laporan hidrolika

BAB I OSBORNE REYNOLDS APPARATUS

1.1 Pendahuluan

Untuk mengetahui tentang karateristik aliran, telah ada suatu standarisasi yang diberikan oleh yang menemukannya yitu Osborne Reynolds, dimana sangat tergantung pada zat cair itu sendiri hingga dalam menetukan bilangan Reynolds tersebut, kita gunakan debit yang kita alirkan, kecepatan yang diberikan sama besarnya diameter pipa. Factor-faktor ini yang disebabkan oleh adanya aliran, gaya mengenai gaya gesek dan tegangan ikut pula mempengaruhinya akan karateristik suatu aliran sehingga bilangan Reynolds dapat kita kenali. Perlu juga kita ketahui bahwa ketelitian alt yang kita gunakan disini baik stopwatch, gelas ukur serta pembacaan suhu ikut mempengaruhi dalam menetukan karateristik aliran, yang lebih penting lagi adalah ketekunan dalam mengamati.

1.2 Tujuan Percobaan 

Menghitung besarnya bilangan Reynolds



Mengamati hal-hal yang terjadi pada aliran transisi



Mengamati profil parabolik dari kecepatan



Menghitung koefisien geser

1.3 Teori Percobaan

Bilangan Reynolds (Re) adalah suatu criteria tertentu yang digunakan dalam menetukan aliran fluida. Criteria tersebut merupakan perbandingan antara parameter-parameter sebagi berikut : 

Kecepatan rata-rata



Diameter pipa



Kekentalan kinematik fluida

1

Titles you can't find anywhere else

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.



































Bilangan Reynolds pertama kali digunakan oleh ilmuwan Osborne Reynolds (1842-1912). Bilangan Reynolds adalah perbandinagn antara gaya Inersia terhadap gaya viskositas (µ/L) yang mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu. Persamaan bilangan Reynolds, yaitu :

Re = V x D x ρ x µ Dimana : Re

= bilangan Reynolds

V

= kecepatan rata-rata serta fluida yang mengalir (m/s)

D

= diameter dalam pipa

ρ

= massa jenis fluida (kg/m3)

µ

= viskositas dinamik fluida (kg/m s) atau (N.det/m3)

Dengan adanyakriteria diatas menunjukkan bahwa disini tidak tergantung pada keadaan tekanan, adapun istilah yng kita gunakan dalam menyatakan kondisi-kondisi aliran fluida sebagai berikut : 1. Aliran Laminer Aliran ini menunjukkan kondisi atau keadaan aliran yan menetap dimana garis arusnya pada jalur yang sejajar karena tidak terjadi interaksi antara bidang-bidang geser. Aliran laminar terjadi apbila partikel-partikel zat cair bergerak teratur dengan membentuk garis lintasan kontinyu dan tidak salig berpotongan. Aliran laminar terjadi apabila kecepatan aliran rendah, ukuran saluran sangat kecil dan zat cair mempunyai kekentalan besar. Aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan-lapisan atau laminar-laminer dalam satu lapisan meluncur secara lancar. Dalam aliran laminar ini, viskositas berfungsi untuk meredam kecenderungan terjadinya gerakan relative antara lapisan. Apabila



































Sedangkan dalam saluran tertutup dalam pipa,aliran tersebut merupakan laminar apabila mempunyai bilanagn Reynold kurang dari 500 (Re < 500). Rumus kehilangan dalam pipa untuk aliran laminar, yaitu :

hf

= (32 x V x V1) : (g x D 2)

dimana : hf

= kehilangan (m)

v

= kekentalan kinematik (m2/s2

g

= gaya grafitasi m2/s2) = 9,81 m/s 2

D

= diameter pipa (m)

V

= kecepatan aliran (m/s2)

Pada aliran laminar ini, semakin jauh dari dinding pipa, semakin cepat air mengalir. Zat cair real yaitu zat cair yang ditinjau kekentalannya. Kekentalan adalah sifat zat cair yang menimbulkan tegangan geser pada zat cair tersebut bergerak / mengalir. Contoh dalam kehidupan sehari-hari yaitu (dimana keadaan tanpa ada angin yang berhembus atau keadaan tenang), ada asap rokok yang mengalir ke atas, pda bagian dekat rokok berupa aliran laminar, agak keatas daerah aliran transisi, dan keatas lagi terjadi aliran turbulen pada aliran laminar,aliran partikel-partikel fluida yang bergerak secara parallel (tidak saling memotong), atau aliran berlapis, contohnya yaitu aliran lambat dari cairan kental. Pengaruh viskositas pada aliran adalah lemampuan dari fluida untuk mempertahankan aliran laminar, aliran yang smooth dan gerakan fluida yang konstan. Suatu kombinasi dari efek viskositas dan gravitasi menghasilkan salah satu dari dua regime liran yang disebut :



































