studi kasus - kelompok 5

7/23/2019 Studi Kasus - Kelompok 5

1/13

1

MAKALAH PERISTIWA PERPINDAHAN

MEMBANDINGKAN DAYA POMPA BERDASARKAN DIAMETER PIPA

PADA SODETAN KALI CILIWUNG KE BANJIR KANAL TIMUR

Oleh :

GIOVANNI PASCA/1206201990

JONATHAN/1206202040

PANDU ERVAN/1206240726

SEKAR KUMALA DEWI/1206241395

ZULFA HUDAYA/1206261283

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK DESEMBER 2013


2/13

2

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-

Nya,kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah Peristiwa Perpindahan yang berjudul

MEMBANDINGKAN DAYA POMPA BERDASARKAN DIAMETER PIPA PADA

SODETAN KALI CILIWUNG KE BANJIR KANAL TIMUR

Penulis mengucapkan kepada terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Slamet M.T, selaku dosen Peristiwa Perpindahan Departemen Teknik

Kimia semester ganjil tahun ajaran 2013/2014

2. Orang tua penulis yang memberikan dukungan moril dan materil dalam pembuatan

makalah ini

3. Teman-teman penulis terutama asisten yang ikut memberikan kontribusi dalam

pembuatan makalah ini, baik berupa saran maupun dukungan.

4. Semua pihak yang telah membantu mulai dari proses pembuatan makalah hingga

makalah ini selesai dibuat.

Penulis menyadari bahwa makalah ini masih memiliki kekurangan. Oleh karena

itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif dari pembaca untuk

memperbaiki pembuatan makalah-makalah selanjutnya. Adapun harapan penulis selaku

pembuat makalah ini adalah semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi kita

semua.

Depok, 5 Desember 2013

Tim Penulis


3/13

3

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................2

DAFTAR ISI.......................................................................................................3BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................4

1.1 Latar Belakang ...........................................................................................4

1.2 Tujuan Penulisan ........................................................................................4

1.3 Manfaat Penulisan ......................................................................................5

1.4 Metode Penulisan .......................................................................................5

BAB II PERHITUNGAN DAYA POMPA ........................................................6

2.1 Skema Rancangan Pipa ..............................................................................6

2.2 Perhitungan Daya Pompa ..........................................................................7

2.2.1Perhitungan untuk Opsi Pertama Diameter Pipa 4m .......................7

2.2.2Perhitungan untuk Opsi Kedua Diameter Pipa 2,5m .......................9

2.2.2Perhitungan untuk Pipa U (persegi) .................................................10

BAB III PENUTUP .............................................................................................12

3.3.1 Kesimpulam .........................................................................12

3.3.2 Saran ....................................................................................12

DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................13


4/13

4

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Banjir merupakan salah satu masalah yang dialami warga Jakarta sejak dulu. Sudah banyak

usaha yang dilakukan pemerintah untuk menanggulangi permasalahan ini, namun masih saja tidak

efektif dan efisien. Salah satu penyebab banjir adalah derasnya hujan yang membuat Sungai

meluap sehingga banyak air yang tergenang dan membanjiri rumah warga sekitar sungai tersebut.

Meresponi hal tersebut, Pemerintah mengambil keputusan untuk menggunakan langkah lain yang

lebih efektif dan efisien. Langkah tersebut adalah Sodetan Kali ciliwung-KBT yang akan

dilangsungkan pada akhir 2013 atau awal Januari 2014.

Pembangunan tersebut dinilai berpotensi baik untuk mengurangi banjir Jakarta karena mampu

memotong puncak debit air Ciliwung menuju Kanal banjir Timur sebanyak 50 meter kubik air per

detik. Pada kondisi puncak, debit air Ciliwung sering kali meluap dan menggenagi daerah di

sekitarnya, sedangkan Kanal banjir Timur tidak terisi penuh. Oleh sebab itu, pemerintah mencoba

mengalihkan sebagian air Ciliwung saat debit puncak ke Kanal Banjir Tmur.

Prinsip kerja sodetan ini dalah menggunakan pompa yang berguna untuk menyedot air pada

Kali Ciliwung dan dialirkan menggunakan pipa menuju Kanal Banjir Timur. Rencananya, pipa

yang akan digunakan pada sodetan ini yaitu empat pipa bulat (berbentuk tabung) berdiameter

masing-masing 2,5 meter atau dua pipa berdiameter 4 meter.Sodetan ini memanjang 2,1 kilometer

dari Ciliwung hingga Kali Cipinang.

