4 Laporan Praktikum Mekanika Fluida Dan Hidrolika Saluran Terbuka

PENDAHULUAN

Sesuai dengan buku penuntun petunjuk “Praktikum Hidrolika Saluran Terbuka” percobaan-percobaan percobaan-percobaan dilakukan di laboratorium. Penyelidikan di laboratorium meliputi: 

Pengukuran debit air dalam suatu penampang.



Loncatan hidrolis



Bendung ambang lebar

Percobaan dan penyajian laporan hasil praktikum di laboratorium ini di lakukan berkelompok. Dalam laporan ini dicantumkan maksud atau tujuan, lokasi atau tempat percobaan, alat dan prosedur pelaksanaannya. Sedangkan hasil praktikum disajikan langsung dalam bentuk tabel lengkap dengan perhitungannya.

1.1.

Latar Belakang

Pada umumnya, mahasiswa sangatlah sulit menerima suatu materi kuliah pada saat proses perkuliahan berlangsung. Salah satu contohnya mengenai penjelasan aliran pada saluran terbuka. Karena mengingat sifatsifat dari saluran terbuka sangatlah banyak. Sehingga, sangat sulit menggambarkan aliran pada suatu bangunan air. Untuk itu, kegiatan praktikum di laboratorium sangatlah membantu dalam menunjang dan menambah pengetahuan dan pemahaman mahasiswa mengenai permasalahan tersebut.

1.2.

Lingkup Percobaan Percobaan

Percobaan di laboratorium yang dilakukan mengenai ”Saluran Terbuka” ini, pengujiannya terbatas hanya pada dua jenis bangunan air dalam saluran terbuka, yaitu: a. Pintu tegak ( Sluice Gate ). b. Loncatan Hidraulik c. Bendung Ambang Lebar ( Board Crestsd Weir ).

Laporan Praktikum Mekanika Fluida Fluida dan Hidrolika | 1

Jenis bangunan di atas dipilih berdasarkan pada terapan di lapangan. Karena bangunan tersebut berguna sebagai pengontrol aliran di saluran terbuka. Adapun beberapa materi yang langsung diperagakan dalam percobaan meliputi: a. Debit Aliran yang melalui sluice gate. b. Loncatan Hidrolis c. Sifat-sifat aliran : sub-kritis, kritis, dan superkritis

1.3.

Tujuan dan Kegunaan

Dalam setiap praktikum pasti selalu memiliki tujuan dan kegunaan. Adapun tujuan dan kegunaan dari praktikum ini adalah: Tujuan praktikum 

Untuk mengenalkan dan menambah pengetahuan mahasiswa dalam kaitannya dengan materi yang diberikan pada kuliah tatap muka.



Mahasiswa dapat memahami sifat-sifat aliran saluran terbuka setelah melakukan praktikum.



Mahasiswa dapat menggambarkan aliran pada suatu bangunan air.

Kegunaan praktikum 

Untuk

lebih

mempertajam

pengetahuan

mahasiswa

dalam

memahami masalah hidrolika, khususnya permasalahan pada aliran saluran terbuka.

1.4.

Aturan Mengikuti Praktikum

a. Praktikum dikerjakan oleh mahasiswa secara berkelompok di bawah bimbingan dari seorang asisten yang diambil dari anggota kelompok dosen bidang keahlian hidro di program studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana. b. Batas waktu penyelesaian laporan untuk setiap kelompok adalah satu bulan setelah pelaksanaan praktikum. c. Apabila dalam batas waktu tersebut laporan belum selesai dan disetujui oleh asisten, maka kelompok yang bersangkutan dinyatakan gugur.


Jenis bangunan di atas dipilih berdasarkan pada terapan di lapangan. Karena bangunan tersebut berguna sebagai pengontrol aliran di saluran terbuka. Adapun beberapa materi yang langsung diperagakan dalam percobaan meliputi: a. Debit Aliran yang melalui sluice gate. b. Loncatan Hidrolis c. Sifat-sifat aliran : sub-kritis, kritis, dan superkritis

1.3.

Tujuan dan Kegunaan

Dalam setiap praktikum pasti selalu memiliki tujuan dan kegunaan. Adapun tujuan dan kegunaan dari praktikum ini adalah: Tujuan praktikum 

Untuk mengenalkan dan menambah pengetahuan mahasiswa dalam kaitannya dengan materi yang diberikan pada kuliah tatap muka.



Mahasiswa dapat memahami sifat-sifat aliran saluran terbuka setelah melakukan praktikum.



Mahasiswa dapat menggambarkan aliran pada suatu bangunan air.

Kegunaan praktikum 

Untuk

lebih

mempertajam

pengetahuan

mahasiswa

dalam

memahami masalah hidrolika, khususnya permasalahan pada aliran saluran terbuka.

1.4.

Aturan Mengikuti Praktikum

a. Praktikum dikerjakan oleh mahasiswa secara berkelompok di bawah bimbingan dari seorang asisten yang diambil dari anggota kelompok dosen bidang keahlian hidro di program studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Udayana. b. Batas waktu penyelesaian laporan untuk setiap kelompok adalah satu bulan setelah pelaksanaan praktikum. c. Apabila dalam batas waktu tersebut laporan belum selesai dan disetujui oleh asisten, maka kelompok yang bersangkutan dinyatakan gugur.


d. Laporan dibuat dalam kertas dengan ukuran A4, diketik dengan jarak 1,5 spasi dan dijilid dengan warna sampul Fakultas Teknik. e. Laporan asli dikumpul di Lab. Hidrolika, sedangkan sebagai arsip setiap anggota kelompok berupa fotocopy-nya. f. Pada saat berlangsungnya praktikum, setiap kelompok akan didampingi oleh teknisi dan asisten. Bila asisten tidak hadir, maka pelaksanaan praktikum akan ditunda, dan hasil hasil praktikum harus di acc oleh asisten. g. Setiap anggota kelompok harus hadir dan mengikuti praktikum sampai selesai. Apabila diketahui melanggar hal tersebut, maka anggota kelompok yang bersangkutan dinyatakan gugur. 1.5.

Isi Laporan

Isi laporan menyajikan bagian-bagian sebagai berikut: I. PELAKSANAAN PERCOBAAN 1.1 Teori dasar. 1.2 Peralatan yang digunakan. 1.3 Cara kerja. 1.4 Tabulasi data percobaan. II. HASIL DAN PEMBAHASAN 2.1 Perhitungan. 2.2 Pembahasan. 2.3 Gambar hasil percobaan. III. KESIMPULAN 3.1 Kesimpulan 3.2 Saran


PRAKTIKUM HIDROLIKA SALURAN TERBUKA

Materi Percobaan : A Debit Aliran yang Melalui "Slui ce Gate "

Dikerjakan Oleh : Kelompok 6

1. Putu Glendy Prima Dipta

1404105045

2. I Nyoman Indra Kumara

1404105046

3. I Made Aryatirta Predana

1404105047

4. I Putu Angga Pariyana Putra

1404105048

5. I Putu Gde Wira Suryatmaja

1404105049

6. Novia Lelyana

1404105050

7. Ni Kadek Sri

1404105051

8. I Putu Bagus Mega Dhendra

1404105052

Disetujui Oleh :

(Ir. I Ketut Suputra, MT.) NIP. 19540817 198601 1 001

LABORATORIUM HIDROLIKA JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA 2015

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 4

PERCOBAAN A : DEBIT ALIRAN YANG MELALUI “SLUICE GATE”

1. TUJUAN

a. Mendemonstrasikan aliran melalui pintu sorong. b. Menunjukan bahwa pintu sorong dapat digunakan sebagai alat ukur dan pengatur debit.

2. TEORI DASAR

Pengaliran di bawah sluice gate mempunyai dua kondisi, yaitu pengaliran bebas ( free flow ) dan pengaliran tenggelam ( submerge flow ). Kondisi pengaliran bebas dicapai bila aliran di depan pintu adalah subkritis dan di belakang pintu adalah superkritis. Untuk kondisi pengaliran tenggelam akan dicapai bila kedalaman air di belakang pintu lebih tinggi dari bukaan pintu. a. Pengaliran Bebas.

Dalam pengaliran bebas, debit diperoleh dengan rumus :

Q  Cd x b x Yg x 2.g.Y0 Dimana : Q

=

debit yang melalui pintu ( 3 / )

Cd

=

koefisien debit.

b

=

lebar pintu ( m ).

Yg

=

tinggi bukaan pintu ( m ).

Y0

=

tinggi muka air di hulu ( m ).

b. Pengaliran Tenggelam. Untuk pengaliran tenggelam, debit diperoleh dengan rumus:

Q  Cd x b x Yg x 2.g. Y0  Y g 


Total Head di hulu dan hilir pintu.

