JRPB, Vol. 7, No. 1, Maret 2019, Hal. 95 - 104 DOI: 10.29303/jrpb.v7i1.104 ISSN 2301-8119, e-ISSN 2443-1354 http://jrpb.unram.ac.id/

## ANALISIS HEAD LOSSES AKIBAT BELOKAN PIPA 90° (SAMBUNGAN VERTIKAL) DENGAN PEMASANGAN TUBE BUNDLE
Analysis of Head Losses Decrease due to 90° Bend Pipe (Vertical Connections) by Tube Bundle Installation
Asih Priyati 1,*) , Sirajuddin Haji Abdullah 1 , Khairun Hafiz 1
1 Program Studi Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri, Universitas Mataram
Email *) : asihpriyati@unram.ac.id
Diterima: November 2018 Disetujui: Maret 2019

## ABSTRACT
The  piping  system  is  used  to  meet  agricultural  requirement  of  drip  irrigation  and  sprinkler irrigation. Tube bundle as flow conditioner is required to minimize head losses on the piping system due to bends and friction of fluid with the pipe wall. The aim of this research was to know the decrease of head losses value, to know the value of pressure drop, and to analyze the aspect  of  flow  discharge,  flow  rate,  and  Reynold  number  on  pipeline  with  90°  bend  after installation  of  tube  bundle.  The  research  metodh  used  was  experimental  research,  then measure  each  of  the  research  parameters  in  three  types  of  circuits:  control  circuit  (without tube bundle), circuit  with 0.2 inch tube bundle, and circuit  with 0.4 inch tube bundle. Tube bundle used was a plastic hose  with 30 cm lengt that united into a single unit, therefore the number were 18 hoses for 0.2 inch tubes and 9 hoses for 0.4 inch tubes. This tube bundle then inserted into a trial pipe with 1.25 inch diameter and placed before each bend. Based on the result of the research, it was found that the installation of 0.2 inch and 0.4 inch tube bundle installed  before  90°  (vertical  position)  decreasing  the  fluid  velocity  value  followed  by decreased of head losses and increasing the value of fluid pressure. The highest decreased in head loss found in the installation of  0.4 inch tube bundle, i.e. from 0.112 m (control) to 0.076 m or 32.14%.
Keywords: pipe bend, head losses, piping system, tube bundle

## ABSTRAK
Sistem perpipaan digunakan untuk memenuhi keperluan pertanian berupa irigasi tetes maupun irigasi sprinkler . Head losses pada sistem perpipaan akibat belokan serta gesekan fluida dengan dinding pipa dapat diperkecil dengan flow conditioner berupa tube bundle . Tujuan penelitian ini  adalah  untuk  mengetahui  penurunan  nilai head  losses pada  belokan  90 o (posisi  vertikal) setelah pemasangan tube bundle, mengetahui nilai penurunan tekanan akibat belokan 90 o , serta menganalisa  aspek  debit,  kecepatan  aliran,  dan  nilai  bilangan  Reynold  pada  saluran  pipa
dengan belokan 90 o setelah pemasangan tube bundle . Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental yang dilakukan dalam laboratorium dengan cara mengamati parameter- parameter penelitian pada 3 jenis rangkaian uji,  yaitu rangkaian kontrol (tanpa tube bundle ), rangkaian dengan pemasangan tube bundle 0,2 inci dan rangkaian  dengan tube bundle 0,4 inci. Tube bundle yang digunakan adalah selang plastik dengan panjang 30 cm dan diikat menjadi satu sehingga berjumlah 18 selang untuk tube 0,2 inci dan 9 selang untuk tube 0,4 inci. Tube bundle ini  dimasukkan  ke  dalam  pipa  uji  yang  berdiameter  1,25  inci  dan  diletakkan  setiap sebelum  belokan . Berdasarkan  hasil  penelitian  didapatkan  bahwa  pemasangan tube  bundle ukuran  0,2  inci  dan  0,4  inci  yang  dipasang  sebelum  belokan  90 o (posisi  vertikal)  akan menurunkan  nilai  kecepatan  fluida  yang  diikuti  dengan  penurunan head  losses serta  akan menaikkan nilai tekanan fluida. Penurunan nilai head losses tertinggi, yaitu pada pemasangan tube bundle ukuran 0,4 inci, yakni dari 0,112 m (kontrol) menjadi 0,076 m atau sebesar 32,14%.
Kata kunci: belokan pipa, head losses, sistem perpipaan, tube bundle

## PENDAHULUAN
Air  dibutuhkan  oleh  setiap  makhluk hidup untuk kelangsungan hidupnya. Kebutuhan akan air menjadi kebutuhan yang sangat  vital  dan  senantiasa  dibutuhkan dalam  jumlah  besar, baik  yang  berasal dari sumber  air  permukaan  maupun  air  tanah. Mustawa,  dkk.,  (2017)  menyatakan  bahwa dalam  bidang  pertanian,  air  merupakan salah  satu  kebutuhan  utama  yang  mutlak harus dipenuhi. Sedangkan ketersedian akan sumber  air  semakin  berkurang.  Beragam upaya dilakukan agar dapat mengangkat dan mengalirkan  air  dari  suatu  sumber  ke tempat-tempat  tertentu,  seperti  halnya  ke lahan-lahan  pertanian  untuk  keperluan irigasi.Salah  satu  upaya  tersebut  adalah dengan merangkai sistem perpipaan sedemikian  rupa  sehingga  memudahkan untuk mengalirkan air ke tempat tujuan.