Subkritis-laminer terjadi apabila FR lebih kecil dari pada suatu (FR < 1) dan Re dalam rentang lamier (Re < 2300). a. Superkritis-Laminer (Supercritical-Laminer) Superkritis-laminer terjadi apabila FR lebih besar dari pada suatu (FR > 1) dan Re berada dalam rentang laminar (Re < 2300). Keterangan : FR

= angka Froude (tidak berdimensi/tanpa satuan)

Re

= Bilangan Reynolds (tanpa satuan)

2. Aliran Turbulen Aliran ini menunjukkan kondisi aliran yang tidak seragam dimana garis

arusnya

saling

berpotongan,

sehingga

menyebabkan

terganggunya bidang geser serta terjadinya percampuran fluida. Pada aliran turbulen, partikel-partikel zat cair bergerak dengan kecepatan aliran besar, saluran besar, sauran besar dan zat cair mempunyai kekentalan kecil. Aliran di sungai, saluran irigasi/ drainase dan di laut adalah contoh dari aliran turbulen. Aliran dimana pergerakan dari partikel-partikel fluida tidak menentu karena mengalami pencampuran serta putara partikel antar lapisan, yang mengakibatkan saling tukar momentum dari suatu bagian fluida ke bagian fluida yang lain skala besar.

Dalam

keadaan

aliran

turbulen

maka

turbulensi

yang

terjadimembangkitkan tegangan geser yang merata diseluruh fluida sehingga menghasilkan kerugian-kerugian aliran.

Meninjau dari teori kinetic gas pada fluida, maka viskositas merupakan efek dari transfer momentum molekul. Semakin tingi viskositas maka semakin tinggi transfer momentum dari fluida terhadap permukaan benda (misalnya pipa). Teori momentum menyatakan bahwa semakin besar momentum diberikan/ ditransferkan



































Karena viskositasnya menjadi dasar panduan seberapa besar tingkat ketahanan fluida terhadap gaya inersia. Dari sini seperti pengaruh viskositas adalah unuk menghambat pembentukan aliran turbulen.

Suatu kombinasi dari efek viskositas dan gravitasi menghasilkan salah satu dari dua regime aliran turbulen, t urbulen, yang disebut : a. Subkritis-Turbulen (Subcritical-Turbulen) Subkritis-turbulen terjadi apabila FR lebih kecil dari pada suau (FR<1) dan Re berada dalam rentang turbulen (Re>2300). b. Superkritikal_turbulen (Supercritical_Turbulen) Subkritikal-turbulen terjadi apabila FR lebih besar dai pada satu (FR>1) dan Re berada dalam rentang turbulen (Re>2300). Keterangan : FR = angka Froude Re = Bilangan Reynolds

3. Aliran Transisi Aliran transisi merupakan perolehan dari aliran laminar ke aliran turbulen. Klasifikasi Aliran Untuk membedakan jenis aliran, tergantung dari besarnya bilanga Reynold, namun untuk lebih jelasnya dituliskan sebagai berikut : 

Jika tulangan Reynold (Re) < 2300, maka aliran tersebut tersebut kita namakan aliran laminar.



Jika bilangan Reynold (Re)

 2300, maka aliran tersebut kita

namakan aliran transisi. 

Jika bilangan Reynold (Re) > 2300, maka aliran tersebut kita namakan aliran turbulen. Untuk lebih jelasnya lagi mengenai gambaran sekaligus melihat



































Adapun rumus-rumus yang digunakan adalah : Re =

 

dimana : Re = bilangan Reynold V = kecepatan aliran (m/s) D = diameter pipa (m) v = kekentalan kinematika (m 2/s) untuk koefisien geser aliran laminer : f=

 

untuk koefisien geser aliran turbulen menurut Blasius : f = 0,316 x Re -0,25 untuk tegangan geser (T) adalah :





































