Ambang Lebar (hidraulika)

Moch. Ihsan Rahmatulloh 2411121040 BAB II AMBANG LEBAR

2.1

PENDAHULUAN Aliran dalam saluran terbuka sering ditemui dalam saluran terbuka yang bersifat alam ini bukan saluran prismatik, artinya penampang melintangnya berbeda-beda disetiap peninjauan, sehingga sulit untuk menganalisanya. Karena hal itu, maka pada praktikum ini yang akan diamati adalah aliran dalam saluran terbuka yang dianggap prismatik, agar dapat membantu di dalam mengamati dam menganalisanya. Di dalam saluran tersebut diletakkan suatu pelimpah sehingga akan merubah profil aliran seperti dibawah ini :

Y1

t

Y2

X

Dengan kemiringan yang sangat kecil O terjadi aliran melalui saluran, yang kemudian bergerak menumbuk pelimpah (ambang), sehingga profil dari aliran tersebut akan berubah sesuai dengan karakteristik dari aliran melaui pelimpah (ambang).

Kondisi profil pada aliran yang terjadi dibagi dalam tiga tingkatan yaitu : air loncat, peralihan dan tenggelam. Pada percobaan ini akan diamati serta digambarkan profil aliran pada ketiga kondisi di atas pada ujung saluran di tambahkan sekat. Untuk fase air loncat akan terjadi apabila penambahan sekat pada ujung saluran tidak mengakibatkan naiknya muka air di udik. Keadaan aliran yang terjadi adalah aliran yang sempurna (tanpa perubahan muka air)

Ambang Lebar (hidraulika)

Page 1

Moch. Ihsan Rahmatulloh 2411121040 sedangkan kondisi tenggelam diperoleh jika pada penambahan sekat di ujung saluran mempengaruhi tinggi muka air di udik. Untuk kondisi peralihan berada diantara kedua tingkatan diatas (hingga sedikit sekali pengaruhnya terhadap muka air di udik). Untuk menggambarkan suatu profil dari aliran yang terjadi diambil titik-titik pada setiap keadaan tinggi aliran, yang mana titik-titik tersebut akan membentuk suatu garis-garus yang menunjukan profil pada aliran tersebut. Selain itu akan di peroleh suatu hubungan antara debit dengan tinggi muka air dari atas ambang, serta hubungan antara sebit dan ambang (He) dengan koefesien pengaliran (C), sehingga dapat di peroleh gambaran karakteristik aliran yang dipengaruhi oleh ambang tersebut.

2.2

TUJUAN PRAKTIKUM Tujuan praktikum ini adalah mempelajari karakteristerik suatu ambang (pelimpah), meliputi antara lain : 2.2.1

Pengaruh muka air di hilir (He2) terhadap muika air di udik (He1)

2.2.2

Pengaruh tinggi muka air di atas pelimpah (He1) terhadap debit

2.2.3

Pengaruh tinggi muka air di atas pelimpah terhadap koefesien pengaruh,

(Q)

kemudian di buat grafiknya untuk mengitung tinggi muka

air diatas pelimpah yang du ujunkan H (desain) = Hd.

2.3

2.2.4

Pengaruh koefesian pengaliran terhadap sebit air yang lewat.

2.2.5

Hubungan antara C/Cd dengan He1/Hd.

2.2.6

Profil aliran.

ALAT-ALAT YANG DIPERGUNAKAN 2.3.1

Pompa air yang dilengkapi dengan bak penampung.

2.3.2

Saluran terbuka.

2.3.3

Meteran/alat ukur jarak.

2.3.4

Slang/pipa air.

2.3.5

Alat ukur debit/senturimeter .

2.3.6

Ambang lebar/bendung.

2.3.7

Sekat pengatur (muka air di hilir bendung) .

2.3.8

Alat ukur tinggi muka air.


Page 2

Moch. Ihsan Rahmatulloh 2411121040 2.4

2.5

TEORI 2.4.1

Hukum kontinuitas : Q = A . V = KONSTAN

2.4.2

Aliran melaui ambang : Q = C . B . He2/3

PROSEDUR PERCOBAAN 2.5.1

Menyiapkan peralatan yang diperlukan, kemudian pompa air dihidupkan.

2.5.2

Mengatur mesin/alat, sehingga di dapatkan suatu debit tertentu (Q1) dan diperoleh profil aliran yang mengalami loncatan.

2.5.3

Mengatur dan mencatat ketinggian muka air, serta menentukan koordinat titik-titik untuk menggambarkan profil aliran pada keadaan loncat satu.

2.5.4

Menambah sekat di ujung saluran sehingga diperoleh profil aliran loncat dua, juga diadakan pencatatan terhadap koordinat titik-titik untuk penggambaran profil.