Sistem
perpipaan dapat mempermudah pendistribusian fluida untuk kebutuhan industri maupun untuk keperluan pertanian.  Sistem  ini  umumnya  dapat ditemukan pada rangkaian sistem perpipaan untuk  keperluan  irigasi  baik  berupa  irigasi tetes  maupun  irigasi sprinkler .  Terdapat berbagai variasi sistem perpipaan mulai dari sistem pipa tunggal yang sederhana sampai sistem pipa bercabang yang sangat kompleks.  Pada  sistem  perpipaan  meliputi semua  komponen  dari  lokasi  awal  sampai dengan  lokasi  tujuan  antara  lain,  saringan , katup,  sambungan,  nosel  dan  sebagainya.
Sambungan  dapat  berupa  penampang berubah,  belokan (elbow), sambungan bentuk  L  dan  sambungan  bentuk  T (tee). Sehingga  dengan  adanya  berbagai  macam sambungan  serta  asesoris  lainnya  akan menimbulkan  permasalahan  yang  akan sering  ditemukan  pada  sistem  tersebut (Wibowo, 2013).
Salah  satu  permasalahan  tersebut adalah terjadinya head losses pada sambungan dan belokan yang mengakibatkan penurunan tekanan. Penurunan  tekanan  ini  terjadi  akibat turbulensi  aliran  yang  akan  menimbulkan gesekan  besar  pada  dinding  pipa.  Menurut Wahyudi  dan  Pratikto  (2010) head  losses dapat  dibagi  menjadi  2  yaitu, mayor  losses dan minor  losses . Mayor  losses adalah kerugian  pada  sistem  perpipaan  akibat adanya gesekan fluida dengan dinding pipa memanjang. Minor  losses adalah  kerugian pada  sistem  perpipaan  akibat  adanya sambungan pipa .
Aliran  fluida  yang  mengalir  melalui belokan  pipa  menyebabkan  terjadinya separasi. Separasi mengakibatkan terjadinya vortex ,  getaran,  dan  kavitasi,  dimana kerugian  tersebut  mengakibatkan  kerugian head meningkat  danberpotensi  merusak instalasi  pipa  sehingga  separasi  perlu dihilangkan.  Untuk  memperkecil  separasi pada belokan pipa  ini diperlukan suatu alat pengkondisi aliran  berupa tube bundle .
Wahyudi dan Pratikto (2010) menjelaskan  bahwa tube  bundle adalah
salah satu jenis flow conditioner yang terdiri dari  kumpulan  tabung-tabung  yang  diikat menjadi satu yang dipasang pada penampang  melintang  di  dalam  pipa. Tube bundle menghasilkan  profil  aliran  seperti peluru tumpul dengan kecepatan pada pusat aliran  15%  lebih  besar  daripada  kecepatan rata-rata  aliran. Tube  bundle merupakan flow  conditioner yang  dapat  secara  efektif menghilangkan vortex pada  aliran  lebih besar  daripada flow  conditioner jenis lainnya.
Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui  penurunan  nilai head  losses akibat  belokan  90 o (posisi  vertikal)  setelah pemasangan tube  bundle, mengetahui  nilai penurunan  tekananakibat  belokan  90 o serta menganalisa  aspek  debit,  kecepatan  aliran, dan  bilangan  Reynold  pada  saluran  pipa dengan  belokan  90 o setelah  pemasangan tube bundle .

## METODE PENELITIAN
Penelitian  dilakukan  dengan  metode eksperimental, yaitu pengujian pada rangkaian  belokan  pipa  dengan  perlakuan pemasangan  dua  jenis  ukuran tube  bundle berukuran 0,2 dan 0,4 inci. Dasar pemilihan dua  ukuran tube  bundle ini  adalah  bahwa ukuran  diameter  pipa  menjadi  salah  satu faktor yang berpengaruh terhadap kehilangan  tinggi  tekan  atau head  losses (Deki, 2015). Pengujian perlakuan pemasangan tube  bundle dibandingkan
dengan  kontrol  berupa  rangkaian  belokan pipa tanpa pemasangan tube bundle . Pompa yang digunakan dalam penelitian  ini  memiliki  spesifikasi  sebagai berikut: - Model PS-116 BIT     - U= 1 x 220 V - n = 2900 min-1 - I = 1,3 Ampere - H = 2-9 m - Q = 10-24liter/min
Temperatur Air = 28 o C- Hs = Maks. 9 meter.  Posisi  pemasangan tube  bundle seperti tercantum pada gambar 1.
Parameter yang dihitung dalam penelitian ini meliputi:
1. Debit Aliran Fluida (Q)
Untuk  mengetahui  debit  air  digunakan rumus berikut (Raswari, 1986).
