5.1
PIPA DATAR
5.1.1 DEBIT I A. Menghitung debit air pada alat ukur Thomson
Rumus : 5
Q= k . h 2 Dengan : Q
=
Debit air pada alat ukur Thomson ( m3/detik )
h
=
Tinggi air ( m )
k
=
Koefisien debit ( m0!/detik )
($ +
000$
h
h − 00* D B
'
"'
=
"3!33 #
D
=
Tinggi dari dasar saluran ke titik terendah dari mer+u ( m )
,
=
-ebar alat ukur Thomson bagian hulu (m)
Diketahui
# 00"%&
:
,
=
!! !! +m
=
0 0!!
D
=
'0! +m
=
0'0! m
h
=
%' +m
=
00%' m
.aka
m
:
($ +
000$
h k
=
"3!33 #
# 00"%&
"3!33 + + 00"%& ($ + 00%' 000$
=
h − 00* D B
'
"'
' 00%' × − 00* 0 !! 0'0!
"'
=
ehingga di dapat
"$'0 m0!/detik
: !
h'
Q
=
k !
00%' '
=
"$'0
=
"3!** "013
=
000" m3/detik
Gradient) dan B. Menentukan Menentukan Kemiringan aris !idrolik " Hydraulic Gradient) dan Gradient) Kemiringan aris Energi " Energy Gradient)
2leasi garis hidrolik ditentukan dengan mengurangi tinggi air pada tabung saat air mengali mengalirr dengan dengan pada saat air tidak mengali mengalir r edangka edangkan n eleasi eleasi garis
v' Q ' g v energi ditentukan dengan menambah Dimana : Aeleasi garis hidrolik dengan =
Q
=
Debi Debitt air air pada pada Thom Thomso son n (m3/detik) " $
4
=
-uas -uas penam penampan pang g dari dari pipa pipa (4 =
D
=
Diameter pipa dalam (m)
Rumu Rumuss ele eleas asii gari gariss hidr hidrol olik ik
: 6g = 6" 7 60
8ontoh
: 6g = 6" 7 60
5 D ') (m')
= 0"%! 1 0 = 0"%! m
v' ' g
Rumus eleasi garis energi
: 2g = 6g # (
Dengan
:
)
6g
= Hydrolics Heads / Tinggi Tekanan 6idrolik ( m )
6"
=
Tinggi air pada manometer pada saat air mengalir ( m )
60
=
Tinggi air pada manometer saat tidak mengalir ( m )
2g
= Energy Heads / Tinggi Tekanan 2nergi ( m )
=
Ke+epatan aliran ( m/detik )
g
=
9er+epatan graitasi ( m / detik' )
Diketahui : Diameter dalam pipa
= %" 7 ( 0% ) = !! +m = 00!! m
Diameter dalam pipa
= $ 7 ( 0% ) = $' +m = 00$' m
.enentukan ke+epatan aliran :
9ipa
= ;ntuk manometer " 7 $ 000" " $
"
9ipa
'
= =
× 3"$ × 0!!
0$'" m/detik
= ;ntuk manometer ! 7 & 000" " $
'
× 3"$ × 0$'
'
= =
0&'' m/detik
8ontoh 9erhitungan : 6"
= 0"%! m (berdasarkan data)
60
=0m
6g
= 00% 1 0 = 00% m
v'
0$'"
' g
' × *("
'
= 2g
= 000* m
= 0"%! # 000* = 0"&$ m
Tabel 5.1.1 Kemiringan Garis Hidrolik Dan Kemiringan Garis Energi Debit I (1 x 1!"m" #detik) 9er+obaan
.anomete r 6" (m)
60 (m)
6g (m)
"
'
3
$
!
%
&
0"%! 0000 0"%!
0"!0 0000 0"!0
0"3! 0000 0"3!
0"' 0000 0"'
00&0 0000 00&0
003' 0000 003'
00'! 0000 00'!