V 0 

Q Y 0  b

2

H 0  Y 0 

V 0

2. g

 Y 0 

V 1 

H 1  Y 1 

V 12 2. g

Q

2

2. g .Y 0  b 

2

Q Y 1  b

 Y 1 

Q

2

2. g .Y 1  b 

2

Dimana: H0

=

total head di hulu ( m ).

H1

=

total head dihilir pintu ( m ).

V0

=

kecepatan rata-rata di hulu ( m/dt ).

V1

=

kecepatan rata-rata di hilir ( m/dt ).

Y0

=

tinggi muka air di hulu pintu ( m ).

Y1

=

tinggi muka air di hilir pintu ( m ). V 0

2

2. g Total head line

V0

Y0

V 1

H0 or E0

2. g Yg

Section 0

2

H1 or E1 Water surface

V1

Y1 Section 1


3. PERALATAN a. Flume ( saluran terbuka ).

b. Pintu tegak ( sluice gate )

c. Point gauge


d. Pitot meter ( tabung pitot atau manometer )

4. CARA KERJA

a. Siapkan peralatan posisi flume ( saluran terbuka ) horizontal dan posisi pintu ( sluice gate ) tegak lurus dasar saluran. b. Point gauge diletakkan disebelah hulu dan hilir pintu untuk mengukur ketinggian airnya. c. Pitot meter dipasang di sisi flume untuk mengukur debit air yang mengalir dalam flume. d. Tinggi bukaan pintu ( Y 0 ) = 20 mm dari dasar saluran sebelah tinggi bukaan awal percobaan. e. Katup kontrol aliran pada tangki dibuka agar air mengalir dalam flume. Tinggi muka air di hulu ( Y 0 ) di atur supaya mencapai 60 mm dari dasar saluran. f. Untuk mencapai ketinggian tersebut, debit air yang keluar diatur sedemikian rupa dan nilainya dapat dilihat pada pitot meter. g. Tinggi bukaan pintu ( Y g ) dinaikkan dengan interval 5 mm sampai ketinggian 40 mm. Dalam hal ini ketinggian Y 0 dipertahankan dengan mengatur debitnya. h. Debit air yang mengalir ( Q ) dan tinggi air di hilir ( Y 1 ) dicatat setiap menaikkan bukaan pintu.


i.

Prosedur di atas diulangi dengan menggunakan Q yang konstan dan bukaan pintu yang bervariasi ( minimum 5 variasi ). Catat nilai Y0 dan Y1 .

5. HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN Hasil Pengamatan

PERCOBAAN A

: DEBIT ALIRAN YANG MELALUI "SLUICE GATE "

Tanggal Percobaan

: 15 Mei 2015

Kelompok

:6 1. Putu Glendy Prima Dipta

1404105045


1404105046


1404105047


1404105048


1404105049

6. Novia Lelyana

1404105050

7. Ni Kadek Sri

1404105051


1404105052

Dosen

:Ir. I Ketut Suputra, MT.

Tabel Hasil Percobaan

:

Lebar flume ( b )

= 0,078 meter

Paraf:

Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m/dt2

Tabel Hasil Percobaan dengan Yg Konstan Yg

Yo

Y1

Q1

Q2

Q3

(meter)

(meter)

(meter)

(liter/dt)

(liter/dt)

(liter/dt)

1.

0,020

0,100

0,018

10/7,56

10/7,56

10/7,56

2.

0,020

0,115

0,020

10/7,45

10/7,15

10/7,31

3.

0,020

0,124

0,021

10/6,90

10/6,97

10/6,87

Percobaan


4.

0,020

0,137

0,022

10/5,45

10/6,16

10/6,43

5.

0,020

0,142

0,024

10/5,70

10/5,83

10/5,88

Tabel Hasil Percobaan dengan Q konstan Yg

Yo

Y1

Q1

Q2

Q3

(meter)

(meter)

(meter)

(liter/dt)

(liter/dt)

(liter/dt)

1.

0,020

0,115

0,023

10/7,57

10/7,41

10/7,53

2.

0,025

0,088

0,026

10/7,57

10/7,41

10/7,53

3.

0,030

0,074

0,033

10/7,57

10/7,41

10/7,53

4.

0,035

0,062

0,043

10/7,57

10/7,41

10/7,53

5.

0,040

0,055

0,046

10/7,57

10/7,41

10/7,53

Percobaan

Hasil Perhitungan

a. Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan Yg Konstan 1. 10 liter/7.56 detik = 1.322 liter/detik 10 liter/7.56 detik = 1.322 liter/detik 10 liter/7.56 detik = 1.322 liter/detik + Q = 3.966 liter/detik Q1=

3.966 lit er /detik = 1.322 liter/detik = 0.001322 m3/detik 3

2. 10 liter/7,45 detik = 1,342 liter/detik 10 liter/7,15detik = 1,398 liter/detik 10 liter/7,31 detik = 1,367 liter/detik + Q= 4,107 liter/detik Q2=

4,107 liter /detik = 1,369 liter/detik = 0,001369 m 3/detik 3

3. 10 liter/6,90 detik = 1,449 liter/detik 10 liter/6,97 detik = 1,434 liter/detik 10 liter/6,87 detik = 1,455 liter/detik


+ Q= 4,338 liter/detik Q3=

4,338 liter /detik = 1,446 liter/detik = 0.001446 m3/detik 3

4. 10 liter/5,45 detik = 1,834 liter/detik 10 liter/6,16detik = 1,623 liter/detik 10 liter/6,43 detik = 1,555 liter/detik + Q= 5,012 liter/detik Q4=

5,012 liter /detik = 1,673 liter/detik = 0,001673 m3/detik 3

5. 10 liter/5,70 detik = 1,754 liter/detik 10 liter/5,83 detik = 1,715 liter/detik 10 liter/5,88 detik = 1,700 liter/detik + Q= 5,169 liter/detik Q5=


Variasi

Yg ( m )

Yo ( m )

Y 1( m )

Q ( m /dt )

1.

0,020

0,100

0.018

0.001322

2.

0020

0,115

0.020

0.001369

3.

0,020

0,124

0.021

0.001446

4.

0,020

0,137

0.022

0.001673

5.

0,020

0,142

0.024

0.001723

b. Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan Q Konstan 1. 10 liter/7,57 detik = 1,321 liter/ detik 10 liter/7,41 detik = 1,349 liter/ detik 10 liter/7,53 detik = 1,328 liter/ detik + Q= 3,998 liter/ detik


Q=

3,998 liter / detik 3

= 1,333 liter/ detik = 0,001333 m 3/detik

Variasi

Yg ( m )

Yo ( m )

Y1 ( m )

Q ( m /dt )

1.

0.020

0.115

0.023

0,001333

2.

0.025

0.088

0.026

0,001333

3.

0.030

0.074

0.033

0,001333

4.

0.035

0.062

0.043

0,001333

5.

0.040

0.055

0.046

0,001333

a. Hitung Cd untuk setiap nilai Q Percobaan I

Perhitungan untuk nilai Yg konstan 

Perhitungan Vo

Rumus : Vo  1. Vo  2. Vo  3. Vo  4. Vo  5. Vo 



Q Yo  b

Q

=

Yo  b Q

=

Yo  b Q

=

Yo  b Q

=

Yo  b Q

=

Yo  b

0,001322 0,100  0,078 0,001369 0,115  0,078 0,001446 0,124  0,078 0,001673 0,137  0,078 0,001723 0,142  0,078