Q = V t ....................................................(1)
Dimana:
Q = debit (m 3 /detik) V = volume (m 3 ) t  = waktu (detik)
2. Kecepatan Aliran Fluida (v)
Untuk  mengetahui  kecepatan  aliran digunakan rumus berikut (Raswari, 1986). Q = v.A maka
v= Q A ...........................................................(2)
Dimana:
Q = debit (m 3 /detik) v = kecepatan (m/detik) A = luas penampang (m 2 )
3. Bilangan Reynold ( Re )
Untuk mengetahui bilangan Reynold dari suatu  aliran  digunakan  rumus  berikut (White, 1986).
Gambar 1. Skema rangkaian penelitian dengan peletakan tube bundle Keterangan : (1) Reservoir/tandon air, (2) Pompa,  (3) Tube bundle , (4) Flowmeter
Re = vd µ ................................................(3)
Dimana:
Re = Bilangan Reynold v   = kecepatan fluida (m/detik) d  = diameter pipa (m) µ = viskositas kinematika fluida ( m 2 /detik)
4. Penurunan Tekanan Aliran Fluida (P)
Untuk  mengetahui  penurunan  tekanan pada  aliran  untuk  saluran  pipa  digunakan rumus sebagai berikut (Munson, 2004). ΔP = P1 – P2 ...........................................(4)
PA  =  gh…………….............................(5) Dimana:
P1 = tekanan pada awal rangkaian (N/ m 2 ) P 2 = tekanan pada akhir rangkaian(N/ m 2 ) P A = tekanan di titik A (N/ m 2 )  = masa jenis fluida pengukur (kg/m 3 ) g = kecepatan gravitasi bumi (m/det 2 ) h = tinggi fluida pengukur (m)
5. Head Losses ( h )
Untuk  mengetahui  kerugian head pada aliran  pipa  yang  disebabkan  oleh  gesekan dalam  pipa  dan  sambungan  pada  pipa digunakan  rumus  sebagai  berikut  (Sularso, 2000).
H = Hf + Hm............................................(6)
Dimana:
H  = Head losses (m) Hf = Mayor losses (m) Hm= Minor losses (m)
a) Mayor Losses (kerugian akibat gesekan dalam pipa)
H f = f. l d v 2
2g ................................................(7)
Dimana:
H f = Head mayor (m) ℓ   = panjang pipa (m) d= diameter pipa (m) v   = kecepatan (m/detik) g   = gravitasi (m/detik 2 ) f    = faktor gesek (pada diagram mody) k
f (Re laminer) = 64
Re ................................(8) f (Re turbulen) = (Re,ε/D)......................(9)
Dimana: ε = kekarasan relatif pipa  (mm)
b) Minor Losses (kerugian akibat sambungan)
H m = K L v 2 2g ..........................................(10)
Dimana:
Hm = Head minor (m)
v    = kecepatan (m/detik)
g    = gravitasi (m/detik 2 ) K L = koefisien kerugian pada fitting

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Gambaran Umum Penelitian
Pemasangan  dua  jenis  ukuran  selang untuk  membuat tube  bundle pada  pipa berukuran 1,25 inci menghasilkan dua jenis tube  bundle yang  berbeda.  Penggunaan selang  dengan  diameter  berbeda  dengan telah  dibuktikan  oleh  Deki  (2015)  menjadi salah  satu  faktor  yang  mempengaruhi kehilangan  tinggi  tekan  atau head  losses . Penggunaan selang ukuran 0,2 inci menghasilkan tube  bundle yang  berisi  18 selang,  dan  penggunaan  selang  ukuran  0,4 inci  menghasilkan tube  bundle berisi  9 selang, masing-masing dibuat sepanjang 30 cm. Tube  bundle yang  sudah  dirangkai kemudian dipasangkan pada bagian sebelum sambungan  belokan  vertikal  90 o . Tube bundle adalah  salah  satu  jenis flow conditioner yang  terdiri  dari  kumpulan tabung-tabung yang diikat menjadi satu dan dipasang  pada  penampang  melintang  di dalam pipa (Wahyudi dan Praitikto, 2010).
Pengujian dalam penelitian ini dilakukan  dalam  dua  tahapan.  Tahapan pertama,  yaitu  pengukuran  volume  dan tahapan kedua yaitu pengukuran perubahan tekanan  yang  terjadi  sepanjang  aliran. Tahapan  pertama  dilakukan  untuk  melihat perubahan  debit  air  yang  mengalir  dengan menggunakan  meteran  air  pada  rangkaian dengan  pemasangan  dua  jenis tube  bundle dan  tanpa  pemasangan tube  bundle .
Sedangkan  tahap  kedua  dilakukan  untuk melihat  penurunan  tekanan  pada  awal  dan akhir  rangkaian  dengan  menggunakan manometer air raksa, baik yang menggunakan  pemasangan tube  bundle maupun  tanpa  pemasangan tube  bundle.
Pengujian  untuk  melihat  penurunan  nilai
head losses dengan pemasangan tube bundle dan  tanpa tube  bundle pada  belokan  90 o posisi vertikal, dilakukan dengan mengalirkan air dalam setiap rangkaian pipa dengan  mencatat  hasil  pengukuran  debit yang  terbaca  selama  5  menit  oleh  alat meteran air.

