan

kenaikan tekanan air secara grafis, juga dipakai metoda perhitungan numerik,

metoda bertahap, dan lain-lain. Dalam hal pipa cabang terletak jauh dari turbin air

atau bila ada tangki pendatar diferensial atau bila dipakai turbin pompa-balik

(reversible pump turbine), maka perhitungan akan menjadi sangat sulit. Karena itu

dewasa ini untuk perhitungan semacam itu dipergunakan pemecahan secara

grafis dan dengan komputer elektronik.

Tebal pipa harus dihitung dengan memakai tekanan air maksimum pada tempat

tersebut. Dalam hal ini harus ditambahkan 1,5 mm pada tebal pipa mengingat

adanya korosi dan pengikisan (abrasion). Apapun hasil perhitungannya, tebal pipa

minimum harus 6 mm. Hubungan antara tegangan tarik karena tekanan dalam dan

tebal pipa untuk pipa yang ditempatkan diluar (exposed) adalah :9)

σ = (11.7)

di mana σ = tegangan (kg/cm2)

H= tekanan air maksimum di tempat yang mendapat tekanan

(kg/cm2)


AIR

D= garis tengah bagian dalam dari pipa (cm)

t = tebal pipa (cm)

ε = cadangan tebal untuk korosi dan pengikisan (cm)

untuk pipa yang ditanam hubungan itu dinyatakan oleh :

σ = (11.8)

di mana λ = konstanta yang ditentukan oleh modulus elastisitas, koefisien

tegangan, dan lain-lain dari pipa pesat beton, batuan, serta tebal

dan garis tengah bagian dalam dari pipa pesat.

Blok angker dipasang pada bagian yang melengkung (atau berselang 120 – 150 m

bila tidak ada bagian yang melengkung). Pelana (dengan jarak 6 – 12 m) dipasang

pada sela-sela blok angker. Jadi, keduanya menyangga berat pipa dan air. Akhir-

akhir ini dipakai cincin pengaku (stiffener) yang dipasang di sekelilling pipa yang

bergaris tengah besar ; pipanya disangga oleh sendi dua-titik (two point hinge).

Cara dengan penyangga cincin pengaman ini sekarang sangat banyak digunakan.

Fasilitas pipa pesat lainnya adalah katup pintu masuk (inlet valve) dari turbin air

yang dipasang pada ujung pipa pesat ; katup udara dan pipa udara untuk

menghindarkan keadaan hampa udara di dalam pipa untuk mengalirkan udara

yang tinggal di bagian yang lengkung ; lubang kerja (manhole) untuk melakukan

pemeriksaan dan perbaikan pada pipa pesat ; serta katup buangan air (drain

valve) atau pipa buangan air (drain pipe) untuk mengeringkan bocoran air, dan lain

sebagainya.

11.6 SALURAN BAWAH (TAIL RACE)

Saluran bawah (tail race) adalah sebuah saluran yang dilalui oleh air yang

keluar dari turbin air, terus ke sungai atau ke laut. Saluran ini biasanya terdiri dari

waduk awal (forebay) yang dihubungkan dengan pipa lepas (draft tube), saluran

bawah dan pintu keluar (outlet). Namun, bagi pusat listrik bawah-tanah dengan

saluran bawah yang panjang, ruang pendatar (surge chamber) atau tangki

pendatar (surge tank) dibuat di sekitar titik mula terowongan saluran bawah (lihat

14.2). tangki awal hendaknya dibuat dengan lebar saluran yang cukup besar,

sehingga tidak terjadi perubahan permukaan air yang menyolok bila ada


AIR

perubahan debit yang mendadak. Tangki ini juga bertugas menyalurkan air ke

saluran bawah, setelah aliran air diatur terlebih dahulu sebelum dialirkan ke

saluran ini. Pintu (gate) pipa lepas umumnya dibuat di tempat pintu keluar pipa

lepas atau di bagian pintu masuk (inlet) waduk awal, untuk pemeriksaan dan

perbaikan turbin, pipa lepas dan lain sebagainya.

Saluran bawah banyak jenisnya, misalnya saluran terbuka, saluran tertutup,

terowongan, dan lain sebagainya. Saluran ini sama dengan atau sedikit lebih

besar daripada saluran atas (headrace), mengingat adanya kemungkinan

perubahan mendadak dari debit turbin air. Dalam hal terowongan tanpa-tekan,

digunakan penampang bentuk tapal kuda yang datar. Pada terowongan bertekan

dipakai bentuk yang tidak begitu datar, tetapi yang bentuknya standar atau yang

sejenis. Bila batuannya baik, terowongannya dapat diberi lapisan pada lantai

dasarnya (invert) atau sama sekali tanpa lapisan. Pemilihan tempat untuk pintu

keluar penting sekali. Bila tempat pintu keluar dibuat di sungai maka pintu ini harus

aman terhadap banjir. Di samping itu harus dipilih tempat yang tidak akan

merubah dasar sungai tersebut dan tidak akan menyebabkan bertimbunnya pasir

terlalu banyak. Letak pintu keluar tidak pernah tertimbun pasir seluruhnya, muka

air bawah sering menjadi tinggi dan kehilangan tinggi terjun (loss of head) menjadi

besar karena timbunan pasir tersebut.

11.7 CONTOH PERHITUNGAN HIDROLIK

Contoh 1

Air mengalir melalui pipa berdiameter 30 cm. Kehilangan tenaga tiap-tiap 1000 m

adalah 5 m. Tinggi kekasaran pipa k = 0,15 mm. Kekentalan kinematik air

v = 0,98 x 10-6 m2/d. Hitung debit aliran.