= 0,169 m/dt

= 0,152 m/dt

= 0,149 m/dt

= 0,156 m/dt

= 0,155 m/dt

Perhitungan V1

Rumus : V 1  1. V 1 

Q Y 1  b

Q Y 1  b

=

0,001322 0,018  0,078

= 0,941 m/dt


2. V 1  3. V 1  4. V 1  5. V 1  

Q Y 1  b Q Y 1  b Q Y 1  b Q Y 1  b

=

=

=

0,001369 0,020  0,078

0,001446 0,021 0,078 0,001673 0,022  0,078 0,001723 0,024  0,078

= 0,877 m/dt

= 0,882 m/dt

= 0,974 m/dt

= 0,920 m/dt

Perhitungan Ao Q

Rumus : Ao  1. Ao  2. Ao  3. Ao  4. Ao  5. Ao  

=

Q Vo Q Vo Q Vo Q Vo Q Vo

Vo 0,001322

=

0,169 0,001369

=

0,152 0,001446

=

0,149 0,001673

=

0,156 0,001723

=

0,155

= 0,007 m/dt

= 0,009 m/dt

= 0,009 m/dt

= 0,010 m/dt

= 0,011 m/dt

Perhitungan A1

Rumus : A1  1. A1  2. A1  3. A1  4. A1 

Q V 1 Q V 1 Q V 1 Q V 1

Q V 1

=

=

=

=

0,001322 0,941 0,001369 0,877 0,001446 0,882 0,001673 0,974

= 0,0014 m/dt

= 0,0015 m/dt

= 0,0016 m/dt

= 0,0017 m/dt


5. A1 



Q V 1

=

0,001723 0,920

Perhitungan Ho

Rumus : Ho  Yo 



1. Ho  Yo 

Vo

2. Ho  Yo 

Vo

3. Ho  Yo 

Vo

4. Ho  Yo 

Vo

5. Ho  Yo 

Vo

Vo

2

2 g

2

2 g

0,169

= 0,100 

2 g

0,152

= 0,115 

0,149

= 0,124 

2 g

= 0,125 m

2

= 0,137 

2

2 g

= 0,116 m

2

2  9,81

2

= 0,101 m

2

2  9,81

2

2 g

2

2  9,81

2

0,156

2  9,81

= 0,138 m

2

= 0,142 

0,155

2  9,81

= 0,143 m

Perhitungan H1

Rumus : H 1  Y 1 



= 0,0018 m/dt

1. H 1  Y 1 

V 1

2. H 1  Y 1 

V 1

3. H 1  Y 1 

V 1

4. H 1  Y 1 

V 1

5. H 1  Y 1 

V 1

V 1

2

2 g

2

2 g

= 0,018 

2

2 g

= 0,020 

2

2 g

= 0,021 

2

2 g

= 0,022 

2

2 g

= 0,024 

0,9412 2  9,81

0,877 2 2  9,81 0,882

= 0,063 m

= 0,059 m

2

2  9,81 0,9742 2  9,81

0,9202 2  9,81

= 0,060 m

= 0,070 m

= 0,067 m

Perhitungan Cd

Rumus : Cd 

Q b  Yg  2. g ..Yo


1. Cd 

2. Cd 

3. Cd 

4. Cd 

5. Cd 

0,001322 0,078. x  0,020  2  9,81 0,100 0,001369 0,078  0,020  2  9,81 0,115 0,001446 0,078.  0,020  2  9,81 0,124 0,001673 0,078  0,020  2  9,81 0,137 0,001723 0,078  0,020  2  9,81 0,142

= 0,605

= 0,584

= 0,594

= 0,654

= 0,661

Tabel Hasil Perhitungan Debit Aliran Melalui Pintu Tegak ( Slui ce Gate ) dengan Yg konstan Yg No

Yo

Y1

Vo

V1

Ao

A1

Q

Ho

H1

(m)

(m)

(m )

(m)

(m)

( m/dt )

(m/dt)

(m )

( m )

( m /dt )

3

Cd

1.

0,020

0,100

0,018

0,169

0,941

0,007

0,0014

0,001322

0,605

0,101

0,063

2.

0,020

0,115

0,020

0,152

0,877

0,009

0,0015

0,001369

0,584

0,116

0,059

3.

0,020

0,124

0,021

0,149

0,882

0,009

0,0016

0,001446

0,594

0,125

0,060

4.

0,020

0,137

0,022

0,156

0,974

0,010

0,0017

0,001673

0,654

0,138

0,070

5.

0,020

0,142

0,024

0,155

0,920

0,011

0,0018

0,001723

0,661

0,143

0,067

2

2

Percobaan II

Perhitungan untuk Q konstan 

Perhitungan Vo

Rumus : Vo  1. Vo  2. Vo  3. Vo 

Q Yo  b

Q Yo  b Q Yo  b Q Yo  b

=

=

=

0,001333 0,115  0,078 0,001333 0,088  0,078 0,001333 0,074  0,078

= 0,148 m/dt

= 0,194 m/dt

= 0,230 m/dt


Q

4. Vo 

Yo  b Q

5. Vo  

0,001333 0,062  0,078 0,001333 0,055  0,078

= 0,275 m/dt

= 0,310 m/dt

Perhitungan V1

1. V 1  2. V 1  3. V 1  4. V 1  5. V 1 

Q Y 1  b

Q Y 1  b Q Y 1  b Q Y 1  b Q Y 1  b Q Y 1  b

=

=

=

=

=

0,001333 0,023  0,078 0,001333 0,026  0,078 0,001333 0,033  0,078 0,001333 0,043  0,078 0,001333 0,046  0,078

= 0,743 m/dt

= 0,657 m/dt

= 0,517 m/dt

= 0,397 m/dt

= 0,371 m/dt

Perhitungan Ao Q

Rumus : Ao  1. Ao  2. Ao  3. Ao  4. Ao  5. Ao  

=

Yo  b

Rumus : V 1 



=

Q Vo Q Vo Q Vo Q Vo Q Vo

Vo

=

=

=

=

=

0,001333 0,148 0,001333 0,194 0,001333 0,230 0,001333 0,275 0,001333 0,310

= 0,0096 m/dt

= 0,0068 m/dt

= 0,0057 m/dt

= 0,0048 m/dt

= 0,0043 m/dt

Perhitungan A1

Rumus : A1 

Q V 1


1. A1  2. A1  3. A1  4. A1  5. A1 



Q V 1 Q V 1 Q V 1 Q V 1 Q V 1

=

=

=

=

=

0,001333 0,743 0,001333 0,657 0,001333 0,517 0,001333 0,397 0,001333 0,371

= 0,0020 m/dt

= 0,0025 m/dt

= 0,0033 m/dt

= 0,0035 m/dt

Perhitungan Ho

Rumus : Ho  Yo 



= 0,0017 m/dt

1. Ho  Yo 

Vo

2. Ho  Yo 

Vo

3. Ho  Yo 

Vo

4. Ho  Yo 

Vo

5. Ho  Yo 

Vo

Vo

2

2 g

2

2 g

2

= 0,115 

2

2 g

= 0,088 

2

2 g

= 0,074 

2

2 g

= 0,062 

2

2 g

= 0,055 

0,148

2  9,81 0.1942 2  9,81

0.230

= 0,089 m

2

2  9,81 0.2752 2  9,81

0.310

= 0,116 m

= 0,076 m

= 0,065 m

2

2  9,81

= 0,059 m

Perhitungan H1

Rumus : H 1  Y 1  1. H 1  Y 1 

V 1

2. H 1  Y 1 

V 1

V 1

2

2 g

2

2 g

= 0,023 

2

2 g

= 0,026 

0,7432 2  9,81

0.657

= 0,051 m

2

2  9,81

= 0,048 m




3. H 1  Y 1 

V 1

4. H 1  Y 1 

V 1

5. H 1  Y 1 

V 1

2

2 g

= 0,033 

2

2 g

= 0,043 

2

2 g

= 0,046 

0,517 2 2  9,81 0.397 2 2  9,81

0.3712 2  9,81

= 0,046 m

= 0,051 m

= 0,053 m

Perhitungan Cd

Rumus : Cd 

1. Cd 

2. Cd 

3. Cd 

4. Cd 

5. Cd 

Q b  Yg  2. g ..Yo

0,001333 0,078  0,020  2  9,81 0,115 0,001333 0,078  0,020  2  9,81 0,088 0,001333 0,078  0,020  2  9,81 0,074 0,001333 0,078  0,020  2  9,81 0,062 0,001333 0,078  0,020  2  9,81 0,55

= 0,568

= 0,520

= 0,472

= 0,442

= 0,411

Tabel Hasil Perhitungan Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Slui ce Gate ) dengan Q konstan Yg

Yo

Y1

Vo

V1

Ao

A1

Q

(m)

(m)

(m)

( m/dt)

( m/dt )

( m2 )

( m2 )

( m3/dt )

1.

0,020

0,115

0,023

0,148

0,743

0,0096

0,0017

0,001333

2.

0,025

0,088

0,026

0,194

0,657

0,0068

0,0020

3.

0,030

0,074

0,033

0,230

0,517

0,0057

4.

0,035

0,062

0,043

0,275

0,397

5.

0,040

0,055

0,046

0,310

0,371

No

Ho

H1

(m)

(m)

0,568

0,116

0,051

0,001333

0,520

0,089

0,048

0,0025

0,001333

0,472

0,076

0,046

0,0048

0,0033

0,001333

0,442

0,065

0,051

0,0043

0,0035

0,001333

0,411

0,059

0,053

Cd


b. Gambarkan grafik antara Q dengan Yo untuk Yg konstan dan grafik antara Yo dengan Yg untuk kondisi Q konstan, untuk menunjukkan karakteristik aliran. Grafik untuk menunjukkan karakteristik aliran.

