Dalam rangka memberikan pelayanan air minum dan sanitasi kepada masyarakat dan mendorong keseimbangan ekologi, ekonomi, dan kesehatan sosial di masyarakat, baik saat ini maupun dimasa depan, sistem air perkotaan yang berkelanjutan sangat penting. Banyak negara menghadapi tantangan mengatasi peningkatan populasi, kekurangan air, perubahan iklim, dan lingkungan .Namun, di negara-negara industri, sebagian besar sistem air perkotaan telah mampu memenuhi kebutuhan air dan sanitasi perkotaan melalui penggunaan struktur terpusat. Lebih-lebih lagi,sistem perkotaan terutama berkaitan dengan pengolahan air. Tujuan mendasar dari Jaringan Distribusi Air (WDN) adalah untuk menyediakan air bersih yang cukup untuk pengguna. Memelihara pasokan air yang stabil dan aman telah menjadi sulit bagi banyak kota karena meningkatnya pembangunan dan kekurangan air. Sejumlah besar air terbuang melalui pipa sistem distribusi. Kebocoran air tidak hanya memboroskan sumber daya air tetapi juga memiliki biaya sosial ekonomi. Telah ditentukan bahwa kehilangan air dapat dikurangi lebih lanjut dengan:meningkatkan kemampuan mendeteksi kebocoran. Langkah-langkah ini dapat mendukung lingkungan dengan:menghemat air dan mengurangi emisi energi dan gas rumah kaca.
Penelitian ini berfokus pada matematika pemodelan aliran dan kehilangan air melalui bukaan kebocoran pada sistem pipa pintar. Penelitian memperkenalkan model matematika cerdas yang dapat digunakan perusahaan air untuk memprediksi aliran air, kehilangan, dan kinerja, sehingga memungkinkan masalah dan tantangan untuk dikelola secara efektif. Sejauh ini, sebagian besar pekerjaan pemodelan dalam operasi air telah didasarkan pada data empiris dari pada matematis menggambarkan hubungan proses, yang dibahas dalam penelitian ini.
Gaya yang dihasilkan oleh beban tekanan cairan yang bekerja pada permukaan yang terendam dikenal sebagai tekanan hidrostatik. Pemahaman tentang bagaimana gaya fluida bekerja diperlukan untuk desain komponen model. Besarnya gaya resultan dan pusat tekanan harus ditentukan untuk desain seperti itu. Mekanika fluida dimulai dengan perhitungan gaya hidrostatik dan posisi pusat tekanan. Tekanan pusat adalah lokasi pada permukaan terendam di mana tekanan hidrostatik yang dihasilkan kekuatan diterapkan.
Aliran fluida dipelajari dengan menggunakan bilangan Reynolds. Bilangan Reynolds menilai apakah aliran fluida adalah laminar atau turbulen. Aliran transisi adalah aliran fluida yang antara laminar dan turbulen. Secara umum, fluida dengan aliran laminar memiliki Reynolds bilangan kurang dari 2000, sedangkan fluida dengan aliran turbulen memiliki bilangan Reynolds lebih besardari 4000. Aliran transisi berkisar antara 2000 dan 4000. Dalam percobaan, dapat ditunjukkan bahwa kedua percobaan, saat menguji aliran laminar, memiliki bilangan Reynolds yang lebih kecil dari 2000. Di sisi lain, ketika menguji aliran transisi, kedua bilangan Reynolds ditentukan berada di kisaran 2000 hingga 4000. Saat menguji aliran turbulen, Bilangan Reynolds untuk kedua percobaan melebihi 4000. Ini menunjukkan bahwa teori fluida aliran sebelum percobaan, yang didasarkan pada bilangan Reynolds, adalah sama dengan nilai yang dihitung berdasarkan rumus Reynolds.
Sebuah model matematika dikembangkan untuk menggambarkan sistem aliran air. Lebih-lebih lagi, model tersebut terbukti realistis dalam mengidentifikasi kerugian dalam jaringan pipa. Solusinya metode ini didasarkan pada metodologi berulang yang mengarah pada pengukuran minor dan kehilangan air yang besar. Mengetahui tekanan hidrostatik dari air tertentu yang berhubungan struktur juga akan membantu dalam desain struktural untuk menjamin bahwa gaya tekanan air diberikan tidak menyebabkan struktur runtuh. Selain itu, semua perhitungan termasuk dalam parameter yang ditunjukkan oleh bilangan Reynolds, memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa teori itu penting dan relevan dalam kehidupan nyata. Seorang insinyur mungkin dapat meningkatkan kapasitas pelepasan pipa sambil meminimalkan kerugian kepala per satuan panjang pipa. Akibatnya, ketika seorang insinyur kebutuhan untuk meningkatkan produksi pipa, faktor-faktor ini akan dipertimbangkan.
Penulis: Dr. Nurina Fitriani, S.T.