000*
000*
000*
000*
00'&
00'&
00'&
0,17 4
0,15 9
0,14 4
0,13 7
0,097
0,059
0,05 2
0"*' 0000 0"*'
0"& 0000 0"&
0"%' 0000 0"%'
0"!& 0000 0"!&
0"03 0000 0"03
00%3 0000 00%3
00%' 0000 00%'
000* 0'0"
000* 0"&
000* 0"&"
000* 0"%%
00'& 0"30
00'& 00*0
00'& 00*
0'%3 0000 0'%3
0'!0 0000 0'!0
0'3$ 0000 0'3$
0'3$ 0000 0'3$
0"&$ 0000 0"&$
0"$& 0000 0"$&
0"$& 0000 0"$&
000* 0'&'
000* 0'!*
000* 0'$3
000* 0'$3
00'& 0'0"
00'& 0"&$
00'& 0"&$
v' ,ebas
' g 2g (m)
6"(m)
60 (m)
6g (m)
v' Tak ,ebas
' g 2g (m) 6" (m)
60 (m)
6g (m)
v Tenggelam
'
' g 2g (m)
umber : 6asil 9erhitungan 6" adalah tinggi air pada manometer pada saat air mengalir edangkan 60 adalah tinggi air pada manometer saat air tidak mengalir sehingga bernilai 0 6g atau tinggi tekanan hidrolik didapatkan dari 6" 7 60 2g adalah tinggi tekanan
energi air dalam pipa ang didapatkan dari pen>umlahan tinggi tekanan dengan energi kinetik Dari tiga per+obaan diantarana outlet bebas outlet tak bebas dan outlet tenggelam terdapat perbedaan 6" 9erbedaan tersebut disebabkan karena perbedaan tekanan pada ketiga outlet 9ada debit ang sama untuk 6" outlet tenggelam lebih besar dibandingkan kedua outlet lainna aitu sebesar 0'%3 m karena outlet tenggelam mendapatkan tekanan ang lebih besar berbeda dengan outlet bebas ang tekananna lebih ke+il dari kedua outlet lainna aitu 6" sebesar 0"%! m edangkan untuk outlet terhalang tinggi air pada manometer tidak terlalu besar maupun ke+il aitu 6" sebesar 0"*' m 6ubungan ini dapat dinatakan dengan 6" outlet tenggelam ? 6" outlet terhalang ? 6" outlet bebas 9ada pengukuran nilai 6" dari manometer " sampai & memiliki pola ang sama setiap outlet @aitu adana penurunan nilai 6" pada manometer " hingga manometer & 6al ini disebabkan oleh adana gesekan pada pipa ang menebabkan kehilangan tinggi ehingga manometer mengalami penurunan 9ipa pada manometer " ' 3 dan $ memiliki luasan penampang ang sama begitu pula dengan pipa pada manometer ! % dan & 6al ini menebabkan perbedaan ke+epatan Ke+epatan ang melalui pipa pada manometer " ' 3 dan $ memiliki ke+epatan ang berbeda dengan manometer
!% dan & ehingga
mengakibatkan perbedaan hasil saat perhitungan ang mana pada manometer " ' 3 dan $ bernilai 000* m/detik dan pada manometer !% dan & bernilai 00'& m/detik #.Menghitung Kehilangan Tinggi Tekan " Head $oss $
Kehilangan tinggi tekan dihitung berdasarkan data pengamatan setiap tabung manometer dengan +ara mengurangi eleasi garis energi tabung sebelumna dengan tabung sesudahna Rumus :
h% n
Dengan :
&En ' En(1
2n
=
Tinggi garis energi tabung ke n (m)
2n#"
=
Tinggi garis energi tabung ke n # " (m)
Keterangan
:
9er+obaan
:
9er+obaan
:
9er+obaan
:
8ontoh 9erhitungan
:
hf " = 2g" 7 2g' = 0"&0 7 0"!! = 00"! m hf ' = 2g' 7 2g3 = 0"!! 7 0"$& = 000 m
Tabel 5.1.%Ke&ilangan Tinggi Tekanan Debit I (1 x1 !"m" #detik) A<
9er+obaan
9er+obaan
T4,;AB
2g (m)
6f (m)
2g (m)
"
0"&$
0,201
'
0"!*
0,015
0,187
0,014
0,259
0,013
3
0"$$
0,171
0,016
0,243
0,016
$
0,137
0,007
0,166
0,005
0,243
0,000
!
0,097
0,04
0,130
0,036
0,201
0,042
%
0,059
0,038
0,090
0,04
0,174
0,027
&
0,052
0,007
0,089
0,001
0,174
0,000
0,015
C;.-46 0,122
6f (m)
9er+obaan 2g (m)
6f (m)
0,272
C;.-46 0,112
C;.-46
0,098
umber : 6asil 9erhitungan 9ada saat pengamatan praktikum tinggi pada setiap manometer diukur dan disebut sebagai tinggi tekanan edangkan selisih dari tinggi manometer pada saat air mengalir dan tidak mengalir disebut sebagai tinggi tekanan energi elisih dari tinggi tekanan energi manometer menghasilkan kehilangan tinggi tekan .enurut teori energi akan terus berkurang dikarenakan adana major losses dan minor losses
Major losses adalah kehilangan energi akibat gesekan air dengan dinding pipa sedangakan minor losses adalah kehilangan tinggi karena masukna air kedalam pipa penge+ilan pipa pembesaran pipa belokan katup dan pengeluaran pada pipa