Grafik Hubungan antara Q dengan Yo untuk Kondisi Y g Konstan 0.002 0.00167

0.0018 0.0016 0.0014

0.001322

0.001369

0.001723

0.001446

0.0012

Q

0.001 0.0008 0.0006 0.0004 0.0002 0 0.1

0.115

0.124

0.137

0.142

Yo

Dari grafik di atas didapatkan grafik linier yang berarti bahwa : berdasarkan hasil praktikum yang dilakukan, hubungan antara nilai Q dengan Yo adalah berbanding lurus, dimana semakin besar nilai debit (Q) yang mengalir pada suatu saluran dengan ketinggian bukaan pintu (Yg) konstan, maka ketinggian muka air sebelum melalui pintu ( sluice gate) yang diberi notasi Yo akan semakin tinggi. Berlaku juga sebaliknya.


Grafik Hubungan antara Yo dengan Yg untuk Kondisi Q Konstan 0.14 0.12

0.115

0.1

0.088 0.074

0.08

Yo

0.062

0.06

0.055

0.04 0.02 0 0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

Yg

Dari grafik di atas didapatkan grafik linier yang berarti bahwa : berdasarkan hasil praktikum yangdilakukan, antara ketinggian muka air sebelum melalui pintu ( sluice gate) dengan notasi ( Yo) berbanding terbalik dengan ketinggian bukaan pintu ( Yg) untuk kondisi dimana debit air yang mengalir melalui saluran (Q) konstan. Pada saat debit air mengalir konstan, semakin besar bukaan pintu ( Yg), maka ketinggian muka air yang mengalir sebelum melalui pintu ( Yo) akan menurun.

c. Gambarkan grafik antara Cd dengan Q untuk Yg konstan dan grafik antara Cd dengan Yg untuk kondisi Q konstan, untuk menunjukkan perubahan nilai Cd dalam aliran Grafik untuk menunjukkan perubahan nilai Cd dalam aliran.


Grafik Hubungan antara Cd dengan Q untuk Yg Konstan 0.68 0.654

0.66

0.661

0.64 0.62

Cd

0.605 0.594

0.6

0.584

0.58 0.56 0.54 0.001322

0.001369

0.001446

0.00167

0.001657

Q

Dari grafik di atas didapatkan grafik yang cenderung linier yang berarti bahwa : berdasarkan hasil praktikum yang dilakukan, pada kondisi bukaan pintu ( Yg) konstan, maka besarnya nilai koefisien debit (Cd) dengan rumus Cd 

Q b  Yg  2. g ..Yo

berbanding lurus dengan

besarnya debit yang mengalir (Q). Dimana semakin besar debit yang mengalir pada suatu saluran, maka koefisien debit yang terjadi juga akan semakin tinggi. Begitu pula sebaliknya. Namun terdapat juga penurunan Cd dari Q sebesar 0,001322 ke Q sebesar 0,001369. Hal ini dapat terjadi karena kesalahan dalam pengukuran sehingga diperlukan percobaan lebih lanjut.


Grafik Hubungan antara Cd denganY g untuk Kondisi Q Konstan 0.568

0.6

0.52 0.472

0.5

0.442

0.411

0.4

Cd

0.3 0.2 0.1 0 0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

Yg

Berdasarkan grafik di atas didapatkan grafik linier yang berarti bahwa, berdasarkan praktikum yang dilakukan, pada saat debit ( Q) yang mengalir melalui suatu saluran adalah konstan, maka antara ketinggian bukaan pintu ( Yg) dengan koefisien debit ( Cd) dengan rumus Cd 

Q b  Yg  2. g ..Yo

terjadi hubungan yang berlawanan /

berbanding terbalik. Semakin tinggi bukaan pintu, maka nilai koefisien debitnya akan semakin kecil.

6. KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan dalam percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan: 1. Pengaruh dari nilai Yg dan Q terhadap nilai Cd untuk pengaliran di bawah pintu a. Untuk nilai Yg konstan. 

Dengan bertambahnya nilai Yo maka nilai Q menjadi bertambah besar (berbanding lurus).



Dengan bertambahnya nilai Q maka nilai Cd menjadi bertambah besar (berbanding lurus).

b. Untuk nilai Q konstan.




Dengan bertambahnya nilai Yg maka nilai Yo menjadi berkurang (berbanding terbalik) dan yang pada titik batasnya ketika Yo = Yg akan terlihat seperti tidak terdapat pintu yang menghalangi air.



Dengan bertambahnya nilai Yg maka nilai Cd menjadi berkurang (berbanding terbalik). Dapat dilihat pada grafik di atas.

c. Dalam percobaan ini, parameter yang sangat berpengaruh terhadap

nilai Cd adalah Yg, Y 0, dan Q (debit aliran). 2. Perbandingan hasil perhitungan H 0 dan H1 a. Besar nilai H1 berbanding lurus dengan H 0. Semakin besar nilai H 1,

maka nilai H0 juga semakin besar dan demikian sebaliknya. b. Untuk nilai Yg konstan 

Nilai H0 mengalami peningkatan dan umumnya memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan nilai H 1



Nilai H1 mengalami peningkatan

c. Untuk nilai Q konstan. 

Nilai H0 mengalami penurunan tetapi nilai yang dimiliki masih lebih besar dari nilai H1



Nilai H1 mengalami penurunan

d. Perbedaan itu terjadi karena dipengaruhi oleh nilai Q, Vo ,dan Yo

pada perhitungan Ho dan nilai Q, V1, dan Y1 pada perhitungan H 1.

7. SARAN 1. Seharusnya untuk mempercepat kerja percobaan menggunakan alat pengukur debit (pitot meter) untuk mengukur debit aliran air. 2. Kekentalan air diperhitungkan karena air kotor. 3. Dalam melakukan praktikum hendaknya pengukuran tinggi air dilakukan pada saat

air benar-benar

mencapai

tinggi

yang konstan agar

mendapatkan hasil yang optimal.


4. Sebelum melaksanakan praktikum sebaiknya memahami panduan pelaksanaan praktikum terlebih dahulu, agar hasil praktikum lebih akurat dan lancar dalam melaksanakan praktikum.



Materi Percobaan :B Loncatan Hidraulik



1404105045


1404105046


1404105047


1404105048


1404105049

6. Novia Lelyana

1404105050

7. Ni Kadek Sri

1404105051


1404105052

Disetujui Oleh :




PERCOBAAN B : LONCATAN HIDRAULIK

1. TUJUAN

Menunjukkan karakteristik loncat air pada aliran sete lah „ sluice gate‟.

2. TEORI DASAR

Loncatan hidraulik merupakan salah satu bentuk aliran berubah secara cepat (rapidly variete flow). Loncatan hidraulik terjadi apabila aliran di saluran berubah dari super kritis menjadi subkritis. Pemakaian praktis dari loncatan hidrolik, antara lain: (1) sebagai peredam energi pada bendungan, saluran dan struktur hidrolik yang lain dan untuk mencegah pengikisan struktur di bagian hilir; (2) untuk menaikkan kembali tinggi energi atau permukaan air pada daerah hilir saluran pengukur dan juga menjaga agar permukaan air saluran irigasi atau saluran distribusi yang lain tetap tinggi; (3) untuk memperbesar tekanan pada lapis lindung sehingga memperkecil tekanan angkat pada struktur tembok, dengan memperbesar kedalaman air pada lapis lindung; (4) untuk memperbesar debit, dengan mempertahankan air bawah balik, karena tinggi energi efektif akan berkurang bila air bawah dapat menghilangkan loncatan hidrolik;

(5) untuk

menunjukkan kondisi – kondisi aliran tertentu, misal adanya aliran superkritis atau adanya penampang kontrol, sehingga letak pos pengukuran dapat ditentukan. V 0

V 3

2

2. g

2

2. g H

V 1

H0 or E0

2

H1 or E1

2. g

H3 or E3

Y0 Yg

Section 0

V1

Y1

V2

Section 1

Y2

Section a

Water within control volume

Y b V b Section b

Y3 V3

Section 3

Tailgate


Suatu loncatan hidraulik dapat terbentuk dalam saluran apabila memenuhi persamaan berikut :

y3 y1

 2

1

 . 1  8. F r 21 

0 ,5



1

Dengan : y1 = tinggi muka air sebelum loncatan. y3 = tinggi muka air setelah loncatan. Fr1 = bilangan froude saat y1, Fr 

V 1

 g . y1 0,5

Dari gambar di atas dapat dilihat hitungan kehilangan tinggi (

H

) dengan

kedalaman air sebelum loncatan atau ( ya ) dan kedalaman air setelah loncatan (y b) dapat dijabarkan sebagai berikut:

 V b2   H  y a    yb   2 g  2 g  V a2

Karena sectionnya sempit, maka ya = y1, dan dapat disederhanakan oleh rumus berikut ini:

 H 

 y3  y1 3 4 y1 y3

Dengan: H

=

total kehilangan energi sepanjang loncat air.