Berdasarkan permasalahan dan data tersebut, penulis berusaha mencari efisiensi dari kedua

jens pipa agar mendapatkan jenis pipa terbaik untuk penerapan sodetan Kali Ciliwung-KBT.

Selain itu, penulis juga membandingkan hasil tersebut dengan pmpa yang menggunakan pipa

berbentuk U. Harapannya, penulis dapat mengetahui efektifitas pipa untuk mengalirkan air hujan

dari Kali Cliwung hingga Kanal Banjir Timur agar puncak debit air pada Kali Ciliwung terpotong

dan permasalahan banjir ini teratasi lebih baik.

1.2Tujuan Penulisan

Sebagai aplikasi ilmu peristiwa perpindahan dalam proyek tugas akhir mata kuliah

peristiwa perpindahan.

Mencari besar daya pompa pada masing-masing pipa

Menyimpulkan pompa dengan ukuran pipa yang paling baik digunakan


5/13

5

1.3Manfaat Penulisan

Dapat memahami ilmu peristiwa perpindahan lebih dalam.

Dapat mengaplikasikan ilmu peristiwa perpindahan dengan permasalahan di

kehidupan sehari-hari

Memberikan solusi terbaik dalam penggunaan pipa, sehingga dapat mengurangi biaya

dan dapat memaksimalkan kerja pompa

Membantu Pemerintah menggunakan teknologi secara efektif dan efisien dalam

memecahkan permasalahan nasional

1.4Metode Penulisan

Pada tulisan ini kami akan membandingkan besar besar daya dalam satuan horse

power pada pompa dengan pipa berdiameter 2,5 meter dan pipa berdiametr 4 meter.

Sejumlah empat pipa digunakan untuk pipa berdiameter 2,5 dan dua buah pipa digunakan

untuk pipa berdiameter 4 meter. Besar diameter pada pipa dan jumlah pipa yang

digunakan menentukan besar daya yang dihasilkan. Selain itu, bentuk pipa juga ikut

enentukan besar daya yang dihasilkan. Ditinjau dari perhitungan, pompa dengan daya

yang lebih kecil merupakan pipa yang lebih efektif dan efisien digunakan untuk Sodetan,

sehingga biaya yang dibutuhkn lebih hemat. Namun, apabila ditinjau secara keseluruhan,

baik aspek sosial maupun ekonomis, pompa dengan daya yang lebih kecil belum tentu

menjadi solusi yang terbaik..

Perhitungan dan perbandingan Daya yang dibutuhakan mengaplikasikan ilmu

peristiwa perpindahan yaitu pada Buku Transport Phenomena 2

nd

Editionpada Chapter 6dan Chapter 7.

Dengan demikian maka tulisan ini diharapka dapat memberikan pemahaman dan

solusi dari permasalahan tersebut.


6/13

6

BAB II

PERHITUNGAN DAYA POMPA

2.1 Skema Rancangan PipaBerikut ini merupakan peta perancangan dibangunny unit instalansi air Sodetan pada daerah Kali

Ciliwung menuju Kanal Banjir Timur :


7/13

7

Berikut ini merupakan skema perancangan pipa dimana pipa berada di bawah

permukaan tanah.

Berikut ini merupakan skema perancangan pipa dengan pipa U sebagai jenis pipa yang

mengalirkan air ke KBT dengan pipa berada di atas permukaan tanah :, baik 4 meter maupun 2,5

meter. pipa tersebut pipa yang digunakan tergantung dengan diameter yang diingink

2.2 Perhitungan Daya Pompa

2.2.1

Perhitungan untuk Opsi Pertama Diameter Pipa 4 m

Diketahui :

Diameter Internal Pipa = ID = 4 meter = 13,12336ft

Densitas air = = 62,4

Viskositas air = 1 cp =6,72 x 10-4 lbm/3

Debit air = Q = 882,8667

= 0,03

Jumlah elbow 900(rounded) pada pipa = 3

ev= 0,5

Jawab :

3m


8/13

8

1. =

=882,8667

(,

)= 6,53 ft/s

2. Re =

=62,4 (6,53)x (882,8667 )

6,72 x 104

= 7957443,074 = 7,95 x 106

3. Menggunakan Persamaan Haaland yang terdapat pada buku Bird Edisi II1

= -36 log (6,9

+(/3,7

)10/9 )

1

= 7,86

= 0.01

Neraca energi makroskopis dari aliran air adalah;