2.5.5

Tumbuhkan lagi sekat, sehingga didapat aliran pada keadaan peralihan.

2.5.6

Sekat di tambahkan lagi pada ujung saluran, sehingga aliran dalam kondisi tenggelam satu.

2.5.7

Ditambahkan lagi sekat diujung saluran saluran, sehingga didapat profil aliran tenggelam dua.

2.5.8

Langkah percobaan dari 1 s/d 7 untuk debit yang berbeda. Untuk percobaan yang mengambil nilai satu dan keduanya tetap, ditentukan koordinat titik-titik (delapan titik-titik), yang bertujuan untuk penggambaran profil aliran pada setiap kondisi aliran.

2.5.9

Untuk debit ketiga sampau dengan debit kelima di lakukan langkah percobaan nomor 2 s/d 7, tetapi hanya padan pada dua titik, yaitu satu titik di udik dan satu titik terendah di hilir untuk masing-masing koordinat aliran.


Page 3


TEORI DAN PENURUNAN RUMUS 2.6.1

Penurunan Rumus : C

Q B.Hc 3 / 2

Hukum Kontinuitas :

t

h

Penampang = dF, jarak t dari ambang ke permukaan air.

dV  2gt dQ  dF.dV

 B.dt 2 gt  B.dt 2 gt 1 / 2 H

Q   B.dt 2 g.t 1 / 2 0

2.6.2

Penurunan rumus Q  623 ,076 . . H

D1

D2 w ng


Page 4

Moch. Ihsan Rahmatulloh 2411121040 a.

Persamaan Energi : 2

P1

w

P1  P2

w b.

2

V1 P V  2w  2 2g  2g



V2  V1 2g 2



2

...........................................................................(1)

Prinsip pembacaan Manometer :

P1   w ( X  H )  P2   w . X  Hg .H P1  P2  (Hg   w ).H P1  P2



w

(

Hg

w

 1). H

= 12.6 H

.............................................................................(2)

V1 

4Q D1 2

Dan V2 

4Q D 2 2

Persamaan (1) dan (2) dan

Maka :

12,6 H 

Diketahui ;

( 4q) 1 1 .( 4  4 ) 2  .2 g D2 D1 ……………………………………..…..( 3 ) D1 = 5,710

cm

D2 = 3,776

cm

g = 980,6

cm/det 2

Harga-harga tersebut dimasukan pada persamaan (3) maka didapat :

12,6 H 

( 4q ) 1 1 .( 4  4 ) 2  .2 g D2 D1

12,6 H 

16Q 2 1 1 (  ) 2 4  .1961,20 3,776 5,710 4

12,6 H 

0,0636517.Q 2  2 .1961,20

0,0636517 .Q 2  12 ,6 H . 2 .1961 ,20


Page 5

Moch. Ihsan Rahmatulloh 2411121040

12.6 H . 2 .1961,20 Q  0,0636517 2

Q 2  388224,04.H . 2 Q  388224,04.H . 2 Q  623,076. . H

2.7

ANALISA PERHITUNGAN 2.7.1

Langkah Perhitungan 1.

Menghitung Debit (Q) Q  C. .. H 3 Q  623 ,076 . .. H (cm

2.

det

)

Menghitung He

He  y  t He1  y1  t He2  y 2  t dimana : t = tinggi ambang (-) = loncat 3.

Menghitung Koefesian Pengaliran (C) C

4.

Q B.He3 / 2

Menghitung Hd Hd = 1 didapat dari grafis hubungan He1 Vs C diambil nilai Hd =1 Maka didapat nilai C = Cd

2.7.2

Tugas 1.

Buat grafik He1 Vs He2

2.

Buat grafik He1 Vs C He = tinggi air diatas ambang

3.

Buat grafik C Vs Q

4.

Buat grafik H/Hd Vs C/Cd

5.

Buat grafik He1 Vs Q


Page 6


DATA PERCOBAAN AMBANG LEBAR ΔH

Y1

Loncat I

Loncat II

Peralihan

(cm)

(cm)

(cm)

No. (cm Hg) 1 2 3 4 5 2.9

(cm)

X

y2

X

y2

x

19,4 20,2 20,5 20,2 20,2

30 33,5 33,7 32,4 33

2,8 4 4 4 4

16,7 20,5 17,2 18 24,3

5,5 6 6,5 6 6,3

21 22 15 19,1 21,8

0,5 1 1,2 1,5 2

y2 8 8,5 8,5 8,4 8,4

Tenggelam I (cm)

Tenggelam II (cm)

x

y2

x

y2

18,2 17,8 18 18 22,5

10 10,8 11,5 10,6 11

18,4 22,5 18 18,3 23

12,4 13,3 13,5 13,5 13,6

PERHITUNGAN A. Contoh perhitungan ambang lebar Diketahui : ΔH

1.