         T =        4 =

dimana : f = koefisien geser

  massa jenis (kg/m³) V = kecepatan aliran (m/s)  =

tegangan geser

1.4 Waktu dan Tempat

Adapun waktu dan tempat pelaksanaan praktium Osborne Reynolds Apparatus, adalah :

hari, tanggal

: Senin, 26 September 2011

pukul

: 15.00 WITA

tempat

: Laboratorium Hidraulika dan Sumber Daya Air

1.5 Alat dan Bahan 1.5.1 Alat

Adapun alat yang digunakan dalam percobaan Osborne



































1.5.2 Bahan

Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan ini,yaitu : 

Air



Zat pewarna (tinta)



































d. Mendiamkan sejenak, kemudian mengukur temperature e. Zat pewarna yang berupa tinta dituangkan ke dalam reserver pada bagian atas pesawat f. Buka kran tinta g. Diamkan beberapa menit dan mengamati zat warna tersebut yang mengalir lewat pipa atau selang pengaman h. Atur bukaan kran agar kita dapat melihat perbedaan aliran air i.

Melakukan

percobaan

untuk

volume

tetap

dan

mencatat

waktu

pengamatannya j.

Mengulangi beberapa kali percobaan untuk mendapatkan waktu rata-rata pada aliran laminar, aliran transisi, dan aliran turbulen

k. Demikian juga untuk waktu tetap. Melakukan percobaan pada aliran laminar, aliran transisi, dan aliran turbulen. Kemudian mencatat volume masing-masing aliran.



































1.7 Data Pengamatan



Temperature = 32,2 

Untuk Volume Tetap NO

Volume

Waktu (det)

Visual

1

190

Laminar

2

137

Turbulen

3

153

Turbulen

4

136

Transisi

5

125

Laminar

6

84

Turbulen

7

100

Turbulen

8

69

Transisi

Volume

Visual

1

400

Turbulen

2

410

Turbulen

1200

800



Untuk Waktu Tetap NO

Waktu (dtk)



































8

650

Turbulen

1.8 Analisa Perhitungan Data 1.8.1 Untuk Volume Tetap

Dik: -

 

A= × 3,14× (0,

 = 0,0000785 

Untuk mencari nilai µ dilakukan interpolasi



Temperatur ( ( 30 32,2 40

(/s) 8,009 ×   µ 6,58 ×

 

             =       

   /s -

Untuk mencari nilai rapat massa di cari dengan menggunakan interpolasi





































 =   

  kg/m Untuk Volume 0,0012   pertama 3

a.

1.Waktu 190 s o

Debit

   = 

Q =

= 6.316 x 10 -6 m3/dtk

o

Kecepatan

  =    

V = A



-5

2



































⁄ = 6,121  =

o

Tegangan Geser

        =  = 0,04928 N/m 2. Untuk waktu 137 S kedua

o

Debit

   = 

Q =

= 8,759 x 10 -6 m3/dtk



































=

 

= 1450,12 Re o

 2300, maka aliran ini termasuk aliran laminer

Keofisien Geser f

⁄ = ⁄ =

= 0,044

o

Tegangan Geser 

            =  = 0,068 N/m

3. Untuk Waktu 157 S ketiga



































  ⁄ = = 0,097 m/dtk

o

Bilangan Reynolds

   = 

Re =

= 1265,391 Re o

 2300, maka aliran ini termasuk aliran laminer.

Keofisien Geser f

⁄ = ⁄ =

= 0,050

o

Tegangan Geser





































      =  

A =

= 7,85 x 10 -7 m2

⁄   =  ⁄ 

V =

= 0,112 m/dtk

o

Bilangan Reynolds

   = 

Re =

= 1460,782 Re o

 2300, maka aliran ini termasuk aliran laminer.

Keofisien Geser





































   = 

Q =

= 0,08 m3/dtk o

Kecepatan

  =      =    V = ⁄ 

V = A

= 7,85 x 10 -7 m2



































o

Debit

   = 

Q =

= 9,524 x 10 -6 m3/dtk o

Kecepatan V =Q/A

     =  

A =

= 7,85 x 10 -7 m2 V =

⁄ 



































   = 

Q =

= 8 x 10 -6 m3/dtk

o

Kecepatan V =Q/A

     =  

A =

= 7,85 x 10 -7 m2 V =

⁄



































o

Debit

   = 

Q =

= 1,159 x 10 -5 m3/dtk o

Kecepatan V =Q/A

      =  

A =

= 7,85 x 10 -7 m2





































= 0,090 N/m

1.8.2 Untuk Waktu Tetap

1. Untuk Waktu 22 dtk dan volume 

Debit

   = 

Q =

 







