## Debit Aliran
Perhitungan  debit  yang  dihasilkan pada  ketiga  macam  perlakuan  dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar  2. Nilai  Debit  pada  Masing- masing Perlakuan
Grafik  pada  gambar  2  menunjukkan bahwa  pada  rangkaian  kontrol  memiliki nilai  debit  yang  paling  tinggi  yaitu 0,50liter/detik,  kemudian  diikuti  dengan rangkaian  menggunakan  pemasangan tube bundle 0,2  inci  yang  memiliki  nilai  debit rata-rata yaitu 0,45 liter/detik dan rangkaian dengan  pemasangan tube  bundle 0,4  inci memiliki nilai rata-rata debit terendah yaitu 0,41liter/detik.
Berdasarkan  hasil  pengujian,  nilai debit mengalami penurunan setelah pemasangan tube  bundle pada  rangkaian pipa  uji.  Penurunan  nilai  debit  akibat pemasangan tube  bundle ini  dapat  terjadi karena  adanya  laminarisasi  aliran  serta aliran  menjadi  lebih  stabil  yang  pada akhirnya  akan  mengurangi  kecepatan  dari aliran  itu sendiri sehingga debit aliran  juga akan  menurun.  Widodo  dan  Sulistiyowati (2016) menyatakan bahwa pemasangan tube bundle dalam  pipa  beraliran  fluida  akan menurunkan kecepatan aliran dan menurunkan nilai head losses . Tube bundle berfungsi menghilangkan turbulensi,
mengurangi gesekan  fluida dengan dinding dan  menstabilkan  kecepatan  fluida  yang mengalir.
Adapun  pada  rangkaian  dengan pemasangan tube  bundle 0,2  dan  0,4  inci menghasilkan nilai debit yang berbeda yakni 0,45liter/detik    dan  0,41liter/detik.  Artinya nilai  debit  aliran  pada  rangkaian  dengan pemasangan tube bundle 0,2 inci lebih tinggi dibandingkan  nilai  debit  pada  rangkaian dengan tube bundle 0,4 inci. Hal ini karena pada tube  bundle 0,2  inci  yang  dipasang setiap sebelum belokan memiliki kecepatan aliran  yang  lebih  tinggi  dibandingkan tube bundle ukuran  0,4  inci  (dijelaskan  pada parameter  kecepatan  aliran).  Perbedaan kecepatan aliran inilah yang mengakibatkan nilai  debit  aliran  yang  didapatkan  pada rangkaian  dengan tube 0,2  inci  lebih  besar dari pada rangkaian dengan tube 0,4 inci.
Selain diakibatkan oleh nilai kecepatan  aliran  yang  berbeda,  perbedaan nilai  debit  pada  rangkaian  dengan tube 0,2 dan 0,4 inci ini juga diakibatkan oleh adanya sistem  kapilaritas.  Kapilaritas  adalah  suatu fenomena naik atau turunnya permukaan zat cair  dalam  suatu  pipa  kapiler  (Prasetio  dan Rahmad,  1998).  Dalam  suatu  sistem kapilaritas  dapat  diketahui  bahwa  semakin kecil  diameter  pipa-pipa  kapiler  maka kapilaritasnya  semakin  tinggi.  Artinya, kenaikan zat cair pada pipa tersebut semakin tinggi.  Sehingga  dapat  diartikan  pula volume zat cair dalam tabung tersebut juga semakin  besar.  Gambar  3  adalah  ilustrasi fenomena  sistem  kapiler  yang  terjadi  pada selang dengan ukuran diameter berbeda.
Gambar 3. Fenomena Sistem Kapilaritas pada Fluida Air
Gambar  3  menunjukkan  ilustrasi fenomena  kapilaritas  yang  mengakibatkan perbedaan  volume  cairan  yang  terkandung
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 kontrol 0,2 inci 0,4 inci D eb it a ir (l /d et )
dalam dua ukuran diameter pipa. Berdasarkan gambar tersebut, diameter pipa yang  lebih  kecil  menimbulkan  gaya kapilaritas yang lebih tinggi yang berakibat kecepatan  yang  ditimbulkan  juga  lebih tinggi  dibandingkan  diameter  pipa  yang lebih  besar.  Demikianlah  pula  halnya dengan pemasangan tube bundle 0,2 dan 0,4 inci  pada  rangkaian  uji.  Kapilaritas tube bundle 0,2  inci  lebih  tinggi  dibandingkan dengan tube  bundle 0,4  inci  sehingga volume  air  yang  mengalir  dalam tube 0,2 inci  lebih  besar  dari  pada  volume  air  yang mengalir  pada tube 0,4  inci.  Sehingga didapatkanlah  nilai  debit  aliran  pada rangkaian dengan tube bundle 0,2 inci lebih besar dari pada debit aliran pada rangkaian dengan  pemasangan tube  bundle 0,4  inci sebagaimana  yang  terlihat  dari  grafik  nilai debit.

## Kecepatan Aliran
Nilai  kecepatan  aliran  diperoleh  dari perbandingan antara debit air yang mengalir dengan  luas  penampang  pipa.  Pengukuran kecepatan  aliran  pada  penelitian  ini  yaitu untuk  mengetahui  perbedaan  kecepatan aliran  yang  dihasilkan  sebelum  dan  setelah dipasangnya tube bundle pada rangkaian uji.