9enambahan energi pada manometer $1! menebabkan tekanan di dalam pipa men>adi besar sehingga ke+epatanna >uga bertambah e+ara teori aliran deras ini memiliki segi negatif maupun segi positif egi positifna adalah ke+epatan air bertambah sehingga dari segi aktu >uga lebih +epat dan aliranna pun deras edangkan untuk segi negatifna adalah aliran ang deras ini dapat merusak pipa terutama >ika pipa ang digunakan adalah pipa paralon atau 9E8 karena pipa ini terbuat dari bahan plastik ang mudah rusak apabila tergesek terus menerus oleh aliran pipa ang deras didalamna Dalam sistem perpipaan 9D4. >arang digunakan pipa datar karena energi ang dihasilkan lebih ke+il sehingga ke+epatan aliran air pun lambat ,erdasarkan teori seharusna kehilangan tinggi tekan outlet satu dengan ang lain dalam manometer sama seharusna bernilai sama pula namun dalam data praktikum ang dihasilkan didapatkan hasil ang berbeda .eskipun nilai kehilangan tinggi antar outlet memiliki nilai ang relatif sama atau penimpangan ang ter>adi tidak terlalu terpaut >auh 9enimpangan ini ter>adi bisa karena kondisi pipa atau peralatan ang sudah tua bisa >uga akibat kurang ketelitian pada saat pengukuran maupun perhitungan D. Menentukan )enis Aliran
Didasarkan atas bilangan Renold ( Re )
ℜ=
vD ʋ
Dimana : Re
=
,ilangan Renold
=
Ke+epatan rata1rata (m/detik)
F
=
Kekentalan kinematis (m'/detik)
D
=
Diameter pipa (m)
Tabel 5.1." Hubungan Kekentalan Kinematis dan Tem'eratur Temperatur t "o# $ 0
+
- & / 1* m 2detik
*
"&*$
5
1*
+*
+5
,*
,5
"!"*
"3"0
"0"0
0*&
0%!&
0%!&
1**
000
Karena temperatur telah didapatkan dari data maka kita tidak menghitung kekentalan kinematis dengan +ara interpolasi uhu ang didapatkan sebesar '!o8 dengan kekentalan kinematis sebesar 0*& "01% m'/detik Kriteria
:
" Re G '000
=
4liran -aminer
' '000G Re G $000
=
4liran Transisi
3 Re ? $000
=
4liran Turbulen
Tabel 5.1.er&itungan *enis +liran Debit I (1 x 1 !"m" #detik) 9er+obaan
9ipa ("1')
(m/dt)
D(m)
Re
Cenis aliran
1&
0$'"
00!!
'!"$
Turbulen
1&
*& "0
'!
*& "0
0$'"
00!!
'!"$
Turbulen
(31$)
'!
*& "01&
0$'"
00!!
'!"$
Turbulen
'!
1&
0&''
00$'
330%
Turbulen
1&
0&''
00$'
330%
Turbulen
1&
0&''
00$'
330%
Turbulen
1&
0$'"
00!!
'!"$
Turbulen
1&
0$'"
00!!
'!"$
Turbulen
0$'"
00!!
'!"$
Turbulen
0&''
00$'
330%
Turbulen
0&''
00$'
330%
Turbulen
0&''
00$'
330%
Turbulen
($1!) (%1&) ("1') ('13) (31$) ($1!) (!1%) (%1&)
'!
F (m'/dt)
('13)
(!1%)
T H8
'! '! '! '! '! '! '! '!
*& "0 *& "0 *& "0 *& "0 *& "0
1&
*& "0
1&
*& "0
1&
*& "0
1&
*& "0
1&
("1')
'!
*& "0
0$'"
00!!
'!"$
Turbulen
('13)
'!
*& "01&
0$'"
00!!
'!"$
Turbulen
0$'"
00!!
'!"$
Turbulen
0&''
00$'
330%
Turbulen
0&''
00$'
330%
Turbulen
0&''
00$'
330%
Turbulen
(31$) ($1!) (!1%) (%1&)
'! '! '! '!
1&
*& "0
1&
*& "0
1&
*& "0
1&
*& "0
umber : 6asil 9erhitungan ,erdasarkan praktikum ditetapkan suhu air sebesar '! ° sehingga didapatkan iskositas kinematis dari tabel sebesar *&
Re =
menentukan >enis aliran dapat digunakan rumus
× "0 1& m'/detik ;ntuk
vD ϑ
Dapat dilihat pada tabel
diatas >enis aliran termasuk turbulen karena angka Renold lebih besar dari $000
I4liran turbulenJ ditun>ukkan pada aliran ang mempunai lintasan tidak teratur aitu at pearna menebar dan ber+ampur dengan pusaran air ifat aliran turbulen adalah angka Renold Re ? $000 ke+epatan aliran tinggi at arna ter+ampur dengan +epat partikel aliran at +air tidak teratur rata1rata gerak adalah dalam aliran tidak dapat dilihat dengan mata telan>ang perubahan/fluktuasi sulit dideteksi analisis matematika sulit 4liran di sungai saluran irigasi dan di laut adalah +ontoh dari aliran turbulen
;ntuk aliran pada pipa khususna manometer " sampai $ memiliki angka Renold sebesar '!"$ sedangkan untuk aliran pada pipa ang men+akup manometer ! sampai & memiliki angka Renold sebesar 330% 9erbedaan ini disebabkan karena perbedaan ke+epatan dan diameter pipa antara manometer " sampai $ dan manometer ! sampai & E. Kontrol Debit
Dihitung besarna debit berdasarkan rumus 8he dengan >alan menghitung besar faktor gesekan berdasarkan rumus Dar+ 7 Leisba+h :
f =hf .