Va

=

kecepatan rata-rata sebelum loncat air (m/dt)

ya

=

kedalaman rata-rata sebelum loncat air (m).

V b

=

kecepatan rata-rata setelah loncat air (m/dt)

y b

=

kedalaman rata-rata setelah loncat air (m).


3. PERALATAN

a. Flume ( Saluran Terbuka )

b. Pintu Tegak ( Sluice Gate )

c. Point Gauge


d. Pitot Meter ( Tabung Pitot dan Manometer )

5. CARA KERJA

a. Siapkan peralatan dan pastikan posisi saluran tebuka horizontal dan posisi pintu tegak lurus dasar saluran. b. Letakkan point gauge di sebelah hilir dan setelah hulu pintu. c. Atur dan pasang pitot meter di sisi flume. d. Aturlah tinggi bukaan pintu (yg) = 20 mm dan tinggi muka air di hulu pintu (y0) = …….mm, dan pastikan dalam kondisi konstan. e. Letakkan tail gate di sisi paling ujung flume. f. Alirkan air perlahan-lahan dengan membuka katup control aliran, sampai membentuk loncatan air di sebelah hilir pintu. Amati dan gambar sketsa loncatan airnya. g. Naikkan tinggi muka air di hulu dengan memutar katup kontrol aliran dan naikkan pula tail gate di ujung flume. Amati loncatan air dan gambar sketsanya. h. Untuk tiap langkah di atas, ukur dan catat nilai-nilai y1, yg, y3 dan Q. i.

Ulangi lagi prosedur di atas untuk variasi Q yang lain dan tinggi bukaan yg.



PERCOBAAN B

: LONCATAN HIDRAULIK

Tanggal Percobaan

: 15 Mei 2015

Kelompok

:6 1. Putu Glendy Prima Dipta

1404105045


1404105046


1404105047


1404105048


1404105049

6. Novia Lelyana

1404105050

7. Ni Kadek Sri

1404105051


1404105052

Dosen



:

Lebar flume ( b )

= 0,078 meter

Paraf:

Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m/dt2

Tabel Hasil Percobaan dengan Yg konstan Yg

Yo

Y1

Y3

Q1

Q2

Q3

(meter)

(meter)

(meter)

(meter)

(liter/dt)

(liter/dt)

(liter/dt)

1.

0,020

0,128

0,014

0,071

10/6,00

10/6,18

10/6,57

2.

0,020

0,131

0,018

0,069

10/7,57

10/7,45

10/7,53

3.

0,020

0,140

0,019

0,072

10/6,71

10/6,95

10/7,16

4.

0,020

0,150

0,021

0,073

10/6,35

10/6,81

10/6,45

5.

0,020

0,166

0,021

0,076

10/5,48

10/5,53

10/5,03

Percobaan


Tabel Hasil Percobaan dengan Q konstan Yg

Yo

Y1

Y3

Q1

Q2

Q3

(meter)

(meter)

(meter)

(meter)

(liter/dt)

(liter/dt)

(liter/dt)

1.

0,020

0,155

0,020

0,078

10/5,37

10/5,25

10/5,10

2.

0,021

0,125

0,020

0,077

10/5,37

10/5,25

10/5,10

3.

0,022

0,121

0,023

0,077

10/5,37

10/5,25

10/5,10

4.

0,023

0,115

0,025

0,077

10/5,37

10/5,25

10/5,10

5.

0,024

0,109

0,030

0,077

10/5,37

10/5,25

10/5,10

Percobaan

Hasil Perhitungan

a. Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan Yg konstan 1. 10 liter/06,00 detik = 1,667 liter/detik 10 liter/06,18 detik = 1,618 liter/detik 10 liter/06,57 detik = 1,522 liter/detik + Q = 4,807 liter/detik 4,807 liter detik  1,602 liter Q1  = 0,001602 m 3/detik detik 3 2. 10 liter/07,57 detik = 1.321 liter/ detik 10 liter/07,45 detik = 1,342 liter/ detik 10 liter/07,53 detik = 1,328 liter/ detik + Q = 3,991 liter/ detik 3,991 liter detik  1,330 liter Q2  = 0,001330 m 3/detik detik 3 3. 10 liter/06,71 detik = 1,490 liter/ detik 10 liter/06,95 detik = 1,439 liter/ detik 10 liter/07,16 detik = 1,397 liter/ detik + Q = 4,325 liter/ detik


4,325 liter detik  1,442 liter Q3  = 0,001442 m 3/detik detik 3 4. 10 liter/06,35 detik = 1,575 liter/ detik 10 liter/06,81 detik = 1,468 liter/ detik 10 liter/06,45 detik = 1,550 liter/ detik + Q = 4,593 liter/ detik 4,593 liter detik  1,531 liter Q4  = 0,001531 m 3/detik detik 3 5. 10 liter/05,48 detik = 1,825 liter/ detik 10 liter/05,53 detik = 1,808 liter/ detik 10 liter/05,03 detik = 1,988 liter/ detik + Q = 5,621 liter/ detik 5,621 liter detik  1,874 liter Q5  = 0,001874 m 3/detik detik 3 KondisiYg konstan Yg

Yo

Y1

Y3

Q

(meter)

(meter)

(meter)

(meter)

(m3/dt)

1.

0,020

0,128

0,014

0,071

0,001602

2.

0,020

0,131

0,018

0,069

0,001330

3.

0,020

0,140

0,019

0,072

0,001442

4.

0,020

0,150

0,021

0,073

0,001531

5.

0,020

0,166

0,021

0,076

0,001874

Percobaan



Perhitungan V1

Rumus : V 1  1. V 1 

Q A1

Q Y 1  b





Q Y 1  b 0,001602

0,078  0,014

= 1,467 m/dt


2. V 1  3. V 1  4. V 1  5. V 1  

Q Y 1  b Q



Y 1  b Q



Y 1  b Q



Y 1  b

0,001330

= 0,947 m/dt

0,078  0,018 0,001442

= 0,973 m/dt

0,078  0,019 0,001531 0,078  0,021 0,001874 0,078  0,021

= 0,935 m/dt

= 1,144 m/dt

Perhitungan V3

Rumus : V 3  1. V 3  2. V 3  3. V 3  4. V 3  5. V 3  



Q



A3


    

Q Y 3  b 0,001602

0,078  0,071 0,001330 0,078  0,069 0,001442 0,078  0,072 0,001531 0,078  0,073 0,001874 0,078  0,076

= 0,289 m/dt

= 0,247 m/dt

= 0,257 m/dt

= 0,269 m/dt

= 0,316 m/dt

Perhitungan H1

Rumus : H 1  Y 1  1. H 1  Y 1 

V 1

2. H 1  Y 1 

V 1

3. H 1  Y 1 

V 1

4. H 1  Y 1 

V 1

V 1

2

2 g

2

2 g

 0,014 

2

2 g

 0,018 

2

2 g

 0,019 

2

2 g

1,467 2 2  9,81 0,947 2 2  9,81 0,9732 2  9,81

= 0,124 m

= 0,064 m

= 0,067 m

2

 0,021 

0,935

2  9,81

= 0,066 m


5. H 1  Y 1  

V 1

2 g

 0,021 

1,144

2

2  9,81

= 0,088 m

Perhitungan ΔH

Rumus :  H 

1.  H 

2.  H 

3.  H 

4.  H 

5.  H  

2

( y3  y1 ) 3 4 y1 y3

3 ( y3  y1 )

4 y1 y3 ( y3  y1 ) 3 4 y1 y3 3 ( y3  y1 )

4 y1 y3 ( y3  y1 ) 3 4 y1 y3 3 ( y3  y1 )

4 y1 y3











(0,071  0,014)

3

4  0,014  0,071 (0,069  0,018) 3 4  0,018  0,069 (0,072  0,019)

= 0,027 m

3

4  0,019  0,072 (0,073  0,021) 3 4  0,021 0,073 (0,076  0,021)

= 0,047 m

= 0,027 m

= 0,023 m

3

4  0,021 0,076

= 0,026 m

Perhitungan H3

Rumus : H 3  H 1   H 1. H 3  H 1  H  0,124  0,047 = 0,077 m 2. H 3  H 1  H  0,064  0,027 = 0,037 m 3. H 3  H 1  H  0,067  0,027 = 0,040 m 4. H 3  H 1  H  0,066  0,023 = 0,043 m 5. H 3  H 1  H  0,088  0,026 = 0,062 m

Tabel Hasil Perhitungan Loncatan Hidrolis dengan Yg konstan Yg

Yo

Y1

Y3

V1

V3

Q

H1

H3

 H

(m)

(m)

(m)

(m)

( m/dt )

( m/dt)

( m3/dt )

(m)

(m)

(m)

1.