    =

 

= 0,284 N/m 3



































=

 

= 0,297 N/m 3. Untuk Waktu 22 dtk dan volume 4,5×

  m





































    =

 

= 0,3498 N/m 3





































    =

 

= 0,578 N/m





































    =

 

= 0,221 N/m

















































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































Perhitungan koefisien debit Cd =

= =





=

= =

2

15 x 0,000348

8 2x9,81 tan 90 2  0,031 031 

5

2

0,8710

0,031+0,031+0,031 0,031+0,031+0,031 3 0,031 m

0,000393  0,000357  0,000348

3 0,0003662 m 3/dtk

Koefisien debit rata-rata 0,9840  0,8935  0,8710 =

 

3

=



5

Debit rata-rata

 

8 2g tan  2  H

Tinggi muka air rata-rata

= 

15 x Q

0,9162

Untuk debit Q3

1. Dengan Dik: t V H0 H1 H2

t1 = 5s = = = = =

5 detik 0,00313 m 3 0,047 m 0,06 m 0,069 m

Dit: H Q

=……? =……?



































Penyelesaian:  Perhitungan tinggi muka air H = (H0+H1) – H2 = (0,047 + 0,06) – 0,069 0,069 = 0,038 m



Perhitungan debit v Q =

t

= = 

0,00313

5 0,000627 m 3/dtk

Perhitungan koefisien debit 15 x Q Cd = 5 8 2g tan  2  H 2 = =

2. Dengan Dik: t V H0 H1 H2 Dit: H Q Cd

15 x 0,000327

8 2x9,81 tan 90 2  0,038 038  0,9424 t2 = 7s = = = = =

7 detik 0,00433 m 3 0,047 m 0,06 m 0,069

=……? =……? =……?

Penyelesaian:  Perhitungan tinggi muka air H = (H0+H1) – H2 = (0,047 + 0,06) 0,69

5

2






































t

= = 

0,00433

7 0,000619 m 3/dtk

Perhitungan koefisien debit 15 x Q Cd = 5 8 2g tan  2  H 2 =

= 3. Dengan Dik: t V H0 H1 H2 Dit: H Q Cd

15 x 0,000619

8 2x9,81 tan 90 2  0,038 038  0,9309 t3 = 9s = = = = =

9 detik 0,00530 m 3 0,047 m 0,06 m 0,069 m

=……? =……? =……?

Penyelesaian:  Perhitungan tinggi muka air H = (H0+H1) – H2 = (0,047 + 0,06) – 0,690 0,690 = 0,038 m 


t

=

0,00530

9 0,000589 m 3/dtk

5

2



































15 x Q

Cd =

8 2g tan  2  H

038  8 2x9,81 tan 90 2  0,038

=

2

Tinggi muka air rata-rata



=

0,038+0,038+0,038 0,038+0,038+0,038 3 0,038 m

Debit rata-rata



= =



5

0,8856

= 

2

15 x 0,000589

=



5

0,000627  0,000619  0,000589

3 0,000223 m 3/dtk

Koefisien debit rata-rata 1,9424  0,9739  0,8856 =

 

3

=

0,91500

TABEL HASIL ANALISA DATA PINTU SEGITIGA

Debit Q1

Q2

Q3

t

Q

Cd

5 7 9 5 7 9 5 7 9

0,000247 0,000219 0,000204 0,000393 0,000357 0,000348 0,000627 0,000619 0,000589

1,0566 0,9383 0,8726 0,9840 0,8935 0,8710 0,9424 0,9309 0,8856





 

0,025

0,000223

0,9558

0,031

0,000366

0,9162

0,038

0,000611

0,9150



































2.8.3 Analisa Grafik 2.8.3.1 Untuk pintu pintu segitiga a. Grafik hubungan H dan Cd

No

x (H)

y (Cd)

x.y

x²

1

0,025

0,9558

0,0239

0,000625

2

0,031

0,9162

0,0284

0,000961

3

0,038

0,915

0,03477

0,000144

∑

0,094

2,787

0,08707

0,00303

y = a + bx

a =

∑  ∑ ∑ ∑  ∑   ∑ ∑ ∑ 

= 1,0248

b =

 ∑ ∑ ∑  ∑   ∑ ∑ 

= -3,0567





































x

y

0,025

0,948359

0,031

0,930019

0,038

0,908622

Hubungan H & Cd 0.955 0.95 0.945 0.94 0.935 d 0.93 C

0.925

y = -3.056x + 1.0248



































b. Grafik hubungan Cd dan Q No 1 2 3

x (Cd) 0,9558 0,9162 0,9150 2,7870

∑

y (Q) x.y 0,000231 0,000221 0,000366 0,000336 0,000612 0,00056 0,001209 0,001209 0,001116