D 2 g . L v 2
Dengan : hf
=
Kehilangan tinggi tekan akibat gesekan (m)
D
=
Diameter dalam pipa (m)
E
=
Ke+epatan rata 7 rata (m/detik)
g
=
9er+epatan grafitasi (m/detik')
-
=
9an>ang pipa (m)
Kemudian harga koefisien 8he :
C
=
Dengan :
√
8g
f
f
=
Maktor gesekan
8
=
Koefisien 8he (m0!/detik)
ehingga besarna debit : 3 &A 4&A # " R $ *65
Dengan : 4
=
-uas penampang pipa (m')
R
=
Cari1>ari hidrolik (m)
=
Kemiringan garis energi
-
=
9an>ang pipa (m)
hf
=
Kehilangan tinggi tekan (m)
E
=
Ke+epatan rata 7 rata (m/detik)
8ontoh perhitungan : k
= ! "01! m
D
= !! "01' m
k D
= * "01$ ʋ
= *& "01& m'/detik = 0,421 m/detik
vD
0$'"00!!
υ
(*& ) "0 1 &
Re
=
-
= " "! m
L
""!
D
0!!
=
=
= '0*"
2
v 2g
= 000*
= '!"$
−2
= $% 10
f
f Lv ' D' g hf
=
"0
−'
= $%
'0*" 000* "0
−3
= %!%
m
;ntuk data perhitungan selengkapna dapat dilihat pada tabel !"!
k D 92R8<,44A
k (m)
ʋ
'
D (m)
(m /dt)
f .ood
(m)
L D
2
'g (m'/dt)
E (m'/dt)
' (m'/dt)
v 2g Re
" ("1')
1!
!"0
1$
1&
00!!
* "0
*&"0
00!!
* "01$
*&"01&
00!!
* "01$
*&"01&
00$'
""* "013
*&"01&
!"01! ('13)
($1!)
!"01!
""* "013
!"01!
("1')
!"0
*&"0
* "0
1$
00!!
* "0
1$
00!!
* "01$
*&"01&
00$'
""* "013
*&"01&
00!!
1&
*&"0
($1!)
!"01!
"*%'
0$'"
""!
'0* "
"*%'
0$'"
03$
"
"*%'
0&''
0&!
"& %
"*%'
0&''
0&*
" "
""!
'0* "
""*!
'"& 3
*&"0
"*%'
0$'"
""!
'0* "
"*%'
0$'"
03$
"
"*%'
0&''
0&!
"& %
"*%'
0&''
0&*
" "
"*%'
0&''
00
%$""* "013
00$
""* "013 00$'
00$
*&"01&
00$' !"01!
(%1&)
'"& 3
00
%$!"01! (!1%)
00
%$1&
!"01! (31$)
""*!
00$ 1&
!"01! ('13)
0$'"
00$
""* "013 00$'
1!
00$
*&"01&
00$'
(%1&)
"*%'
00
%$!"01! (!1%)
""!
00
%$!"01! (31$)
00
%$'0* "
00$ *&"01&
0"&& 0"&&
0"&&
0!'" 0!'"
"*%'
'!"
000 *
'!"
000 * 00' &
'!" 330
00' &
330
0&''
00' &
330
0$'"
000 *
'!"
000 *
'!"
0!'" "*%'
000 *
0"&& 0"&&
0"&&
0!'" 0!'"
0!'"
000 * 00' &
'!" 330
00' &
330
00' &
330
!"01!
("1')
00!!
* "01$
*&"01&
00!!
* "01$
*&"01&
00!!
* "01$
*&"01&
00$'
""* "013
*&"01&
!"01! ('13)
!"01!
($1!)
""* "013
!"01!
00$
"*%'
0$'"
""*!
'"& 3
"*%'
0$'"
""!
'0* "
"*%'
0$'"
03$
"
"*%'
0&''
0&!
"& %
"*%'
0&''
0&*
" "
00$ *&"01&
00$'
(%1&)
'0* "
00
%$!"01! (!1%)
""!
00
%$!"01! (31$)
00
%$""* "013 00$'
00$ 1&
*&"0
!"
0"&& 0"&&
0"&&
0!'" 0!'"
0!'" "*%'
0&''
"
Tabel 5.1.5 enentuan Koe,isien Gesek Debit I (1x 1 m #detik)
umber : 6asil 9erhitungan
k adalah koefisien gesek pipa paralon (9E8) ang telah ditentukan dalam tabel D adalah diameter pipa dalam - adalah >arak antar manometer satu dengan k D ang lain
menun>ukkan nilai ang nantina akan digunakan dalam pemba+aan
diagram mood Re adalah bilangan Renold ang didapatkan dengan rumus
Re =
v D ϑ
Re >uga digunakan dalam pemba+aan diagram mood Re memiliki nilai ang berbeda karena nila dan D pipa "1$ berbeda dengan pipa !1&
f adalah koefisien kekasaran pipa ang didapatkan dengan menggunakan k D diagram mood menggunakan nilai Re dan
9emba+aan diagram mood setiap
indiidu berbeda tergantung ketelitian pada indiidu ehingga biasana nilai f mood setiap indiidu >uga memiliki hasil ang berbeda
000 *
'!"