Adapun  nilai  kecepatan  aliran  yang diperoleh  dapat  dilihat  pada  gambar  4 berikut.
Gambar 4. Kecepatan Aliran Masing- masing Perlakuan
Kecepatan  aliran  adalah  jumlah  debit yang  mengalir  persatuan  waktu  dan dinyatakan  dengan  m/s.  Kecepatan  aliran dipengaruhi  oleh  beberapa  faktor,  di antaranya diameter pipa, panjang pipa, dan
kekentalan  atau  viskositas  dari  zat  cair  itu sendiri.
Berdasarkan hasil pengujian, kecepatan  aliran  yang  dihasilkan  berbeda- beda  pada  setiap  rangkaian  uji.  Dalam penelitian  ini tube  bundle dengan  diameter 0,4  inci  menghasilkan  kecepatan  aliran terendah  dibandingkan  dengan  rangkaian tanpa tube bundle maupun rangkaian dengan pemasangan tube  bundle 0,2  inci.  Di  mana kecepatan  aliran  yang  diperoleh  sebesar 0,54  m/det  pada  rangkaian  dengan tube bundle 0,4 inci dan sebesar 0,57 m/det pada rangkaian  dengan tube  bundle 0,2  inci. Adapun  pada  rangkaian  tanpa  pemasangan tube  bundle    didapatkan  nilai  kecepatan aliran  paling  tinggi  yakni  0,64  m/det. Dengan semakin tingginya kecepatan aliran pada  rangkaian  kontrol,  maka  tabrakan aliran  dengan  dinding  belokan  pipa  akan semakin  keras.  Akibat  tabrakan  tersebut pada aliran terjadi perubahan gaya sentrifugal,  sehingga  distribusi  kecepatan aliran  semakin  besar.  Akibatnya,  setelah fluida keluar dari daerah belokan pipa dalam fluida tersebut akan terjadi pemisahan aliran yang  menyebabkan  pola  aliran  fluida menjadi turbulen.
Adapun  setelah  pemasangan tube bundle sebelum  belokan,  maka  partikel fluida  yang  bergerak  ke  segala  arah  antar lapisan  fluida  serta  gerakan  fluida  yang berputar (penyebab vorteks) dibatasi dinding-dinding tabung tube bundle. Sehingga  setelah  melewati tube  bundle kerugian-kerugian  aliran  akibat  belokan dapat  diminimalisir  serta  aliran  menjadi lebih  stabil  dan  cenderung  menjadi  aliran laminer.  Widodo  dan  Sulistiyowati  (2016) menyatakan bahwa pemasangan tube bundle dalam pipa beraliran fluida akan menurunkan kecepatan aliran dan menurunkan  nilai head  losses .  Hal  ini karena tube  bundle memiliki  karakteristik yang baik jika dipasang pada aliran turbulen. Aliran ini akan ditranformasi menjadi lebih stabil,  serta  gesekan  fluida  dengan  dinding berkurang.
Hasil  ini  menunjukkan  pada tube bundle 0,2  inci  yang  dipasang  sebelum
0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 kontrol 0,2 inci 0,4 inci Kec ep at an A lira n (m /d et )
belokan  memiliki  kecepatan  aliran  yang lebih  tinggi  dibandingkan  dengan tube bundle ukuran 0,4 inci. Perbedaan kecepatan aliran  ini  diakibatkan  oleh  perbedaan diameter tube yang  digunakan,  sehingga luas  penampang  dari  masing-masing tube juga berbeda.
Perbedaan  luas  penampang  ini  yang pada  akhirnya  mengakibatkan  kecepatan aliran berbeda. Adapun perubahan kecepatan  yang terjadi  ini akan  berbanding terbalik  dengan  luas  penampang  aliran. Artinya  semakin  kecil  luas  penampang aliran,  maka  kecepatan  aliran  semakin tinggi.  Prasetio  dan  Rahmad  (1998) menyatakan  bahwa  apabila  fluida  bergerak ke  dalam  penyempitan  (luas  penampang lebih  kecil),  maka  kecepatan  fluida  akan menjadi  lebih  besar.  Hal  inilah  yang menyebabkan  nilai  kecepatan  aliran  pada rangkaian  dengan  pemasangan tube  bundle 0,2 inci lebih besar daripada tube bundle 0,4 inci.

## Bilangan Reynold
Bilangan  Reynold  diperoleh  dengan mengalikan kecepatan aliran dengan diameter  pipa  dan  membaginya  dengan viskositas zat cair yang dalam pengujian ini adalah  air.  Nilai  kekentalan  atau  viskositas bergantung  dari  suhu  air  dimana  suhu  air pada  penelitian  ini  sebesar  28 o C.  Adapun nilai  bilangan  Reynold  dapat  dilihat  pada gambar 5.
Gambar 5. Grafik Bilangan Reynold Masing-masing Rangkaian
Aliran  viskos  untuk  menentukan  tipe bilangan Reynold dapat  dibedakan  menjadi dua  tipe  yaitu  aliran  laminer  dan  turbulen.
Untuk  aliran  pipa,  nilai  bilangan  Reynold harus kurang dari 2100 untuk aliran laminar dan  lebih  besar  dari  4000  untuk  aliran turbulen (Munson, 2004).