y = a +bx

a =

∑  ∑ ∑ ∑  ∑   ∑ ∑ ∑ 

= 0,006485

b =

 ∑ ∑ ∑  ∑ 

x² 0,91355 0,8394 0,8372 2,5902



































x 0,9558 0,9162

y 0,000227 0,000487

0,9150

0,000495

Hubungan Cd & Q 0.0006

0.0005

0.0004 ) s / ³ m0.0003

y = -0.00655x + 0.00648



































c. Grafik hubungan antara H dan Q

No

x (H)

y (Q)

x.y

x²

1 2 3

0,025 0,031 0,038

0,000231 0,000366 0,000612

0,00000578 0,00001135 0,00002324

0,000625 0,000961 0,001444

∑

0,094

0,001209

0,00004036

0,00303

y = a +bx

a =

∑  ∑ ∑ ∑  ∑   ∑ ∑ ∑ 

= -0,00052



































x 0,025 0,031 0,038

y 0,000217 0,000393 0,000599

Hubungan H &Q 0.0007 y = 0.029x - 0.00052 0.0006

0.0005

) 0.0004 s / ³ m ( Q0.0003





































2.8.3.2 Untuk Pintu segiempat a. Graifik hubungan H dan Cd

No 1 2 3

∑

x (H) 0,017 0,027 0,032 0,076

y (Cd) 0,8531 0,8018 0,7705 2,4254

x.y 0,0145 0,02165 0,02466 0,06081

x² 0,000289 0,000729 0,001024 0,002042



































x 0,017

y 0,8539

0,027 0,032

0,7994 0,7721

Hubungan H & Cd



































b. Grafik hubunganantara Cd dan Q

No

x (Cd)

y (Q)

x.y

x²

1

0,8531

0,0002565

0,000219

0,72778

2

0,8018

0,0006303

0,000505

0,64288

3

0.07705

0,0007815

0,000602

0,59367 0,593 67



































x 0,8531 0,8018 0,7705

y 0,000268 0,000599 0,000801

Hubungan Cd & Q



































c.

Grafik hubungan antara H dan Q

No 1 2

x (H) 0,017 0,027

y (Q) 0,0002565 0,0006303

x.y 0,00000436 0,00001702

x² 0,000289 0,000729

3

0,032 0,076

0,0007815 0,001668

0,000025 0,0000464

0,001024 0,002042

∑





































x 0,017 0,027

y 0,000262 0,000615

0,032

0,000792





































































2.10 Kesimpulan dan Saran 2.10.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari percobaan ini, adalah : 



Berdasarkan hasil pembahasan kami dapat menyimpulkan bahwa, untuk setiap debit pada pintu ukur, semakin besar volume terhadap waktu yang semakin besar , maka akan semakin besar nilai debit yang diperoleh. Begitupun sebaliknya, semakin kecil volume terhadap waktu yang semakin kecil, maka akan semakin kecil nilai debit yang di peroleh. Sedangkan

besar

kecilnya

nilai

koefisien

debit

(Cd),



































2.10.2 Saran

Adapun saran kami yaitu agar alat-alat yang digunakan pada saat pratikum dapat dijelaskan fungsi, cara penggunaannya dan sebagainya dengan lebih detail sehingga para peserta praktikum nantinya dapat lebih baik lagi.



































Sifat-sifat saluran semacam ini dapat dapat diatur menurut keinginan atau direncanakan untuk memenuhi persyaratan tertentu oleh karena itu, penerapan teori hidrolika untuk saluran buatan dapat membuahkan hasil yang cukup sesuai dengan kondisi yang sesungguhnya dan demikian cukup untuk keperluan perencanaan praktis. Adapun percobaan yang akan dilakukan pada aliran melalui saluran terbuka terdiri dari : o

Aliran permanen seragam pada saluran licin

o

Aliran permanen tidak beraturan akibat pembendungan

o

Pintu sorong/sluice gate





































ini dilengkapi pula dengan tangki pelayanan berikut pompa sirkulasi air, dan alat pengatur debit. Pada umunya tipe aliran melalui saluran terbuka adalah turbulen keran kecepatan dan kekasaran dinding relative besar. Aliran melalui



































Apabila aliran dapat diketahui,maka akan mudah bagi kita untuk menentukan harga kecepatan Chezy tersebut. C. Waktu dan tempat

Percobaan ini dilaksanakan pada :





































Ukur debit

aliran, kemudian ukur pula pula kecepatan aliran dikedua titik tersebut Kedalaman Air (h)

Debit

Kemiringan

(m3/s)

(%)

h1 (m)

h2(m)

0,5

0,015

0,024

0,0014

sebagai V1 dan V2.



