000 *
'!"
000 * 00' &
'!" 330
00' &
330
00' &
330
Ailai f pada pipa "1 $ memiliki nilai ang berbeda dengan f pada pipa !1& k D karena perbedaan nilai Re dan
Ketika nilai f sudah ditemukan maka langkah
terakhir adalah pen+arian nilai hf menggunakan rumus Dar+ 7 Leisba+h Ailai hf memiliki perbedaan antara manometer "1& karena dipengaruhi perbedaan fD dan - 6asil nilai hf ini digunakan untuk dibandingkan dengan nilai hf pada pengukuran menggunakan manometer pada saat praktikum
8ontoh 9erhitungan : g = *" = &$ m/detik ' "0
f
8
−'
= $%
=
g
&($(
f
00
%$=
= $"30! m0!/detik
Tabel 5.1.- enentuan Koe,isien &e/y Debit I (1x1 !" m" # detik)
Per7obaan
I
Aliran bebas
9ipa
g (m/detik' )
f
8 (m0!/detik)
("1')
&$
$"30!
('13)
&$
$% "01' $% "01' 1'
$"30!
&$
$% "0
$"!0!
($1!)
&$
1'
$$'*$
(!1%)
&$
$ "0 $ "01' 1'
$$'*$
(31$)
(%1&)
&$
$ "0
$$'*$
4liran tak bebas
II
("1')
&$
('13)
&$
$% "01' $% "01'
$"30!
1'
$"30!
(31$)
&$
$% "0
$"!0!
($1!)
&$
$$'*$
(!1%)
&$
$ "01' $ "01' 1'
$$'*$
(%1&)
&$
$ "0
$$'*$
4liran tenggelam
III
("1')
&$
$% "01'
$"30!
('13)
&$
$% "01'
$"30!
&$
1'
$% "0
$"!0!
&$
1'
$$'*$
1'
$$'*$
1'
$$'*$
(31$) ($1!) (!1%) (%1&)
umber : 6asil 9erhitungan
&$ &$
$ "0 $ "0 $ "0
9ada tabel diatas dapat dilihat >ika harga koefisien +he manometer "13 41,305 dan manometer $1! sebesar 44,294 9erbedaan ini dikarenakan
perbedaan nilai f (koefisien gesek ang didapat dari digram mood) 8ontoh 9erhitungan : "
"
$
4= 9=
$ '
5 D = πD
= 3"$00!! = 0"&'& m
A
000'$
P
0"&'&
R=
3"$ (00!!)' = '$"013 m'
=
= 00"3* m
8 = 41,305 (m0!/detik) hf = 000 m - = ""! m
hf
""!
L
""*!
=
=
= 000%
+he = 8 √ R . S = $"30! √ 0,01389.0,006 = 03&& m'/detik Q+he = +he 4 = 03&& '$"0 13 = *0$ "01$ m3/detik Tabel 5.1.0 enentuan Debit umus &e/y Debit I (1x1 !" m" # detik) 9er+obaa n
4(m')
9(m)
R(m)
8 (m /detik)
hf (m)
-(m)
0!
8he (m/dt)
(
("1')
'$"013
0"&'&
"3*"01'
$"30$
000
""!
('13)
13
'$"0
0"&'&
1'
"3*"0
$"30$
000
(31$)
'$"013
0"&'&
"3*"01'
($1!)
13
"3"0
0"3"
03&& 03&&
*0
""*!
000% 000%
*0
$"30$
000
""!
000%
03&&
*0
1'
$$'*$!
000
03$
0&*"
"0
1'
0'!
""
"0!"0
(!1%)
13
"3"0
0"3"
"0!"0
$$'*$!
00"*
0&!
00'3 00'!
(%1&)
"3"013
0"3"
"0!"01'
$$'*$!
00'0
0&*
00'!
0'!
""
("1')
'$"013
0"&'&
"3*"01'
$"30$
000
""!
'$"013
0"&'&
"3*"01'
$"30$
000
""*!
03&& 03&&
*0
('13)
000% 000%
(31$)
'$"013
0"&'&
"3*"01'
($1!)
13
"3"0
0"3"
*0
$"30$
000
""!
000%
03&&
*0
1'
$$'*$!
000
03$
0&*"
"0
1'
0'!
""
"0!"0
(!1%)
13
"3"0
0"3"
"0!"0
$$'*$!
00"*
0&!
00'3 00'!
(%1&)
"3"013
0"3"
"0!"01'
$$'*$!
00'0
0&*
00'!
0'!
""
("1')
'$"013
0"&'&
"3*"01'
$"30$
000
""!