0,020

0,128

0,014

0,071

1,467

0,289

0,001602

0,124

0,077

0,047

2.

0,020

0,131

0,018

0,069

0,947

0,247

0,001330

0,064

0,037

0,027

3.

0,020

0,140

0,019

0,072

0,973

0,257

0,001442

0,067

0,040

0,027

No.


4.

0,020

0,150

0,021

0,073

0,935

0,269

0,001531

0,066

0,043

0,023

5.

0,020

0,166

0,021

0,076

1,144

0,316

0,001874

0,088

0,062

0,026

b. Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan Q konstan 1. 10 liter/05,37 detik = 1,862 liter/ detik 10 liter/05,25 detik = 1,905 liter/ detik 10 liter/05,10 detik = 1,961 liter/ detik + Q = 5.728 liter/ detik 5,728 liter detik  1,909 liter Q  = 0,001909 m 3/detik detik 3

Kondisi Q konstan Yg

Yo

Y1

Y3

Q

(meter)

(meter)

(meter)

(meter)

(m3/dt)

1.

0,020

0,155

0,020

0,078

0,001909

2.

0,021

0,125

0,020

0,077

0,001909

3.

0,022

0,121

0,023

0,077

0,001909

4.

0,023

0,115

0,025

0,077

0,001909

5.

0,024

0,109

0,030

0,077

0,001909

Percobaan



Perhitungan V1

Rumus : V 1  1. V 1  2. V 1  3. V 1 

Q A1

Q Y 1  b Q Y 1  b Q Y 1  b

  



Q Y 1  b 0,001909

0,078  0,020 0,001909 0,078  0,020 0,001909 0,078  0,023

= 1,223 m/dt

= 1,223 m/dt

= 1,064 m/dt


4. V 1  5. V 1  

Q Y 1  b Q



Y 1  b

0,001909 0,078  0,025 0,001909 0,078  0,030

= 0,979 m/dt

= 0,816 m/dt

Perhitungan V3

Rumus : V 3  1. V 3  2. V 3  3. V 3  4. V 3  5. V 3  



Q



A3


    

Q Y 3  b 0,001909

0,078  0,078 0,001909 0,078  0,077 0,001909 0,078  0,077 0,001909 0,078  0,077 0,001909 0,078  0,077

= 0,314 m/dt

= 0,318 m/dt

= 0,318 m/dt

= 0,318 m/dt

= 0,318 m/dt

Perhitungan H1

Rumus : H 1  Y 1  1. H 1  Y 1 

V 1

2. H 1  Y 1 

V 1

3. H 1  Y 1 

V 1

4. H 1  Y 1 

V 1

5. H 1  Y 1 

V 1

V 1

2

2 g

2

2 g

 0,020 

2

2 g

 0,020 

2

2 g

 0,023 

2

2 g

 0,025 

2

2 g

 0,030 

1,2232 2  9,81 1,2232 2  9,81 1,0642 2  9,81 0,979 2 2  9,81 0,8162 2  9,81

= 0,096 m

= 0,096m

= 0,081 m

= 0,074 m

= 0,064 m




Perhitungan ΔH

Rumus :  H 

1.  H 

2.  H 

3.  H 

4.  H 

5.  H  

( y3  y1 ) 3 4 y1 y3

( y3  y1 ) 3 4 y1 y3 ( y3  y1 ) 3 4 y1 y3

( y3  y1 ) 3 4 y1 y3 3 ( y3  y1 )

4 y1 y3 ( y3  y1 ) 3 4 y1 y3









(0,078  0,020) 3 4  0,020  0,078 (0,077  0,020) 3 4  0,020  0,077

(0,077  0,023) 3 4  0,023 0,077 (0,077  0,025)

= 0.030 m

= 0.022 m

3

4  0,025  0,077 (0,077  0,030) 3



= 0.031 m

4  0,030  0,077

= 0.018 m

= 0.011 m

Perhitungan H3

Rumus : H 3  H 1   H 1. H 3  H 1  H  0,096  0,031= 0,065 m 2. H 3  H 1  H  0,096  0,030 = 0,066 m 3. H 3  H 1  H  0,081  0,022 = 0,059 m 4. H 3  H 1  H  0,074  0,018 = 0,056 m 5. H 3  H 1  H  0,064  0,011= 0,053 m

Tabel Hasil Perhitungan Loncatan Hidrolis dengan Q konstan Yg

Yo

Y1

Y3

V1

V3

Q

H1

H3

 H

(m)

(m)

(m)

(m)

( m/dt )

( m/dt)

( m3/dt )

(m)

(m)

(m)

1.

0,020

0,155

0,020

0,078

1,223

0,314

0,001909

0,096

0,065

0,031

2.

0,021

0,125

0,020

0,077

1,223

0,318

0,001909

0,096

0,066

0,030

3.

0,022

0,121

0,023

0,077

1.064

0,318

0,001909

0,081

0,059

0,022

4.

0,023

0,115

0,025

0,077

0,979

0,318

0,001909

0,074

0,056

0,018

5.

0,024

0,109

0,030

0,077

0,818

0,318

0,001909

0,064

0,053

0,011

No.


a. Hitung V1 dan gambarkan grafik hubunganhubungan antara

V 1

2

g  Y 1

dan

Y 3 Y 1 

Perhitungan: Dengan Yg konstan Kondisi Yg konstan = 0,020 m dan g = 9.81 m/dt 2 V 1

2

g  Y 1

1.

2.

3.

4.

5. Y 3 Y 1

1.

2.

3.

4.

5.

V 1

2

g  Y 1 V 1

Y 1 Y 3 Y 1 Y 3 Y 1 Y 3 Y 1 Y 3 Y 1

No.



0,9732 9,81 0,019



0,9352 9,81 0,021

2

g  Y 1

Y 3

9,81 0,018

2

g  Y 1 V 1



0,9472

2

g  Y 1 V 1

9,81 0,014

2

g  Y 1 V 1



1,4672













1,1442 9,81 0,021

0,071 0,014 0,069 0,018 0,072 0,019 0,073 0,021 0,076 0,021

= 15,670

= 5,079

= 5,079

= 4,244

= 6,353

= 5,071

= 3,833

= 3,789

= 3,476

= 3,619 V 1

2

Y 3

g  Y 1

Y 1

1

15,670

5,071

2

5,079

3,833


3

5,079

3,789

4

4,244

3,476

5

6,353

3,619

Grafik hubungan antara

V 1

2

g  Y 1

dan

Y 3 Y 1

untuk kondisi Yg konstan

6.000

5.000

4.000

Y 3

3.000

Y 1 2.000

1.000

0.000 0.000

2.000

4.000

6.000

8.000

V 1

10.000

12.000

14.000

16.000

2

g  Y 1 Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa hubungan

cenderung berbanding lurus dimana jika nilai

Y 3 Y 1

Y 3 Y 1

dengan

tinggi maka nilai

V 1

2

g  Y 1 V 1

2

g  Y 1

akan semakin tinggi. Dimana Yg konstan = 0,020 m. Namun terdapat juga penurunan dalam grafik tersebut. Hal ini dapat terjadi karena kesalahan dalam pengukuran sehingga diperlukan percobaan lebih lanjut.



Perhitungan: Dengan Q konstan Kondisi Q konstan = 0,001909 m 3/dt dan g = 9.81 m/dt 2


18.000

V 1

2

g  Y 1

1.

2.

3.

4.

5.

Y 3 Y 1

1.

2.

3.

4.

5.

V 1

2

gxY 1 V 1

V 1

2

=

=

V 1

=

Y 1 Y 3 Y 1 Y 3 Y 1 Y 3 Y 1

Y 3 Y 1

No.

1.0642 9.81 x0.023 0.979

=

=

=

=





 5.017

2

9.81 x0.025

2

g  Y 1

 7.623

9.81 x0.020

2

gxY 1

Y 3

1,223

2

gxY 1

 7.623

9.81 x0.020

2

gxY 1 V 1

=

1,2232

 3.908

0,8182 9,81 0,030

0.078 0.020 0.077 0.020 0.077 0.023 0.077 0.025 0,077 0,030

= 2.273

= 3.9

= 3.85

= 3.34

= 3.08

= 2.56

V 1

2

Y 3

g  Y 1

Y 1

1

7.623

3.9

2

7.623

3.85

3

5.017

3.34

4

3.908

3.08

5

2.273

2.56



V 1

2

g  Y 1

dan

Y 3 Y 1

untuk kondisi Q konstan

4.5 4 3.5 3

Y 3

2.5

Y 1

2 1.5 1 0.5 0 0

1

2

3

4

5

V 1

6

7

8

2

g  Y 1 Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa hubungan

berbanding lurus dimana jika nilai

Y 3 Y 1

Y 3 Y 1

dengan

tinggi maka nilai

V 1

V 1

2

g  Y 1

2

akan

g  Y 1

semakin tinggi. Dimana Q konstan = 0,001909 m 3/dt.

b. Hitung ΔH/Y1 dan gambarkan grafik hubungan antara 

 H Y 1

dengan

Y 3 Y 1

Perhitungan: Dengan Yg konstan

 H Y 1

1.