12

v 2 + gh+ 1

dp+W + 12

v 2 LR

h

f

i

+ 12

v 2 ev

ii

= 0i

p1

p2

4. Mencari pipa

() = (12

2

4f) =2

2

=2(6,53)0,0113,12336

x (7115,157)

= 739,8 ft2/s2

5. Mencari non pipa

(12 2 ) = 12(6,53)2(3 x 0,5) = 31,98 ft2/s2

6. Mencari nilai Energi Potensial (Ep)

Ep = (32,2) x (8,7) = 280,14 ft2/s2

7. Dengan demikian, kerja per unit massa yang dilakukan fluida dalam pompa adalah

dengan asumsi tidak ada perubahan energy kinetik dan energy bebas Gibbs

= +280,14 ft2/s2 + 739,8 ft2/s2+31,98 ft2/s2 = 1051,92 ft2/s2

=1051,9232,2

= 32,66 ft lbf/lbm

-W = -w.= Q..= 1799254,554 ft,lbf/s- W = 3271,37 hp

8. Mencari nilai friction loss

= 739,8 + 31,98 = 771,78 ft/s2

%=771,781051,92

x 100 % = 73,37 %

Besarnya nilai friction loss tersebut membuktikan bahwa dibutuhkan pompa untukmengalirkan fluida. Pompa yang dimaksud adalah pompa superdragon dengan daya


9/13

9

4232 Hp yang mampu mengangkut air hingga kedalaman 17,7 m. Dan jumlah pompa

superdragon yang dibutuhkan adalah 2 untuk 2 pipa

2.2.2

Perhitungan untuk Opsi Kedua Diameter Pipa 2,5 m

Diketahui :

Diameter Internal Pipa = ID = 2,5 meter = 8,2021ft



Debit air = Q = 441,433

= 0,03


ev= 0,5

1. =

=441,433

(,

)= 8,36 ft/s

2. Re =

=

62,4 (8,36)x (8,2021 )

6,72 x 104= 6,36 x 106

3. Menggunakan Persamaan Haaland yang terdapat pada buku Bird Edisi II1

= -36 log (6,9

+(/3,7

)10/9 )

1

= 7,86

= 0.01


1

2v

2+ gh+

1

dp+W +

1

2v

2 L

Rh

f

i

+1

2v

2e

v

i

i

= 0i

p1

p2

4. Mencari pipa

() = (12

2

4f) =2

2

=2(8,36)0,01

8,2021x (7115,157)

= 1940,09 ft2/s2

5. Mencari non pipa


10/13

10

(12

2 ) =12(8,36)2(3 x 0,5) = 52,4172 ft2/s2


Ep = (32,2) x (8,7) = 280,14 ft2/s2



= +280,14 ft2/s2 + 1940,09 ft2/s2+52,4172 ft2/s2 = 2272,64 ft2/s2

=2722,6432,2

= 70,58 ft lbf/lbm

-W = -w.= Q..= 1944155,687 ft.lbf/s- W = 3534,82 hp

8. Mencari nilai friction loss

= 1940,09+ 52,4172 = 1992,5 ft/s2

%=1992,52272,64

x 100 % = 87,67 %

Nilai friction force ysng sangat besar mengindikasikan bahwa dibutuhkan pompa

untuk mengalirkan fluida. Pompa yang dimaksud adalah pompa superdragon dengan

daya 4232 Hp yang mampu mengangkut air hingga kedalaman 17,7 m. Dan jumlah

pompa superdragon yang dibutuhkan adalah 4 untuk 4 buah pipa.

2.2.3

Perhitungan untuk Pipa U (Persegi)

Diketahui :

Diameter Internal Pipa = ID = 4 meter = 13,12336ft



Debit air = Q = 441,433

= 0,03


ev= 0,5

Jawab :

1. =

=5,13 ft/s

2.