000%
03&&
*0
('13)
'$"013
(31$)
13
'$"0
($1!)
13
"3"0
(!1%)
"3"013
(%1&)
13
"3"0
0"&'&
"3*"01'
$"30$
000
""*!
000%
03&&
*0
0"&'&
1'
"3*"0
$"30$
000
""!
000%
03&&
*0
0"3"
1'
"0!"0
$$'*$!
000
03$
0&*"
"0
0"3"
"0!"01'
$$'*$!
00"*
0&!
00'3 00'!
0'!
""
0"3"
1'
$$'*$!
00'0
0&*
00'!
0'!
""
"0!"0
umber : 6asil 9erhitungan 4 adalah luas penampang pipa 9 adalah keliling pipa bagian dalam R adalah A P >ari1>ari hidrolik ang didapatkan dari rumus
8 adalah koefisien 8he ang
( g
f
didapatkan dari rumus
Ailai koefisien 8he berbeda karena perbedaan
nilai f ang didapatkan dari diagram mood etiap manometer memiliki nilai hf (kehilangan tinggi tekan akibat gesekan) berbeda 6al ini disebabkan oleh nilai f (koefisien mood) (ke+epatan aliran dalam pipa) D (diameter) ang berbeda antar manometer "13 dan manometer $1! >uga nilai - (pan>ang pipa) ang berbeda antara manometer satu dan ang lain 6al ini menebabkan nilai hf berbeda
Ailai +he pada manometer "1$ adalah 03&& m'/detik sedangkan untuk manometer $1! dan !1& adalah 0&*" m'/detik dan 0'! m'/detik edangkan untuk nilai Q+he pada manometer "1$ adalah *0$ "01$ m3/detik sedangkan untuk manometer $1! dan !1& adalah "0*" "013 m3/detik dan ""3 "013 m3/detik 9erhitungan ini bertu>uan untuk menentukan nilai +he dan Q+he ang nantina akan digunakan untuk membandingkan antara nilai pipa sebenarna dengan nilai +he dan membandingkan nilai Q pipa sebenarna dengan Q+he
Keterangan Tabel
8
" Data per+obaan ' 4
=
-uas penampang pipa (m')
3 9
=
Keliling pipa dalam (m)
A P $ R
=
Cari1>ari 6idrolik =
(m)
! 8
=
Koefisien 8hee (m0!/detik)
% hf
=
Kehilangan tinggi tekan akibat gesekan (m)
&. -
=
9an>ang pipa (m)
=
Kemiringan garis energi
* +hee
=
8 ( R ) 0! (m'/detik)
"0 Q +hee
=
+hee 4 (m3/detik)
)ari09ari hidrolik
Rumus :
A P
8ontoh 9erhitungan : R
=
A P
" $
π D
'
π D
= " $
D
= = 00"3* m
Tabel 5.1.2 *ari!3ari Hidrolik Debit I (1x1 !" m" # detik) :o. Pipa
D "m$
("1')
!! "01'
('13)
A "m+$
P "m$
R "m$
'$ "01$
0"&'&
"3*"01'
!! "01'
'$ "01$
0"&'&
"3*"01'
(31$)
!! "01'
'$ "01$
0"&'&
"3*"01'
($1!)
$' "01'
'' "013
0"3"
"0!"01'
(!1%)
$' "01'
'' "013
0"3"
"0!"01'
(%1&)
$' "01'
'' "013
0"3"
"0!"01'
umber : 6asil 9erhitungan Cari 7 >ari hidrolik pipa "1$ berbeda dengan pipa !1& hal ini dikarenakan perbedaan diameter antara pipa "1$ ang bernilai 00!! m dengan diameter pipa !1 & ang bernilai 00$' m
Perhitungan Kesalahan Relati%
Debit dan ke+epatan dari perhitungan dengan perhitungan rumus 8he kemudian dibandingkan dengan debit dan ke+epatan ang didapat dari pengukuran tingkat muka air pada alat ukur Thompson Rumus : i'a 6 c&e/y i'a
KR";$ &
< 1**;
Dengan : N untuk Q ataupun 8ontoh 9erhitungan : Q pip a
− Qchezy
Q pip a
"3!** ) "0
O
13
− *0$( )"0
"3!** "0 −
1$
3
KR (O) = = = 033$ O Tabel 5.1.4 er&itungan Kesala&an elati, Debit I (1x 1 !"m" #detik) 9er+obaa n
9ipa
Q pipa (m3/detik) 13
("1')
"3!** "0
13
('13)
"3!** "0
13
(31$)
"3!** "0
13
($1!)
"3!** "0
13
(!1%)
"3!** "0
13
(%1&)
("1')
"3!** "0
"3!** "013
Q +he (m3/detik)
E 8he (m/detik )
KR (O)
E pipa (m/detik)
033$
0$'"
033$
0$'"
033$
0$'"
0"*&
0&''
0&*"
0"%3
0&''
0'!
0"%3
0&''
0'!