Bilangan  Reynold  yang  didapatkan berbeda-beda  pada  setiap  rangkaian  yang diamati.  Bilangan  Reynold  pada  rangkaian kontrol  sebesar  24174.  Adapun  nilai bilangan  Reynold  pada  rangkaian  dengan pemasangan tube  bundle 0,2  dan  0,4  inci berturut-turut  sebesar  21775  dan  19567. Perbedaan  nilai  bilangan  Reynold  dari rangkaian  kontrol  dan  rangkaian  dengan pemasangan tube  bundle 0,2  dan  0,4  inci dipengaruhi  oleh  berbedanya  kecepatan aliran pada masing-masing rangkaian. Pada rangkaian  kontrol  menghasilkan  bilangan Reynold  terbesar,  serta  bilangan  Reynold terkecil  diperoleh  pada  rangkaian  dengan pemasangan tube bundle 0,4 inci.
Nilai  bilangan  Reynold  pada  gambar 5.  menunjukkan  bahwa  pemasangan tube bundle pada rangkaian mengakibatkan nilai bilangan  Reynold  mengalami  penurunan. Dengan  semakin  menurunnya  bilangan Reynold ini membuktikan bahwa pemasangan tube  bundle efektif  digunakan untuk mengurangi turbulensi aliran. Sehingga  dengan  berkurangnya  turbulensi aliran  utamanya  setelah  aliran  melewati belokan,  maka  intensitas  vorteks  dan pusaran  ganda  penyebab head  losses menjadi  berkurang.  Wahyudi  dan  Pratikto (2010) menyatakan apabila bilangan Reynold meningkat dengan viskositas tetap, maka intensitas turbulensi fluida dan vorteks yang  dihasilkan  ketika  fluida  melewati belokan  akan  meningkat.  Meningkatnya turbulensi  inilah  yang  mengakibatkan head losses fluida semakin besar.
Adapun nilai semua bilangan Reynold yang diperoleh pada penelitian ini baik pada rangkaian  tanpa  pemasangan tube  bundle maupun rangkaian dengan pemasangan tube bundle lebih  besar  dari  4000.  Artinya  tipe aliran yang dihasilkan pada setiap rangkaian dalam  penelitian  ini  bertipe  turbulen.  Nilai bilangan  Reynold  lebih  besar  dari  4000 dikatakan aliran turbulen (Munson, 2004).
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 kontrol 0,2 inci 0,4 inci B ila n ga n R eyn o ld

## Tekanan Aliran
Nilai penurunan tekanan dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6. Grafik Penurunan Nilai Tekanan Masing-masing Rangkaian
Air  yang  mengalir  di  dalam  pipa mengalami  penurunan  tekanan  pada  sisi keluar  pipa.  Perbedaan  tekanan  air  yang masuk  dan  keluar  pipa  disebabkan  oleh hambatan  aliran  baik  berupa  sambungan belokan maupun pengecilan dan pembesaran,  kekasaran  permukaan  dalam pipa,  gesekan  air  dengan  permukaan  pipa  , panjang  pipa,  diameter  pipa  dan  kecepatan aliran.
Menurut  Rahmat  dan  Irawan  (2010), adanya  sambungan  dapat  menghambat aliran  normal  dan  menyebabkan  gesekan tambahan.  Pada  pipa  yang  pendek  dan mempunyai banyak sambungan, fluida yang mengalir  di  dalamnya  akan  mengalami banyak  kehilangan  energi  dan  penurunan tekanan. Kehilangan tekanan pada pipa juga disebabkan  oleh  perubahan  penampang aliran  atau  pada  tikungan  atau  gangguan- gangguan  lain  yang  mengganggu  aliran normal, serta tahanan gesekan pada aliran.
Berdasarkan hasil pengujian, pemasangan tube bundle telah mengakibatkan penurunan tekanan. Adapun nilai  tekanan  aliran  pada  awal  rangkaian setelah  pemasangan tube  bundle 0,2  inci maupun  0,4  inci  mengalami  peningkatan. Peningkatan  paling  tinggi  terjadi  pada rangkaian dengan tube bundle 0,4 inci yakni sebesar  14394,24  N/m 2 kemudian  diikuti dengan tube  bundle 0,2  inci  dengan  nilai tekanan sebesar 13248,03 N/m 2 .
Nilai  tekanan  pada  akhir  rangkaian
dengan  pemasangan tube  bundle baik  0,4 dan  0,2  inci  juga  mengalami  peningkatan.
Nilai  tekanan  yang  diperoleh  masing- masing sebesar 11728,64 N/m 2 dan 11728,64  N/m 2 .  Adapun  pada  rangkaian kontrol  nilai  tekanan  alirannya  sebesar 10928,96  N/m 2 .  Peningkatan  nilai  tekanan di akhir rangkaian setelah pemasangan tube bundle ini sejalan dengan peningkatan pada awal rangkaian. Artinya semakin tinggi nilai tekanan  aliran  pada  awal  rangkaian,  maka akan semakin tinggi pula nilai tekanan pada akhir  rangkaian  tersebut.  Hal  inilah  yang menyebabkan  nilai pressure  drop aliran setelah  pemasangan tube  bundle semakin tinggi,  yakni  dari  66,40  N/m 2 pada rangkaian  kontrol  menjadi  1785,95  N/m 2 pada  rangkaian  dengan  pemsangan tube bundle 0,2  inci  serta  2665,60  N/m 2 pada rangkaian  dengan  pemasangan tube  bundle
0,4 inci.