A1



= b  h1

A2 = b  h2

= 0,086 m  0,015 m

= 0,086 m  0,024 m

= 0,0013 m2

= 0,0021 m2

Menghitung Keliling Tampang Basah (P)





































Menghitung koefisien Chezy (C)

C1 =

=

V1 R1I1

1,077 0,0111  0,5

C2

=

=

V2 R2I2

0,673 0,0154  0,5















































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































= -611,982



Menghitung resultan gaya dorong akibat gaya hidrostatis. = 1 ρg(y 0 - y g )2 2

FH

=½ . 1000 . 9,81 . (0,06 – 0,03) 0,03) 2 = 4,415



Fg/Fh =

 

= -138,63



Yg/Yo =

 

= 0,50

Untuk debit 0,0019 m³/s 

Menghitung resultan gaya dorong pada pintu sorong (Fg)

 ρQ  y 1  2  y ρgy 1  02  1   = 1 ρgy 1   y  by 1  2 y 0   1  2

Fg

2  1000.0,0019  0,018  2  0,106 1 .1000.9,81.0,018   1 =  1   2 0,086.0,018  0,106  0,0182





= -989,27



Menghitung resultan gaya dorong akibat gaya hidrostatis. FH

= 1 ρg(y 0 - y g )2 2 =½ . 1000 . 9,81 . (0,106 – 0,03) 0,03)2





































Fg/Fh =

 

= -34,918



Yg/Yo =

 

= 0,283

TABEL HASIL ANALISA DATA

Yg (m)

Yo (m)

0,03

0,06

0,03

0,106

Y1

Q

Fg

Fh

Fg/Fh

Yg/Yo

0,018

0,0014

-611,982

4,415

-138,63

0,50

0,018

0,0019

-989,27

28,331

-34,918

0,283

(m)

H. Hasil dan Pembahasan

Praktikum ini berjudul gaya yang bekerja pada pintu sorong yang bertujuan untuk menunjukkan gaya-gaya yang bekrtja pada pintu sorong. Alatalat yang digunakan pada praktikum ini adalah sama dengan alat yang digunakan pada percobaan menghitung debit aliran denganpintu sorong. Pada percobaan ini, data-data yang sudah dikumpulkan pada percobaan perhitungan debit saluran dengan menggunakan pintu sorong kembali akan diolah kembali menghitung dan mengetahui gaya-gaya apa saja yang bekerja. Secara jelas diagram gaya-gaya yang bekerja pada pintu sorong terlihat pada gambar didasar teori diatas. Terdapat dua gaya-gaya yakni fg yang maupun resultan gaya dorong pada pintu sorong(non-hidrostatis) dan



































Berdasarkan hasil analisa data, untuk mengetahui debit 0,0014 m³/s dan bukaan pintu 0,03 diperoleh yo = 0,06 m serta y1= 0,018 m, menghasilkan resultan gaya dorong pada pintu sorong (non-hidrostatis) dan fh yang merupakan gaya dorong Fg= -611,982 dan gaya dorong Fh= 4,415. Hal ini menunujukkan bahwa semakin besar debit pada pintu sorong maka yang bekerja, pada pintu sorong semakin besar pula. Demikian pula hal yang terjadi untuk debit yang kecil. Maka gaya dorong yang dihasilkan semakin kecil pula.