033$
0$'"
03&&
1$
*0$ "0
1$
*0$ "0
1$
*0$ "0
03&& 03&& 03&&
13
"0*" "0
13
""3 "0
13
""3 "0
*0$ "01$
KR (O) 0'$ 0'$ 0'$ 0"" 0 0"" 0 0"" 0 0'$
hf pipa (m) 00"! 00"! 000& 00$ 003 000&
00"$
hf Dar+ Leisba+h
(m) 000 000 000 000 00"* 00'0 000
('13) (31$)
"3!** "013
*0$ "01$
13
1$
"3!** "0
13
($1!)
"3!** "0
13
(!1%)
"3!** "0
*0$ "0
03&&
033$
0$'"
033$
0$'"
0"*&
0&''
0&*"
0"%3
0&''
0'!
0"%3
0&''
0'!
033$
0$'"
033$
0$'"
033$
0$'"
0"*&
0&''
0&*"
0"%3
0&''
0'!
0"%3
0&''
0'!
03&&
13
"0*" "0
13
""3 "0
13
(%1&)
("1')
"3!** "0
"3!** "013 13
('13)
"3!** "0
13
(31$)
"3!** "0
13
($1!)
"3!** "0
13
(!1%)
"3!** "0
""3 "013
*0$ "01$ 1$
*0$ "0
1$
*0$ "0
03&& 03&& 03&&
13
"0*" "0
13
""3 "0
13
(%1&)
"3!** "0
""3 "013
9enghitungan kesalahan relatif
0'$ 0'$ 0"" 0 0"" 0 0"" 0 0'$ 0'$ 0'$ 0"" 0 0"" 0 0"" 0
00"% 000! 003% 00$ 000"
00"3 00"% 0000 00$' 00'& 0000
bertu>uan untuk mengetahui seberapa
besar prosentase hubungan antara hasil praktikum dengan hasil perhitungan menggunakan rumus 9ada tabel diatas kami membandingkan nilai Q dan hf 9ada perbandingan Q nilai KR dari manometer "1$ adalah 033$ O sedangkan untuk manometer $1! dan !1& adalah 0"*& O dan 0"%3 O 9erbedaan ini disebabkan karena pada Q pipa data ang digunakan adalah data hasil pengamatan pada saat praktikum Koefisien ang dipakai >uga merupakan koefisien debit serta tidak memperhatikan koefisien kekasaran pipa edangkan untuk Q+he penghitungan koefisien +he menggunakan nilai f ang berasal dari diagram mood Ailai f (koefisien gesekan pipa) sendiri tidak akurat karena pemba+aan diagram mood setiap indiidu bisa berbeda elain itu nilai f >uga memperhatikan koefisien kekasaran pipa 9E8 ehingga dapat disimpulkan >ika kesalahan relatif hubungan antara Q pipa dengan Q +he adalah terpaut sedikit Aamun pada dasarna penerapan rumus 8he tidak begitu sesuai dengan fakta ang ditemukan di dalam praktikum 9ada perbandingan nilai KR manometer "1$ adalah 0'$ O dan untuk manometer !1& adalah 0""0 O 9erbedaan ini disebabkan karena pada penghitungan pipa data ang digunakan adalah debit air pada alat ukur Thomson
000 000 000 00"* 00'0
000 000 000 000 00"* 00'0
dan luas penampang pipa bagian dalam ang diperoleh dari hasil praktikum edangkan pada +he penghitunganna menggunakan koefisien +he
ang
melibatkan nilai f dari diagram mood seperti ang telah di>elaskan sebelumna >ika nilai f tidaklah akurat ika kesalahan relatif hubungan antara pipa dengan +he adalah sedikit Aamun ternata penggunaan rumus 8he tidak begitu sesuai dengan data pengamatan pada saat praktikum 9ada perbandingan hf nilai KR terke+il adalah 0"'! O dan terbesar adalah " O Ailai 0"'! O ini dikarenakan pada hf pipa bernilai 000& m edangkan untuk perbedaan antara hf pipa dan hf dar+1eisba+h ini dikarenakan pada hf pipa data ang digunakan adalah data hasil praktikum dan untuk hf dar+1eisba+h menggunakan rumus ang didalamna terdapat nilai f (koefisien gesekan pipa) ehingga dapat disimpulkan >ika kesalahan relatif hubungan antara hf pipa dengan hf dar+1eisba+h adalah sedikit Aamun pada penggunaanna rumus Dar+1Leisba+h belum begitu sesuai dengan fakta ang ditemukan pada praktikum Kesimpulan se+ara keseluruhan adalah nilai Q dan hf pipa lebih akurat daripada nilai Q hf ang didapatkan dari rumus 8he maupun rumus Dar+1 Leisba+h 4salkan pada per+obaan di lapangan maupun praktikum pen+arian data maupun pengamatan harus dilakukan se+ara teliti agar didapatkan data ang akurat pula
Menentukan )enis aluran 8
,erdasarkan kriteria : k?