Penyelesaian

Rumus kehilangan tenaga Darcy-Weisbach :

hf = (11.9)

Dengan memasukkan karakteristik pipa dan aliran yang diketahui,


AIR

5 =

atau 0,02943 = fV2

Persamaan (11.9) terdiri dari nilai f dan V yang belum diketahui. Karena hanya

ada satu persamaan yang mengandung dua bilangan tak diketahui, maka

penyelesaian dari persamaan tersebut dilakukan dengan cara coba banding.

Langkah pertama dicoba nilai f, yang dalam hal ini dilakukan dengan menganggap

bahwa aliran adalah turbulen sempurna (Re besar). Dengan anggapan tersebut

berarti bahwa nilai f hanya tergantung pada kekasaran relatif. Dengan

menggunakan grafik Moody kemudian dihitung nilai f. Dari nilai f yang diperoleh

tersebut kemudian dihitung kecepatan aliran V dengan menggunakan persamaan

(11.9). Kemudian dihitung nilai Re dengan menggunakan nilai V yang telah

diperoleh. Berdasarkan nilai Re tersebut dan kekasaran relatif kemudian dihitung

nilai f’. Nilai f’ tersebut dibandingkan dengan nilai f sebelumnya. Apabila bilai f ≈ f’

berarti telah diperoleh koefisien gesekan yang benar. Apabila f ≠ f’ maka hitungan

diulangi lagi dengan prosedur seperti diatas sampai didapat nilai f ≈ f’.

Kekasaran relatif :

Dengan menggunakan grafik Moody (prosedur seperti dalam gambar dibawah)

untuk nilai Re = 108 (dengan anggapan aliran turbulen sempurna, nilai Re adalah

maksimum pada grafik moody) dan k/D akan diperoleh nilai f = 0,017. Substitusi

nilai f = 0,017 ke dalam persamaan (11.9) akan didapat kecepatan aliran :

V = 1,316 m/d

dari nilai V yang telah didapat tersebut kemudian dicari nilai f’ (nilai f untuk iterasi

kedua).

Re’ =


AIR

Dengan menggunakan grafik Moody untuk nilai Re’ dan k/D didapat :

f = 0,018

Kecepatan dihitung dengan rumus (1) :

V’ = 1,279 m/d

Iterasi dilakukan lagi untuk mendapatkan f’.

Re” =

didapat f’ = f’, yang berarti telah didapat nilai f yang benar. Dengan nilai f tersebut

diperoleh V = 1,279 m/d yang kemudian digunakan untuk menghitung debit aliran.

Q = AV =

Jadi debit aliran adalah Q = 0,09 m3/d.

Contoh 2

Pipa horizontal AB dengan panjang 2000 m dan diameternya 50 cm menghubung-

kan waduk di ujung A dan mesin hidraulis (turbin) di ujung B. Muka air waduk

adalah 60 m diatas ujung pipa A. Debit aliran adalah 500 l/d.

Hitung daya turbin apabila efisiennya 90% dan koefisien gesekan f = 0,020.

Penyelesaian

Diameter pipa : D = 50 cm = 0,5 m


AIR

Debit aliran : Q = 500 l/d = 0,5 m3/d

Panjang pipa : L = 2000 m

Tinggi energi total (status) : Hs = 60 m

Koefisien gesekan : f = 0,02

Efisiensi turbin : η = 90%

Kehilangan tenaga pada pengaliran melalui pipa :

hf = = 26,44 m

Tinggi tekanan netto yang digunakan untuk memutar turbin :

H = Hs – hf = 60 – 26,44 = 33,56

Daya yang bisa dibangkitkan oleh turbin :

P = = 201,36 hp

Contoh 3

Pipa pembawa (head race) dengan diameter 2,0 m dan panjang 3 km mengalirkan

air dari waduk menuju surge tank (tangki pendatar air) yang berada didekat pabrik

tenaga (power plant). Berapakah debit aliran apabila elevasi muka air di tangki

pendataran air adalah 7 m dibawah elevasi muka air di waduk. Koefisien gesekan

f = 0,02

Penyelesaian

Diameter pipa : D = 2,0 m Tinggi energi : H = 7,0 m

Panjang pipa : L = 3000 m Koefisien gesekan : f = 0,02


AIR

Kehilangan tenaga selama pengaliran :

H = hf =

7 = Q = 6,722 m2/d

Contoh 4

Sebuah pipa dari tuang (k = 0,00026 m) dengan D = 254 mm sesudah dipakai 5

tahun mempunyai kehilangan tenaga sebesar 7,35 m/km, untuk debit Q = 64 l/d

(akibat gesekan). Berapa kehilangan tenaga setelah dipakai 10 tahun untuk debit

Q = 78,8 l/d. Kekentalan kinematik dan percepatan gravitasi adalah vair = 1,12 x 10-

6 m2/d dan g = 9,81 m/d2

Penyelesaian

V = = 1,26 m/d

Re = = 2,86 x 105

hf =

atau

f = = 0,023

Dengan grafik Moody untuk nilai Re dan f, didapat k5/D = 0,0017 ; atau k5 = 0,0017

x 0,254 = 0,00043

Dengan menggunakan persamaan (11.9) dihitung nilai : k5 = k0 + 5


AIR

= m/tahun

Tinggi kekasaran setelah pipa berfungsi 10 tahun :

K10 = k0 + 10 = 0,00026 + 10 x 0,000034 = 0,0006

V = = 1,516 m/d

Re =

Berdasar nilai Re dan K0/D dan dengan menggunakan grafik Moody didapat f =

0,025. Kehilangan tenaga :

hf = 0,025 m

Gambar 11.7 Diagram Moody untuk Koefisien Friksi menurut Darcy


AIR

Documents

Pengembangan Sumber Daya Air