I. Kesimpulan dan Saran

a. Kesimpulan Adapun kesimpulan dari percobaan ini, adalah bahwa gaya yang bekerja pada pintu sorong ada 2 macam yakni fg, yang merupakan resultan gaya dorong pada pintu sorong (non-hidrostatis)dan fh merupakan gaya dorong akibat gaya hidrostatis. Dimana jika debit makin besar, maka makin besar pula kedua gaya tersebut. Atau biasa diakibatkan debit air berbanding lurus dengan gaya gaya dorong yang diabaikan. c. Saran



































praktikan yang melakukan praktikum tidak melakukan kesalahan dalam pengambilan data

4.3.2 Penurunan Persamaan Energi Spesifik A. Tujuan

1). Mendemostrasikan aliran melalui pintu sorong. 2). Menunjukkan bahwa pintu sorong dapat digunakan sebbagai alat ukur dan pengatur debit. 3). Menunjukkan hubungan antara energi spesifik dan tinggi tenaga pada aliran dihulu pintu sorong. sorong. B. Teori

Pada saluran terbuka, energi spesifik didefinisikan sebagai jumlah dari energi potensial ( kedalaman aliran ) dan energi kinetik( tinggi kecepatan ). E = y + V²/2g atau E = y + ½ V²



































y : kedalaman aliran Q: Debit aliran g : percepatan gravitasi bumi kurva energi spesifik merupakan kurva hubungan antara kedalaman aliran dengan energi/ tinggi tenaga.

e p th o f fl o w y (m )

C

yC

Specific energy E (m)

Gambar 3.3. Kurva energi spesifik

Gambar diatas menunjukkan bahea ada dua kedalaman aliran yang mungkin menghasilkan energi yang sama, yang dikenal sebagai alternatif depth. Pada titik c, kurva energi adalah minimum dengan hanya ada 1 kedalaman yang menghasilkannya yang kita namakan kedalaman kritik (yc). Aliran pada kedalaman lebih besar dari kedalaman kritik dinamakan dengan aliran subkritik. Sementara itu apabila kurang dari kedalamn kritik dinamakan aliran superkritik. Pada saluran segiempat, dengan lebar 1 satuan panjang, dimana garis aliran adalah paralel, dapat ditunjukkan bahwa: Yc=

√  



Dengan,

dan Ec = 3/2 Yc Ec

: energi spesifik minimum

Yc

: kedalaman kritis





































Pada saat kemiringan saluran cukup untuk membuat aliran seragam dan kedalaman kritik, kemiringan ini dinamakan dengan kemiringan kritik.

C. Waktu Dan Tempat

Waktu dan tempat pelaksanaan percobaan ini, adalah : Hari, tanggal

: Senin, 26 September 2011

Waktu

: 09.00 WITA

Tempat

:

Laboratorium

Hidrolika

dan

Sumber

Daya

ryiFakultas ryi Fakultas Teknik Universitas haluoleo

D. Alat Dan Bahan

Adapun alat dan bahan dan bahan yang dapat digunakan pada percobaan ini yaitu: 1). Multi Purpose Teaching Flume 2). Model Pintu Sorong/ Sluice Gate 3). Point Gauge 4). Mistar / Pita Ukur

E. Prosedur Percobaan

Adapun prosedur percobaan ini adalah: 1). Atur kedudukan saluran hingga dasar salurann menjadi datar/ horizontal.

Air



































6). Dengan debit yang masih sama dengan(3), atur pintu sehingga harga yang sama dengan harga nomor(4). Ukur yo,y1,y3,yg, dan Q. 7). Amati pengaliran yang terjadi. 8). Ulangi percobaan untuk debit yang lain. 9). Hitung harga energi spesifik yang terjadi,dan hilang pada energi kritiknya. 10. buat kurva hubungan antara Eo, yo, E1 dan y1.

F. Data Pengamatan Debit (m3/jam) 5

Yg (cm) 3

Y0 (cm)

Y1 (m)

6

1,8



































= 0,00258 m 2



Menghitung kecepatan (V) V

= =

Q

A 0,0014 0,00258

= 0,538 m/s



Menghitung energi spesifik E0

v2 = y 0  2g

= 0,06 

0,538 2 2 . 9,81

= 0,075 E1

v2 = y 1  2g 0,538 2 = 0,018  2 . 9,81

= 0,033



Menghitung kedalaman kritik Yc

=

 





































=

3 . 0,0058 2

= 0,0087 Untuk debit 0,0019 m³/s 

Menghitung luas permukaan (A) A

= B . yg = 0,086  0,03 = 0,00258 m 2



Menghitung kecepatan (V) V

= =

Q

A 0,0019 0,00258

= 0,7537 

Menghitung energi spesifik E0

v2 = y 0  2g 0,7537 2 = 0,106  2 . 9,81

= 0,135 E1

v2 = y 1  2g 0,018

0,7537 2



































=

  



= 0,0073 m



Menghitung energi spesifik minimum (Ec) Ec

=

3 yc 2

=

3 . 0,0073 2

= 0,0109


Yg

Yo

Y1

Q

V

Eo

E1

(m)

