Pengaruh Beda Tekanan dan Ketinggian Pipa Terhadap Debit Air Yang Dihasilkan Berdasarkan Hukum Poiseuille

Abstract

Pada perkembangan zaman saat ini, suatu masalah yang selalu diperdebatkan adalah tentang masalah energi. Semakin modern suatu komunitas, maka semakin. kompleks kebutuhuan komunitas tersebut. Salah satunya adalah dalam pemenuhan air bersih. Sebagian komunitas dalam memenuhi kebutuhan air bersih adalah dengan pengadaan sumur. Namun ada kendala dalam mengambil air dari dalam sumur, yaitu dalam penggunaan katrol dimana penggunaan katrol ini hanya dapat dilakukan oleh orang-orang tertentu dan dirasa kurang efisien. Pemanfaatan air sumur ini sudah banyak dimanfaatkan oleh masyarakat untuk memenuhi kebutuhan air bersih sehari-hari. Berdasarkan prinsip Bernoulli, pada suatu aliran fluida peningkatan kecepatan fluida akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya merupakan penyederhanaan dari persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama besarnya dengan jumlah energi di titik lain pada jalur aliran yang sama (Sutrisno, 1984:22). Dari pengembangan prinsip Bernoulli ada sebuah hukum yang membahas tentang beda tekanan pada fluida, yang bertujuan agar dapat menaikkan fluida dari tempat yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi. Hukum yang dimaksud adalah hukum Poiseuille, yang menyatakan bahwa untuk suatu penurunan tekanan per satuan panjang yang diberikan, laju volume aliran berbanding terbalik dengan viskositas, dan sebanding dengan jari-jari pipa pangkat empat (Sutrisno, 1984:24). Analisa dari hukum Poiseuille ini digunakan untuk menaikkan air di dalam pipa dari sumur sampai pada tandon air dengan prinsip beda tekanan. Syarat agar air dapat naik dari sumur sampai ke tandon air adalah jika tekanan udara di dalam air pada sumur lebih besar dari tekanan udara di dalam tandon air. Rumusan masalah penelitian ini : (1) Bagaimana nilai debit air yang dihasilkan dengan prinsip beda tekanan berdasarkan hukum Poiseuille? (2) Bagaimana nilai debit air yang dihasilkan dengan ketinggian yang divariasi berdasarkan hukum Poiseuille ?. Adapun tujuan penelitian untuk mengetahui bagaimana : (1) nilai debit air yang dihasilkan dengan prinsip beda tekanan berdasarkan hukum Poiseuille. (2) Untuk mengetahui bagaimana nilai debit air yang dihasilkan dengan ketinggian yang divariasi berdasarkan hukum Poiseuille. Hasil penelitian diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai acuan untuk membuat alat pengendali tekanan yang digunakan untuk mengkondisikan tekanan pada tandon air, agar tekanan pada tandon air lebih kecil dari tekanan yang ada di dalam sumur. Adapun jenis penelitian ini adalah termasuk kajian teori (non- eksperimen) dengan teknik simulasi komputer. Dari hasil perhitungan menggunakan teknik simulasi dan dari gambar grafik di atas terlihat bahwa, dengan diameter pipa (D) yang besar, ketinggian pipa (L) rendah, dan beda tekanan pada kedua ujung pipa ( P) yang besar, maka dihasilkan debit air keluaran yang semakin besar. Sehingga secara umum sesuai dengan prinsip beda tekanan menggunakan analisis hukum Poiseuille dapat disimpulkan bahwa, semakin besar beda tekanan ( P) pada kedua ujung pipa, maka semakin besar pula debit air keluaran yang dihasilkan dan semakin tinggi pipa (L), maka debit air keluaran yang dihasilkan semakin kecil.