Misteri Aliran Air Yang Macet

Dua minggu lalu, pada hari sabtu-minggu, saya membuat saluran air dengan pipa paralon 1/2 inch sepanjang 7 pipa. Hari sabtu berikutnya dilanjutkan 4 pipa lagi untuk instalasi di kamar mandi dan di wash bak. Layout kasarnya seperti di gambar berikut :

Aliran air lancar seperti diharapkan

Alir pun mengalir deras tanpa masalah. Tapi pada minggu pagi air berhenti mengalir. Minggu siang saya gali lagi 3 pipa terdepan, hasilnya oke, air mengalir tanpa hambatan. Yang 3 pipa lagi berikutnya terlalu dalam untuk digali. Bak air pun penuh, tapi kok tidak mengalir yah ??? Ada benda asing masuk hingga menyumbat? Kalau ada penyumbat maka kemungkinan penyumbatnya nyangkut di stop kran yang berada pada ketinggian h1 pada pipa pertama setelah pipa ke 7 yang menurun. Senin sore sepulang kerja saya langsung memotong pipa ke 8 (yg ada stop krannya). Setelah dipotong (dibedah), awalnya air mengalir tersendat-sendat lewat lobang bedah itu. Tapi tak lama kemudian air mengalir deras. Pipa saya sambung lagi dan air mengalir deras di kran dalam rumah. Oh benda asingnya sudah hilang terbuang, pikir saya. Tapi air kembali mati pada selasa siang. Kembali sepulang kantor, saya bedah lagi pipa ke 8. Sambungan baru yang dibuat senen, saya buka (untung tidak saya lem). Kembali air mengalir tersendat-sendat terus mengalir deras. Apa sih penyebabnya?Ternyata benda asing yang menyumbat itu adalah udara! Loh kok bisa?

Penyebab aliran air mati

Pada saat permukaan bak air naik-turun pada ketinggian pipa maka udara masuk ke pipa. Oh yah jumlah pipa dari titik bedah hingga keran bukan empat tapi 5. Dan level air berhenti mengalir adalah pada pertengahan pipa no 7. Artinya jika pipa no 7 hanya terisi setengah maka air tidak mengalir pada kran dalam rumah. Jadi volume m1 adalah 5 + 1 (pipa no 8) + 1/2 (pipa no 7) = 6,5 pipa. Asumsikan energi potensial pada pipa akhir ini adalah E1 = m1*g*h1 ( * artinya tanda kali). Mestinya sih pakai integral yah buat menghitung energi potensial pada pipa2 berdiri (baik tegak maupun 45 derajat miring). Sementara Energi potensial pada pipa awal yaitu 6 pipa pertama dari bak + 1/2 pipa no 7 adalah E2 = m2*g*h2. Dengan h2 = 2*h1 = 2 h maka

E1 = m1*g*h

E2 = m2*g*2h

Jelas pada keadaan seluruh pipa terisi penuh air maka m2 = m1 dan E2 = 2*E1, maka tak masalah air pun mengalir deras ke kran dengan energi kinetik 0.5*m*v*v = E1. Pada saat udara masuk, katakanlah 50% yang masuk adalah udara dan 50% adalah air. Maka m2` = 1/2 m2 = 1/2 m1, sehingga E2` = 1/2 E2 = E1. Yah pantas air berhenti mengalir ! Solusinya adalah membuang udara pada pipa awal atau membuang air pada pipa akhir. Proses bedah pada pipa 8 ternyata sebenarnya membuang udara pada pipa awal dan membuang sebagian air pada pipa 8 (sebagian m1). Jadi menaikan m2 dan menurunkan m1. Solusi lain adalah memasang pompa dangkal untuk mengosongkan m1 dan udara pada m2. Saat ini yang dilakukan adalah membuat lubang buang pada pipa 8.

Solusi lobang buang

Sebenarnya cukup dibuka saja sambungan pipanya tapi rupanya istri saya kesulitan untuk melakukannya, jadi saya buatkan lubang buang dengan menggunakan T drat.




Lubang buang T drat





Asli ndeso banget hahahahaha




Seluruh pipa 7 dan sebagian besar pipa 8 kini ter-urug brangkal setinggi 1 m, susah digali kembali.




Lubang buang pada pipa 8

Weleh ternyata bikin saluran air tertutup benar-benar harus memperhitungkan hukum kekekalan energi. Kebayang masyarakat(atau malah PDAM juga) yang memasang saluran pipa/selang berpuluh2 hingga beratus-ratus meter yah. Solusi totalnya yah ujung pipa/selang dipasang pada dasar bak jika memungkinkan dan tentunya bak tidak boleh kering yang menyebabkan udara masuk.