Perbedaan  nilai  tekanan  aliran  yang diperoleh  dari  hasil  pengukuran  baik  pada awal  dan  akhir  rangkaian  diakibatkan  oleh kecepatan  aliran  itu  sendiri.  Sebagaimana yang  telah  dijelaskan  pada  parameter kecepatan  aliran,  pada  rangkaian  dengan pemasangan tube  bundle 0,2  inci  yang dipasang  setiap  sebelum  belokan  memiliki kecepatan aliran yang lebih tinggi dibandingkan  dengan tube  bundle ukuran 0,4 inci. Perbedaan kecepatan ini mengakibatkan tekanan aliran pada rangkaian dengan tube bundle 0,2 inci lebih rendah  dari  pada  tekanan  aliran  pada rangkaian  dengan tube  bundle 0,4  inci. Wibowo  (2013)  menyatakan  apabila  nilai kecepatan fluida rendah maka nilai tekanan akan  tinggi  dan  sebaliknya  apabila  nilai kecepatan  tinggi  maka  nilai  tekanan  akan rendah. Sehingga berdasarkan hasil pengujian,  pemasangan tube  bundle pada belokan vertikal efektif digunakan berdasarkan  pertimbangan  kemungkinan terjadinya  turbulensi,    kavitasi  dan  getaran pada rangkaian pipa yang dapat mengakibatkan kerusakan berupa kebocoran,  tinggi  tekanan  air  hilang,  dan penurunan  tingkat  penyaluran  air.  Hal tersebut  dikarenakan  kehilangan  tekanan
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 kontrol 0,2 inci 0,4 inci P en u ru n an T ek an an (N /m 2 )
akibat  belokan  dapat  dikurangi  dengan adanya  laminarisasi  setelah  pemasangan tube  bundle .  Hal  ini  sesuai  dengan pernyataan  Wahyudi  dan  Pratikto  (2010) bahwa  partikel  fluida  yang  bergerak  ke segala  arah  antar  lapisan  fluida  (penyebab turbulensi ) dan gerakan partikel fluida yang berputar (penyebab vortex ) dibatasi dinding- dinding  tabung tube  bundle .  Sehingga setelah  melewati tube  bundle profil  aliran yang dihasilkan menjadi lebih stabil.

## Head Losses
Gambar  7  adalah  grafik head  losses yang terjadi pada masing-masing rangkaian. Head  losses dihitung  dengan  mengalikan antara  faktor  gesekan  dengan  panjang  pipa dibagi  diameter  pipa  dan  kecepatan  aliran dibagi dengan gravitasi. Head losses terjadi diakibatkan  dua  komponen  yaitu mayor losses dan minor losses.
Gambar  7. Nilai Head  Losses Masing- masing Rangkaian
Mayor  losses pada  penelitian  ini diakibatkan  oleh  gesekan  dengan  dinding pipa. Mayor losses adalah kerugian tekanan yang  diakibatkan  oleh  adanya  gesekan  di sepanjang  aliran  pipa.  Pada  penelitian  ini, panjang  pipa  yang  digunakan  yaitu  6,3 meter.  Berdasarkan  hasil  pengamatan  dan perhitungan,  didapatkan  nilai head  losses mayor pada rangkaian kontrol sebesar 0,106 m.  Sedangkan  pada  rangkaian  dengan pemasangan tube bundle baik yang berdiameter 0,2 inci maupun 0,4 inci terlihat mengalami  penurunan  nilai head  losses yakni  berturut-turut  sebesar  0,086  m  dan 0,072 m.
Adapun minor  losses pada  penelitian
ini  diakibatkan  oleh  adanya  sambungan belokan  90 o yang  dipasang  dengan  posisi vertikal pada rangkaian uji. Pada rangkaian kontrol  (tanpa  pemasangan tube  bundle sebelum  belokan)  nilai head  losses  minor yang didapat sebesar 0,0061 m. Sedangkan pada  rangkaian  dengan  pemasangan tube bundle sebelum  belokan,  seperti  halnya head  lossesmayor ,  nilai head  lossesminor yang didapatkan juga mengalami penurunan yakni  0,0050  m  pada  rangkaian  dengan pemasangan tube  bundle 0,2  inci  serta 0,0040 m pada rangkaian dengan pemasangan tube bundle 0,4 inci.
Grafik  pada  gambar  7  menunjukkan nilai head losses total yang didapatkan pada masing-masing  rangkaian  uji. Head  losses total  merupakan  hasil  penjumlahan  antara mayorlosses dengan minorlosses yang didapatkan  pada  masing-masing  rangkaian. Karena  merupakan  hasil  penjumlahan  dari head  losses  mayor dan minor ,  maka head losses total seperti yang terlihat pada grafik juga mengalami penurunan setelah dipasangkannya tube bundle pada rangkaian uji.  Pada  rangkaian  kontrol  dan  rangkaian dengan  pemasangan tube  bundle 0,2  inci serta  0,4  inci  nilai head  losses total  yang didapatkan  berturut-turut  sebesar  0,112  m,
0,091 m dan 0,076 m.
