LAPORAN PRAKTIKUM 2 PENGUKURAN DEBIT ALIRAN DAN TINGGI MUKA AIR DENGAN ALAT UKUR VOLUMETRIK DAN POINT GAUGE (TIPE PELUAP SEGI EMPAT)
A. Maksud dan Tujuan
1. Mengukur debit aliran air dengan alat ukur volumetrik. 2. Mengukur tinggi muka air dengan alat ukur point gauge (meteran taraf). 3. Mengetahui hubungan antara tinggi dengan debit aliran.
B. Alat dan Bahan
1. Hydraulics Bench 2. Stopwatch 3. Air 4. Rectangular Weir 5. Point Gauge 6. Weir Plate
C. Teori
Laju volume aliran air atau debit (diberi notasi Q) didefinisikan sebagai zat cair yang mengalir melalui tampang lintang tiap satuan waktu. Debit biasanya diukur dalam volume zat cair tiap satuan waktu, sehingga satuannya adalah meter kubik perdetik (m 3/det) atau satuan yang lain (liter/detik, liter/menit, dsb). Dengan dirumuskan sebagai berikut.
( ) =
Pengukuran posisi permukaan air dalam kondisi permanen (stedy state) serngkali diperlukan pada pengamatan hidraulika. Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan suatu point kecil yang secara manual diatur untuk menyentuh permukaan air, dan pembacaan pergerakan vertikal dlakukan dengan menggunakan skala Vernier.
Gambar 1. Point Gauge (Meteran taraf)
Vernier adalah skala bantu yang bergerak secara paralel terhadap skala primer. Skala primer memberikan pembacaan dasar, sedangkan Vernier menunjukkan bacaan bagian skala yang lebih kecil dari bagian skala primer. Jarak diantara tiap sub bagian Verneier adalah 90% dari jarak diantara tiap sub baian skala primer.
D. Spesifikasi Alat
1. Dimensi alat Hydraulics Bench adalah panjang 1,13 m ; lebar 0,73 m ; tinggi 1,00 m. 2. Pompa type sentrifugal , maksimal head 21 m H 2O maksimal aliran 80 liter/menit, daya pompa 0,37 KW. 3. Kapasitas bak air 250 liter, kapasitas tangki volumetrik aliran tinggi 40 liter; kapasitas tangki volumetrik aliran rendah 6 liter. 4. Dimensi alat H1-1 adalah tinggi 265 mm, lebar 75 mm, kedalaman 50 mm. 5. Jangkauan 150 mm, ketepatan ± 0,1 mm dengan tingkat akurasi ± 0,2 mm.
Gambar 2. Hydraulics Bench
E. Prosedur Percobaan
1. Pasang alat-alat tersebut dengan benar. 2. Pasang steker pada stopkontak sumber listrik. 3. Pasang inlet nozzle dan stilling boffle pada hydraulics bench. 4. Atur dump actuator menutup lubang pembuang volumetric tank. 5. Tekan tombol “ON” pada power switch. 6. Buka dan atur aliran melalui katup pada flow control valve (putar ke kiri untuk membuka dan memperbesarkan aliran, putar ke kanan untuk menutup atau mengecilkan aliran) pada suatu aliran tertentu. 7. Jika aliran sudah diatur pada flow control valve, biarkan dan jangan dirubah dan tunggu sampai aliran air stabil dan tenang. 8. Untuk mengukur posisi permukaan bebas (batas udara dan air) pada saluran terbuka, pertama tentukan dahulu posisi datum (titik nol). 9. Putar pelan-pelan sekrup penjepit, tahan batang pengukur, dan geser ke atas atau ke bawah sampai ujung point gauge pada posisi nol yang diperlukan (yaitu dasar saluran). Kencangkan sekrup penjepit untuk sementara. 10. Lepas sekrup pengunci pada belakang skala Vernier dan geser skala tersebut sampai angka “0” skala Vernier berhimpitan satu gar is lurus dengan angka “0” skala primer. Kencangkan kembali sekrup pengunci.
11. Lepas sekrup penjepit dan geser batang pengukur sampai ujung point gauge terletak agak menyentuh permukaan air. Kencangkan sekrup pengunci, dan atur batang pengukur dengan sekrup pengatur tinggi yang halus sampai ujung point gauge benar-benar menyentuh permukaan air. 12. Baca tinggi permukaan air tersebut pada sala Vernier. 13. Nyalakan stopwatch pada saat ketinggian air bergerak dari angka nol (0) liter ke angka yang ditentukan pada level gauge. 14. Hentikan stopwatch pada saat bacaan level gauge tepat diangka yang ditentukan dan baca waktu pada stowatch, catat hasilnya. 15. Buka lubang pembuang dengan mengangkat dump valve actuator, kosongan air di volumetric tank. 16. Ulangi percobaan pada langkah (7) sampai dengan (15). Percobaan diulang sebanyak 5 kali. 17. Jika percobaan telah selesai, tekan tombol “OFF” pada power switch. 18. Lepaskan steker pada stop kontak sumber listrik. 19. Hitung debit aliran menggunakan persamaan debit.
F. Hasil Percobaan
Data Alat Tipe Peluap
: Segiempat
Sudut takikan
: 90º
Tinggi datum
: 125 mm
Tinggi saluran
: 165 mm
Lebar saluran
: 250 mm
Data hasil pengamatan dan perhitungan :
h
(mm)
Head (H)=h-h0 (mm)
104
22
113
31
122,5
40,5
131,2
49,2
152,8
70,8
Volume (V) (liter)
Waktu (t) (detik)
Debit (Q)=V/t (liter/detik)
3
14,69
0,204220558
4
18,94
0,211193242
4
12,82
0,31201248
5
17,53
0,285225328
5
12,03
0,415627598
6
13,34
0,449775112
8
13,28
0,602409639
10
16,69
0,599161174
15
14,22
1,054852321
17
16,12
1,054590571
Q rata-rata =(Q1+Q2)/2 (liter/detik) 0,2077069 0,2986189 0,43270136 0,60078541 1,05472145
Grafik Hubungan antara Head (mm) dengan Q rata-rata (ltr /dtk) 80 70 60 50
) H (
40
D A E H
30 20 10 0 0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
DEBIT (Q) Series1
Linear (Series1)
G. Kesimpulan
Semakin besar volume air, semakin besar debit aliran air (Q) yang dihasilkan. Begitu pula dengan tinggi (H) juga mempengaruhi besarnya debit aliran air (Q).
H. Sumber Rujukan
Armield. 2007. Instruction Manual F1-10. Hydraulics Bench. England. Armfield.
Bambang Triatmodjo. 2012. Hidraulika 1. Cetakan ke-13. Yogyakarta : Beta Offset.
Armfield. 2006. Instruction Manual. Hydraulics Instruments H1-1/H12/H1-3/H1-7/H1-8/H1-10/H1-11. England : Armfield.