(m)

(m)

(m3/s)

(m/s)

(m)

(m)

0,03

0,06

0,018

0,0014

0,5383

0,075

0,03

0,106

0,018

0,0019

0,7537

0,135

H. Hasil dan Pembahasan Pembahasan

Yc

Ec

0,033

0,0058 0,0058

0,0087

0,047

0,0073

0,0109





































pemahaman yang menyeluruh mengenai prilaku aliran bebas karena respon dari aliran terhadap tinggi tenaga sangat bergantung pada apakah kedalaman yang terjadi lebih, atau kuarang kedalaman. Dengan prosedur yang sama pada percobaan debit aliran pintu sorong melalui penurunan penurunan persamaan energi spesifiknya. spesifiknya. Untuk debit 0,0014 m³/s diperoleh energy spesifik sebesar 0,075 di bagian hulu dan untuk dihilir yaitu 0,0328, sedangkan untuk kedalaman kritik diperoleh sebesar 0,0058, dan energi spesifik minimum diperoleh sebesar 0,0087. Untuk debit 0,0019 m³/s diperoleh energi hulu 0,135 dan nilai kedalaman kritik diperoleh 0,0073 energi spesifik minimum 0,0109. Dapat dilihat bahwa untuk kedalaman kenaikan debit maka energi spesifik, kedalaman kritik serta energi spesifik minimum semakin besar pula. I. Kesimpulan Dan Saran

a. Kesimpulan Adapun kesimpulan dari percobaan ini, adalah semakin besar debit yang terjadi pada suatu aliran, maka semakin besar besar pula energi spesifik yan terjadi.



































terjadi apabila air akan meluncur dibawah pintu sorong menuju ke bagian hilir yang mempunyai kedalaman yang yang sangat besar. Dengan mempertimbangkan gaya-gaya yang bekerja pada fluida dikedua sisi loncat air, dapat ditunjukkan bahwa :

  ( ) karena

ya

      ,

maka

persamaan

disederhanakan sebagai berikut :

 ) (

2

Dengan :

 total kehilangan energi sepanjang loncat air Va = kecepatan rata-rata sebelum loncatan Vb = kacepatan rata-rata setelah loncatan ya = kedalaman aliran sebelum loncatan

diatas

dapat





































Model Pintu Sorong / Sluice Gate



Point Gauge



Mistar / Pita Ukur



Air

E. Prosedur Percobaan

Adapun prosedur percobaan ini adalah : 

Atur kedudukan saluran hingga dasar saluran menjadi datar/horizontal.



Pasang pintu sorong pada saluran, ukurlah lebar pintu sorong dan jagalah agar kondisi ini tetap vertikal.



Alirkan air kedalam model saluran terbuka dan ukur debitnya.



Atur harga yg antara 20 mm dan 40 mm, misal diambil harga yg = 20 mm, kemudian diukur y1 dan yo.



Dengan debit yang sama dengan nomor diatas, atur pintu sorong sehingga harga yo antara 80 mm dan 130 mm, misal diambil harga yo = 130 mm, kemudian diukur yg dan y1.





































































H

2

=

 y 3 - y 1    4y y  1 3 

=

 0,03 - 0,06    4 x 0,018 x 0,06  

=

94,5216 m

2

3

Untuk debit 0,0019 m /dtk

Menghitung total kehilangan energi sepanjang loncat air ( H) H

2

=

 y 3 - y 1    4y y  1 3 

=

 0,018 - 0,106     4 x 0,018 x 0,106 

=

132,95 m

2






































Dari analisa data diatas yakni bahwa semakin besar debit maka total kehilangan energy makin besar pula. Jika dibandingkan dengan kecilnya debit maka tidak kehilangan energy juga akan kecil.

I. Kesimpulan a. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil adalah apabila aliran bertambah dari super spesifik kealiran subkritik maka terjadi loncat air karena terjadi pelepasan energi. Fenomena ini dapat terjadi apabila air meluncur dibawah pintu sorong menuju kebagian hilir yang mempunyai kedalaman yang sangat besar.



































Alat Percobaan Osborne Reynolds



































Aliran Laminier



































Alat percobaan Pintu Ukur







































































Triatmodjo, Bambang. 1993. Hidraulika Hidraulika I, II . Beta Offset:. Yogyakarta. .

laporan hidrolika

Recommend Documents