2.

3.

 H

Y 1  H

Y 1  H

Y 1







0,047 0,014 0,027 0,018 0,027 0,019

= 3,357

= 1,500

= 1,421


9

4.

5.

 H

Y 1  H

Y 1





0,023 0,021 0,026 0,021

= 1,095

= 1,238

 H

Y 3

Y 1

Y 1

1

3,357

5,071

2

1,500

3,833

3

1,421

3,789

4

1,095

3,476

5

1,238

3,619

No.


 H Y 1

dengan

Y 3 Y 1

dengan kondisi Yg konstan

6.000

5.000

4.000

Y 3 Y 1

3.000

2.000

1.000

0.000 0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

 H Y 1


4.000

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa hubungan

berbanding lurus, dimana jika nilai

Y 3 Y 1

Y 3 Y 1

dengan

tinggi maka nilai

 H Y 1

 H Y 1

akan

semakin tinggi. Dimana Yg konstan = 0,020 m. 

Perhitungan: Dengan Q konstan

 H

1.

Y 1

2.

3.

4.

5.

 H Y 1

=

0.031 0.020

 H 0.030 Y 1

=

0.020

 H 0.022 Y 1

=

0.023

 H 0.018 Y 1

 H Y 1

=

=

0.025 0.011 0.030

= 1.55

= 1.5

= 0.95

=0.72

= 0.36

 H

Y 3

Y 1

Y 1

1

1.55

3.9

2

1.5

3.85

3

0.95

3.34

4

0.72

3.08

5

0.36

2.56

No.



 H Y 1

dengan

Y 3 Y 1

dengan kondisi Q konstan

4.5 4 3.5 3

Y 3

2.5

Y 1

2 1.5 1 0.5 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

 H Y 1

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa hubungan

berbanding lurus, dimana jika nilai

Y 3

Y 3 Y 1

dengan

tinggi maka nilai

Y 1

 H Y 1

 H Y 1

akan

semakin tinggi. Q konstan = 0,001909 m 3/dt.

c. Hitunglah nilai Yc (kedalaman kritis) dan ujilah apakah Y1

  Q 2  Yc   2   g  b 

1/ 3

  Q 2  1. Yc   2   g  b 

1/ 3

  Q 2  2. Yc   2   g  b 

1/ 3

1  0,001602 2   2   9,81 0,078 

1/ 3

1  0,001330 2   2   9,81 0,078 

1/ 3

= 0,035

= 0,031


1.8

  Q 2  3. Yc   2   g  b 

1/ 3

  Q 2  4. Yc   2   g  b 

1/ 3

  Q 2  5. Yc   2   g  b 

1/ 3

1  0,001442 2   2   9,81 0,078  1 0,0015312   2   9,81 0,078 

Yc

Y3

(m)

(m)

(m)

1

0,014

0.035

0,071

2

0,018

0.031

0,069

3

0,019

0.033

0,072

4

0,021

0.034

0,073

5

0,021

0,039

0,076

= 0,033

1/ 3

1  0,001874 2   2   9,81 0,078 

Y1

No.

1/ 3

= 0,034 1/ 3

= 0,039

Melihat tabel di atas, maka dapat disimpulkan nilai Yc terletak diantara Y 1 dan Y3. Maka: Y1 < Yc < Y3




 .Q 2  Yc =  2   g .b 

1/ 3

1(0.001909) 2  Yc =  2   9,81 x0.078 

1/ 3

= 0.0393

Karena Q konstan = 0,001909 m 3/dt, maka nilai Yc sama untuk setiap percobaan yaitu 0,0393. Y1

Yc

Y3

(m)

(m)

(m)

1

0,020

0.0393

0,078

2

0,020

0.0393

0,077

3

0,023

0.0393

0,077

No.


4

0,025

0.0393

0,077

5

0,030

0.0393

0,077

Melihat tabel di atas, maka dapat disimpulkan nilai Yc terletak diantara Y 1 dan Y3. Maka: Y1 < Yc < Y3 d. Hitung nilai 

 H Yc


 H Yc

1.

2.

3.

4.

5.

 H



Yc  H



Yc  H



Yc  H



Yc  H



Yc

0,035 0,027 0,031 0,027 0,033 0,023 0,034 0,026 0,039

= 1,343

= 0,871

= 0,818

= 0,676

= 0,667

 H

Yc

 H

(m)

(m)

Yc

1

0,047

0.035

1,343

2

0,027

0.031

0,871

3

0,027

0.033

0,818

4

0,023

0.034

0,676

5

0,026

0,039

0,667

No.



0,047


 H Yc

1.

2.

 H Yc

 H Yc

 

0,031 0,0393 0,030 0,0393

= 0.788

= 0,763


3.

4.

5.

 H Yc

 H Yc

 H Yc

  

0,022 0,0393 0,018 0,0393 0,011 0,0393

= 0,559

= 0,458

= 0,278

 H

Yc

 H

(m)

(m)

Yc

1

0,031

0.0393

0.788

2

0,030

0.0393

0.763

3

0,022

0.0393

0.559

4

0,018

0.0393

0.458

5

0,011

0.0393

0.279

No.

6. KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan dalam percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan: 1. Pada loncatan hidrolis, terjadi pengurangan kecepatan aliran secara mendadak dari V1 menjadi V3 dan pertambahan kedalaman aliran dari Y1 menjadi Y3. 2. Hasil perhitungan  H dan

 H Yc

dengan Yg konstan, dapat dilihat sebagai

berikut:

 H

 H

(m)

Yc

1.

0,047

1,343

2.

0,027

0,871

3.

0,027

0,818

4.

0,023

0,676

5.

0,026

0,667

No.


Kurva hubungan antara energi spesifik  H dengan

 H Yc

1.600 1.400 1.200 1.000

 H

0.800

Yc 0.600 0.400 0.200 0.000 0.000

0.005

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

0.040

0.045

 H Dimana Yg = 0.020 m Dari kurva hubungan antara energi spesifik  H dengan

 H Yc

,

didapatkan grafik cenderung linier, ini menunjukkan bahwa kehilangan (ΔH) sebanding atau berbanding lurus dengan perhitungan

 H Yc

. Namun

terdapat juga penurunan yang tidak terlalu besar dalam grafik tersebut. Hal ini dapat terjadi karena kesalahan dalam pengukuran sehingga diperlukan percobaan lebih lanjut. 3. Hasil perhitungan  H dan

 H Yc

dengan Q konstan, dapat dilihat sebagai

berikut:

 H

 H

(m)

Yc

1.

0,031

0.788

2.

0,030

0.763

3.

0,022

0.559

No.


0.050

4.

0,018

0.458

5

0,011

0.279

Kurva hubungan antara energi spesifik  H dengan

 H Yc

0.9 0.8 0.7 0.6

 H

0.5

Yc

0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

 H Dimana Q konstan = 0,001909 m 3/dt. Dari kurva hubungan antara energi spesifik  H dengan

 H Yc

,

didapatkan grafik linier, ini menunjukkan bahwa kehilangan ( ΔH) sebanding atau berbanding lurus dengan perhitungan

 H Yc

.

4. Loncatan hidrolik yang mana batas energi masih dalam batas toleransi diaplikasikan untuk menurunkan kecepatan aliran air yang mengalir melewati pintu air melalui suatu saluran air. Sehubungan dengan hal tersebut, energi yang mengalir akan menurun/berkurang. Energi yang berpindah setelah loncatan adalah menjauhi sluice gate (menuju bagian hilir).


0.035

7. SARAN

1. Seharusnya untuk mempercepat kerja percobaan menggunakan alat pengukur debit (Pitot meter) untuk mengukur debit aliran air. 2. Kekentalan air diperhitungkan karena air kotor. 3. Dalam melakukan praktikum hendaknya pengukuran tinggi air dilakukan pada saat air benar-benar mencapai tinggi yang konstan agar mendapatkan hasil yang optimal. 4. Sebelum

melaksanakan

praktikum

sebaiknya

memahami

panduan

pelaksanaan praktikum terlebih dahulu, agar hasil praktikum lebih akurat dan lancar dalam melaksanakan praktikum.