Reh = 4 = 4(4,37)(5,13)(62,4)6,7210 = 8,32 x 106


11/13

11

3. Menggunakan Persamaan Haaland yang terdapat pada buku Bird Edisi II

1

= -36 log (6,9

+(/3,7

)10/9 )

1= 7,86

= 0.01


1

2v

2+ gh+

1

dp+W +

1

2v

2 L

Rhf

i

+1

2v

2e

v

i

i

= 0i

p1

p2

4. Mencari pipa U

() = (12

2

4f) =2

2

= 2(5,13)0,01

13,12x (7053,8)

= 282,98 ft2/s2

5. Mencari pipa melingkar

() = (12

2

4f) =2

2

=(6,53)0,01

13,12x (2,13)

= 0,14 ft2/s2

6. Mencari non pipa (1

22 ) =

12(6,53)2(0,5) = 42,64 ft2/s2


Ep = (32,2) x (2,13) = 68,58 ft2/s2



= 394,4 ft

2

/s

2

= 12,24ft lbf/lbm-W = -w.= Q..= 674669,983 ft,lbf/s- W = 1226,67 hp

Pipa U Diameter 4 m lebih hemat daya sebesar 62.5% dibanding pipa diameter 4 m

Pipa U Diameter 4 m lebih efisien daya sebesar 82.65% dibanding pipa diameter 2.5 m

Pipa Diameter 4 m lebih efisien daya sebesar 53.73% dibanding pipa diameter 2.5 m


12/13

12

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari hasil yang didapat, maka dapat disimpulkan bahwa:

Daya pompa pada pipa berdiameter 4 meter untuk mengalirkan air dari kali Ciliwung

ke KBT adalah 3271,37 hp dan untuk pipa berdiameter 2,50 meter sebesar 3534,82

hp, dan daya pada pompa U sebesar 1226,67 hp

Semakin kecil diameter pipa, maka semakin besar daya yag digunakan pada pompa.

Dari ketiga perhitungan terebut, daya yang paling kecil yaitu pada pompa dengan

empat pipa berbentuk U berdiameter 4 meter.

Berdasarkan perhitungan terebut, pompa dengan daya yang lebih kecil akan lebih

hemat dalam pembangunan sodetan

Namun, pembangunan sodetan ini tidak bisa dianalisis dari segi daya pompa saja,

karena ternyata penggunaan pipa berbentuk U yang berada di atas permukaan tanah

mengganggu jalannya aktivitas msyarakat. Sehingga pembangunan sodetan lebih

baik menggunakan dua pipa berdiameter 4 meter dengan biaya pembangunan

instalansi yang lebih murah, proses pembangunan yang lebih mudah dan tidakmenggangu aktivitas masyarakat sekitar.

3.2 Saran

Adapun saran yang diajukan penulis adalah sebagai berikut:

Pemerintah lebih baik menggunakan pipa bulat (berbentuk tabung) dengan diameter

4 meter agar lebih ramah lingkungan dan proses pemabangunannya lebih cepat dan

mudah.

Pembangunan instalasi air ini dilakukan dibawah tanah dengan pipa berbentuk

tabung agar unit instalasi air ini tidak mengganggu aktivitas masyarakat

Menaggulangi banjir tidaklah mengandalkan teknologi ini saja, karena partisipasi

masyarakat untuk menjaga lingkungan merupakan sebuah hal yang penting pula.


13/13

13

DAFTAR PUSTAKA

Bird, Byron R., Warren E. Stewart, dan Edwin N. 1994. Transport Phenomena. New York:

John Wiley and Sons, Pte. Ltd.

http://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-

2013diakses pada tanggal 4 Desember 2013

http://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-

ciliwung-kbt-segera-dibangundiakses pada tanggal 4 Desember 2013

http://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-

direalisasikan.htmldiakses pada tanggal 4 Desember 2013

http://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-

KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurdiakses pada tanggal 4 Desember 2013
http://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-2013http://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-2013http://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-2013http://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-ciliwung-kbt-segera-dibangunhttp://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-ciliwung-kbt-segera-dibangunhttp://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-ciliwung-kbt-segera-dibangunhttp://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-direalisasikan.htmlhttp://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-direalisasikan.htmlhttp://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-direalisasikan.htmlhttp://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurhttp://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurhttp://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurhttp://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurhttp://megapolitan.kompas.com/read/2013/08/14/1312248/Bangun.Sodetan.Ciliwung-KBT.Ada.Warga.Bakal.Kena.Gusurhttp://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-direalisasikan.htmlhttp://www.beritasatu.com/aktualitas/149611-antisipasi-banjir-jakarta-sodetan-ciliwungkbt-harus-direalisasikan.htmlhttp://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-ciliwung-kbt-segera-dibangunhttp://prov.jakarta.go.id/opinipublik/aspirasi/2013/11/berita-online---1311-ahok-minta-sodetan-ciliwung-kbt-segera-dibangunhttp://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-2013http://www.tempo.co/read/news/2013/01/23/214456401/Sodetan-Ciliwung-Mulai-Dikerjakan-Mei-2013

studi kasus - kelompok 5

Documents