= 0,5 cm Hg

Y1

= 19,4 cm

Y2

= 2,8 cm

T

= 17,6 cm (tinggi ambang)

B

= 8,2 cm (lebar saluran)

Menghitung Debit (Q) Q

=C.π.√

Q

= 623,076 . π . √ = 623,076 . π . √

2.

= 1383,42517 Cm3/det Menghitung He He

=y–t

H1

= y1 – t = 19,4 – 17,6 = 1,8 cm

He2

= y2 – t = 2,8 – 17,6 = - 14,8 cm

Dimana : t = tinggi ambang ( - ) = loncat

3.

Menghitung Koefisien Pengaliran ( c ) Ambang Lebar (hidraulika)

Page 7

Moch. Ihsan Rahmatulloh 2411121040 C

Q B.He3 / 2

= = 69,86072098 Perhitungan dilanjutkan dengan menggunakan tabel sebagai berikut : B. Tabel Perhitungan 1. Harga Debit (Q) Q = 623,076 .

.√ Debit (cm3/det)

ΔH (cm Hg) 0,5

1383,42517

1 1,2 1,5 2

1956,45864 2143,19306 2396,16269 2766,85034

2. Perhitungan koefisien pengaliran (C) C

Q B.He3 / 2

Debit (cm3/det)

He1(cm)

C

1383,42517

1,8 69,86072098

1956,45864 2143,19306 2396,16269 2766,85034

2,6 2,9 2,6 2,6

56,91107602 52,92372999 69,70154848 80,48441556

3. Perhitungan He Perhitungan sebagai berikut :

He1  y1  t He 2  y 2  t


Page 8


Perhitungan dilanjutkan dalam bentuk tabel : ΔH

Q

Loncat I

Loncat II

Peralihan

(cm)

(cm)

(cm)

No.

1 2 3 4 5

(cm Hg) 0,5 1 1,2 1,5 2

(cm3/det)

He1

1383,42517 1956,45864 2143,19306 2396,16269 2766,85034

1,8 2,6 2,9 2,6 2,6

He2 -14,8 -13,6 -13,6 -13,6 -13,6

He1

He2

He1

1,8 2,6 2,9 2,6 2,6

-12,1 -11,6 -11,1 -11,6 -11,3

1,8 2,6 2,9 2,6 2,6

He2 -9,6 -9,1 -9,1 -9,2 -9,2

Tenggelam I (cm)

Tenggelam II (cm)

He1

He1

1,8 2,6 2,9 2,6 2,6

He2 -7,6 -6,8 -6,1 -7 -6,6

1,8 2,6 2,9 2,6 2,6

Keterangan : He 1 = Muka air di hulu He 2 = Muka air di udik 4.

Perhitungan antara He/Hd dengan C/Cd

He/Hd 1,8 2,6 2,9 2,6 2,6

C/Cd 0,409078 0,33325 0,309901 0,408146 0,471286


Page 9

He2 -5,2 -4,3 -4,1 -4,1 -4


2.10

PENGGAMBARAN GRAFIK

Hubungan He1 Vs He2

HUBUNGAN He1 Vs He2 16 14 12

He1

10

tenggelam 2 tenggelam 1

8

peralihan

6

loncat 2

4

loncat 1

2 0 -14.8

-13.6

-13.6

-13.6

-13.6

He2

Hubungan He1 dengan C

He1 Vs C 3.5 2.9 2.6

3

2.6

2.6

He1

2.5

y = -0,0143x + 3,4421 dengan Hd=1, maka Cd didapat 170,776

1.8

2

He1 Vs C

1.5

Linear (He1 Vs C)

1 0.5 0 0

20

40

60

80

100

C


Page 10


Hubungan Q dengan C

hubungan Q Vs C 90 80 70 60 C

50 40

Series 1

30 20 10 0 1383.42517

1956.45864

2143.19306

2396.16269

2766.85034

Q

Hubungan He1 dengan Q

He1 Vs Q 3.5 3

He1

2.5 2 1.5

He1 Vs Q

1 0.5 0 1383.42517

1956.45864

2143.19306

2396.16269

2766.85034

Q


Page 11

Moch. Ihsan Rahmatulloh 2411121040 Hubungan H/Hd dengan C/Cd

C/Cd Vs H/Hd 0.5 0.45 0.4 0.35 C/Cd

0.3 0.25 0.2

He1 Vs Q

0.15 0.1 0.05 0 1.8

2.6

2.9

2.6

2.6

H/Hd


Page 12

Ambang Lebar (hidraulika)

Recommend Documents