Materi Percobaan : C Bendung Ambang Lebar ( Br oad Crested Weir )



1404105045


1404105046


1404105047


1404105048


1404105049

6. Novia Lelyana

1404105050

7. Ni Kadek Sri

1404105051


1404105052

Disetujui Oleh :




PERCOBAAN C : BENDUNG AMBANG LEBAR (BROAD

CRESTED

W E I R )

1. TUJUAN

a. Mendemonstrasikan aliran melalui ambang lebar. b. Menunjukkan bahwa ambang lebar dapat digunakan untuk mengukur debit.

2. TEORI DASAR

Peluap disebut ambang lebar apabila B > 0,66 H, dengan B adalah peluap / ambang lebar dan H adalah tinggi peluapan. Dipandang dari A dan B tinggi air di atas peluap pada titik A adalah H, sedang pada titik B adalah yc (h). Kondisi aliran di hilir peluap ambang lebar tidak mengalami ”obstruction”, hal ini menunjukkan bahwa aliran di atas ambang adalah maksimum. Dalam kondisi demikian terjadi aliran kritis di atas ambang, sehingga dapat dipakai sebagai dasar mengukur energi spesifik. Bila kecepatan di hulu ambang kecil,

 V 02  maka nilai tinggi kecepatan   dapat diabaikan dan energi spesifik di  2 g  atas ambang adalah E = H. Debit aliran yang lewat ambang lebar dapat dihitung dengan formula:

Q  Cd . B. 2 g . Hyc 2  yc 2

dan 2 yc  H 3

persamaan di atas di substitusikan sehingga diperoleh:

Qmaks  1,71.Cd . B.H

3

2


keterangan : Q

=

debit di atas ambang (m3/s).

B

=

lebar ambang (m).

H

=

tinggi peluap (m).

;Cd

=

koefisien

debit. V 0

2

2. g

L

Vc 2 2. g

E0

H Y0

yc

P

A

B

3. PERALATAN

a. Flume ( Saluran Terbuka)


b. Model Ambang Lebar

c. Point Gauge

d. Pitot Meter


4. CARA KERJA

a. Siapkan peralatan dan pastikan posisi flume dan peluap ambang lebar horizontal. b. Alirkan air secara perlan-lahan sampai melimpah sedikit di atas ambang dan hentikan aliran. c. Ukur dan catat tinggi air di hulu ambang sebagai data batas permukaannya. d. Alirkan air kembali untuk mendapatkan ketinggian H tertentu di atas ambang, dan naikkan aliran untuk mendapatkan data H yang lain sebanyak 4 kali dengan interval kenaikan ( ∆H ) = 10 mm. e. Pada setiap langkah percobaan ukur dan catat nilai H, Q, Y 0, Yc, dan L. f. Gambarkan profil aliran yang terjadi di setiap pengaliran.


PERCOBAAN C

: BENDUNG AMBANG LEBAR ( BROAD CRESTED WEIR)

Tanggal Percobaan

: 15 Mei 2015

Kelompok

:6

Dosen


1404105045


1404105046


1404105047


1404105048


1404105049

6. Novia Lelyana

1404105050

7. Ni Kadek Sri

1404105051


1404105052


Paraf:



:

Lebar ambang ( b )

= 0,078 meter

Tinggi ambang ( h )

= 0,1 meter

Panjang ambang

= 0,348 meter

Percepatan gravitasi ( g ) = 9,81 m/dt 2

Tabel hasil pengamatan Bendung Ambang Lebar Variasi

Yo ( m )

Yc ( m )

L(m)

H(m)

Q1 (liter/dt)

Q2 (liter/dt)

Q3 (liter/dt)

1.

0,133

0,025

0,280

0,035

10/17,95

10/18,11

10/18,45

2.

0,137

0,025

0,268

0,040

10/14,70

10/13,33

10/16,56

3.

0,143

0,031

0,260

0,045

10/8,59

10/10,61

10/8,03

4.

0,144

0,033

0,260

0,050

10/7,26

10/7,61

10/6,98

5.

0,148

0,035

0,228

0,055

10/6,43

10/6,01

10/6,50

Hasil Perhitungan

Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Bendung Ambang Lebar 1. 10 liter/17,95 detik = 0,557 liter/detik 10 liter/18,11 detik = 0,552 liter/detik 10 liter/18,45 detik = 0,542 liter/detik + Q = 1,651 liter/detik Q1 =


2. 10 liter/14,70 detik = 0,680 liter/detik 10 liter/13,33 detik = 0,750 liter/detik 10 liter/16,56 detik = 0,604 liter/detik + Q = 2,034 liter/detik Q2 =

2,034 liter /detik = 0,678 liter/detik = 0,000678 m 3/detik 3

3. 10 liter/08,59 detik = 1,164 liter/detik 10 liter/10,61 detik = 0,943 liter/detik 10 liter/08,03 detik = 1,245 liter/detik


+ Q = 3,352 liter/detik Q3 =






a. Hitung nilai Cd untuk setiap nilai Q Tabel hasil pengamatan Bendung Ambang Lebar Variasi

Yo ( m )

Yc ( m )

L(m)

H(m)

Q ( m /dt )

1.

0,113

0,025

0,280

0,035

0,000550

2.

0,137

0,025

0,268

0,040

0,000678

3.

0,143

0,031

0,260

0,045

0,001117

4.

0,144

0,033

0,260

0,050

0,001375

5.

0,148

0,035

0,228

0,055

0,001586



Perhitungan H

3/2

1. H3/2 = (0,035) 3/2 = 0,00655 2. H3/2 = (0,040) 3/2 = 0,00800 3. H3/2 = (0,045) 3/2 = 0,00955 4. H3/2 = (0,050) 3/2 = 0,01118


5. H3/2 = (0,055) 3/2 = 0,01290 

Perhitungan Cd

Rumus : Cd  1. Cd  2. Cd  3. Cd  4. Cd  5. Cd 

Q 1,71. x.b. x.H 3 / 2 Q

1,71. x.b. x.H 3 / 2 Q 1,71. x.b. x.H 3 / 2 Q 3/ 2

1,71. x.b. x.H Q

1,71. x.b. x.H 3 / 2 Q 3/ 2

1,71. x.b. x.H

=

=

=

=

=

0,000550 1,71 x0,078 x0,00655 0,000678 1,71 x0,078 x0,00800

0,001117 1,71 x0,078 x0,00995 0,001375 1,71 x0,078 x0,01118 0,001586 1,71 x0,078 x0,01290

= 0,629

= 0,635

= 0,842

= 0,922

= 0,922

Tabel Hasil Perhitungan Bendung Ambang Lebar ( Br oad Crested Wei r )

Percobaan

Yo

Yc

L

H

Q 3

(m /dt)

H3/2

Cd

(m)

(m)

(m)

(m)

1.

0,113

0,025

0,280

0,035

0,000550 0,00655

0,629

2.

0,137

0,025

0,268

0,040

0,000678 0,00800

0,635

3.

0,143

0,031

0,260

0,045

0,001117 0,00955

0,842

4.

0,144

0,033

0,260

0,050

0,001375 0,01118

0,922

5.

0,148

0,035

0,228

0,055

0,001586 0,01290

0,922

b. Gambarkan grafik hubungan Q dan H, Q dan Cd, serta H dan Cd


Grafik Hubungan Antara Q dengan H 0.06 0.05

H

0.04 0.03 0.02 0.01 0 0

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

0.0012

0.0014

0.0016

0.0018

Q Dari grafik di atas didapatkan bahwa besarnya debit (Q) mempengaruhi tinggi peluapan (H). Dimana semakin besar debit, maka tinggi peluapan akan semakin besar, begitu pula sebaliknya.

Grafik Hubungan Antara Q dengan Cd 1.2 1 0.8

Cd

0.6 0.4 0.2 0 0

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

0.0012

0.0014

0.0016

Q


0.0018

Dari grafik tersebut didapatkan bahwa besarnya debit (Q) mempengaruhi besarnya koefisien debit (Cd) dimana pertambahan debit aliran menyebabkan pertambahan pada nilai Cd.

Grafik Hubungan Antara H dengan Cd 1.2 1

0.8 0.6

Cd

0.4 0.2 0 0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

H Dari grafik di atas didapatkan bahwa besarnya tinggi peluapan ( H ) mempengaruhi nilai koefisien debit ( Cd ), dimana pertambahan H akan menyebabkan nilai Cd meningkat dan sebaliknya.

c. Buatlah rumus empiris hubungan Q dan H Jawab: Q = Cd B 2 g

 Hh

4 27

 h3 

; dimana h = 2/3 H

 H 2 / 3 H 

2

Q = Cd B 2 x9.81 Q = Cd B 4.43

2

 (2 / 3H ) 3 

H 3

Q = Cd B 1.71 H 3 / 2 Q = 1.71 Cd B H 3 / 2


0.06

4 Laporan Praktikum Mekanika Fluida Dan Hidrolika Saluran Terbuka

Recommend Documents