Berdasarkan  hasil  pengujian  yang telah  dipaparkan  sebelumnya,  pemasangan tube  bundle pada    belokan  vertikal  efektif digunakan  untuk  menurunkan  nilai head losses suatu aliran fluida dalam pipa. Karena dengan  dipasangnya tube  bundle sebelum belokan, kemungkinan terjadinya turbulensi,    kavitasi  dan  getaran  pada rangkaian  pipa  yang  dapat  mengakibatkan kerusakan berupa kebocoran, tinggi tekanan air hilang, dan penurunan tingkat penyaluran air dapat diminimalisir.
Hal  tersebut  terlihat  dari  hasil pengujian  yang  menunjukkan  kemampuan tube  bundle untuk  menurunkan  nilai head losses dan meningkatkan nilai tekanan aliran pada  rangkaian  uji.  Hal  ini  sesuai  dengan penjelasan Widodo dan Sulistiyowati (2016) bahwa head  losses dapat  dikurangi  dengan pengkondisian  aliran  yang  timbul.  Aliran
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 kontrol 0,2 inci 0,4 inci H e ad T o ta l (m )
turbulen setelah belokan dinetralisir dengan tube  bundle yang  memaksa  turbulensi melewati  pipa  tersebut.  Pengkondisian  ini memberikan dampak partikel-partikel fluida terkumpul dalam satu pipa dan mengurangi tumbukan  antar  partikel.  Arah  aliran menjadi  linear  sesuai  dengan  dinding  pipa, sehingga  setelah  fluida  melewati  pipa-pipa penyearah dalam tube bundle ini, aliran akan dilaminarisasi dan kecepatan akan berkurang.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan Berdasarkan hasil analisis dan pembahasan,  dapat  ditarik  kesimpulan bahwa  pemasangan tube  bundle sebelum belokan  menyebabkan  penurunan  debit, kecepatan  aliran,  bilangan  Reynold,  dan head  losses. Adapun  nilai  penurunan tekanan  yang  terjadi  lebih  meningkat dengan adanya pemasangan tube bundle .

## Saran
Untuk  penelitian  selanjutnya,  dapat dilakukan penelitian serupa dengan memvariasikan ukuran panjang tube bundle , baik  pada  rangkaian  dengan  pemasangan belokan posisi vertikal maupun horizontal.

## Ucapan Terima Kasih
Ucapan terimakasih disampaikan kepada  pihak  Laboratorium  Teknik  dan Konservasi  Lingkungan  Pertanian  Fakultas Teknologi Pangan dan Agroindustri Universitas Pertanian atas dukungan sarana dalam melaksanakan penelitian ini.

## DAFTAR REFERENSI
Munson, Bruce R. (2004). Mekanika Fluida (Terjemahan) .  Edisi  Keempat  Jilid  1. Penerbit Erlangga: Jakarta.
Deki, Yasnova. (2015). Studi Eksperimentaal  Kehilangan  Tinggi Tekan (Head Losses) terhadap Variasi Diameter  Pipa  Polyvinyl  Chloride
(PVC). Diploma thesis. UPT.
Perpustakaan Unand.
Mustawa,  M.,  Abdullah,  S.H.,  Putra,
G.M.D.  (2017).  Analisis  Efisiensi Irigasi  Tetes  pada  Berbagai  Tekstur Tanah Untuk Tanaman Sawi
( Brassica  juncea ). Jurnal  Ilmiah Rekayasa Pertanian dan Biosistem ,  5 (2) .
Prasetio dan Rahmad. (1998). Fisika Untuk Sains dan Teknik (Terjemahan). Edisi Ketiga  Jilid  1.  Penerbit  Erlangga:
Jakarta. Rahmat, S., dan Irawan, A. (2010). Analisa Kerugian  Head  Akibat  Perluasan  dan Penyempitan Penampang Pada Sambungan  90 o .  Skripsi.  Fakultas Teknik. Jurusan Teknik Mesin. Universitas Hasanuddin: Makasar. Raswari. (1986). Teknologi dan Perencanaan Sistem Perpipaan. Penerbit Universitas Indonesia: Jakarta. Sularso. (2000). Pompa dan Kompresor. PT Pradnya Paramita: Jakarta.
Wahyudi, S., dan Pratikto. (2010). Penurunan  Kerugian Head Pada Belokan Pipa Dengan Peletakan Tube bundle . Jurnal Teknik Mesin, 12 (1).
White,  Frank  M.  (1986).  Fluid  Mechanics; Mc  Graw  Hill  Book  Company:  New York.
Wibowo. (2013). Analisis Penurunan  Head losses  Pada  Belokan  Pipa  180 0
Dengan  Variasi Non  Tube  bundle , Tube  bundle 0,25  Inci,  dan Tube bundle 0,5 Inci.  Skripsi.  Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin
Universitas Jember: Jember.
Widodo,  E.,  dan  Sulistiyowati,  I.  (2016). Rekayasa  Instalasi  Pompa  Untuk Menurunkan  Head  Loss .  Prosiding
SNTT FGDT 2016.