δ T
= aluran 6idrolik Kasar
δ L < k < δ T
= aluran 6idrolik Transisi
k > δ T
= aluran 6idrolik 6alus
Tebal sub lapis laminer : δ L
=
!υ
v
Tebal daerah transisi diukur terhadap dinding atas : δ !
=
3!υ
v
Dimana : P-
=
Tebal sub lapis laminer (m)
PT
=
Tebal daerah transisi diukur terhadap dinding batas (m)
F
=
Kekentalan kinematis (m'/detik)
=
ke+epatan aliran dalam pipa (m/detik)
6arga k ditentukan berdasarkan rumus "ole#rook
"' " $ = R c − "( Re "0
Dengan : K
=
Koefisien 8olebrook
8
=
Koefisien 8he (m0!/detik)
Re
=
,ilangan Renold
R
=
Cari1>ari hidrolik (m)
8ontoh 9erhitungan :
= 0$'" m/detik
υ
= *& "01& m'/detik !υ
v P-
=
=
!(*& × "0
−&
0 $'"
= "0%! "01! m
3!υ
v
=
3!(*& × "0
−&
0$'"
= &$% "01! m
PT
=
R
= "3* "01' m
8
= $"30$ m0!/detik
Re
= '!"$
"' " − "0 Re
R K
"3(* × "0
c
"(
=
−'
"' "0
$" 3 0 $ ( "(
$"30$( − '!("$
=
= 00'"
Karena K ? PT maka >enis saluranna adalah 6idrolis Kasar
Tabel 5.1.1 er&itungan Kriteria 7aluran Debit I (1 x 1 !"m,2detik$ (m/dt)
υ
P-(m)
PT(m)
"0%!"0 1! "0%!"0 1!
&$%"0 1! &$%"0 1!
R(m)
8(m0!/detik)
Re
K
Cenis aluran
00'" 00'"
6idrolis Kasar 6idrolis Kasar
'
(m /dt) 0$'"
*& "0 1& *& "0 1&
'!"$ '!"$
0$'" *& "0 1& 0$'" 0&''
"0%!"0 1!
&$%"0 1!
"3*"0 1'
*& "0 1& *& "0 1&
%'"'"0 1% %'"'"0 1%
$3!"0 1! $3!"0 1!
"0!"0 1' "0!"0 1'
1&
1%
1!
1'
0&'' *& "0
%'"'"0
$3!"0
"0!"0
0&'' 0$'"
*& "0 1&
"0%!"0 1!
&$%"0 1!
"3*"0 1'
*& "0 1& *& "0 1&
%'"'"0 1% %'"'"0 1%
$3!"0 1! $3!"0 1!
"0!"0 1' "0!"0 1'
*& "0 1&
%'"'"0 1%
$3!"0 1!
"0!"0 1'
0$'" 0&''
*& "0 1&
"0%!"0 1!
&$%"0 1!
"3*"0 1'
*& "0 1& *& "0 1&
%'"'"0 1% %'"'"0 1%
$3!"0 1! $3!"0 1!
"0!"0 1' "0!"0 1'
*& "0 1&
%'"'"0 1%
$3!"0 1!
"0!"0 1'
0&'' 0&''
'!"$ 330%
6idrolis Kasar 6idrolis Kasar
00"&
6idrolis Kasar
00'" 00'"
6idrolis Kasar 6idrolis Kasar
00'"
6idrolis Kasar
00"& 00"&
6idrolis Kasar 6idrolis Kasar
00"&
6idrolis Kasar
00'" 00'"
6idrolis Kasar 6idrolis Kasar
00'"
6idrolis Kasar
00"& 00"&
6idrolis Kasar 6idrolis Kasar
00"&
6idrolis Kasar
330%
$$'*$
00"& 00"&
'!"$
$$'*$
&$%"0 1! &$%"0 1!
0$'"
'!"$
$$'*$
"0%!"0 1! "0%!"0 1!
6idrolis Kasar
330%
$"!0!
*& "0 1& *& "0 1&
00'"
330%
$$'*$
&$%"0 1! &$%"0 1!
0&'' 0$'"
$$'*$
"0%!"0 1! "0%!"0 1!
0&''
'!"$ 330%
$$'*$
*& "0 1& *& "0 1&
0$'" 0$'" 0&''
$"!0!
330% '!"$ '!"$
$"!0!
'!"$ 330%
$$'*$ $$'*$
330%
$$'*$
330%
umber : 6asil 9erhitungan
,erdasarkan teori di daerah turbulen sempurna aliran turbulen dipisahkan dari dinding batas oleh sub lapis laminer 4ntara daerah aliran turbulen dan laminer (di dalam sub lapis laminer) terdapat daerah transisi Konsep adana sub lapis laminer di dalam lapis batas pada aliran turbulen dapat digunakan untuk men>elaskan perilaku kekasaran permukaan !υ
v
Ailai tebal sub lapis laminer diperoleh dari rumus
ang memiliki nilai
berbeda antara manometer "1$ aitu "0%!"01! m dan manometer !1& sebesar %'"'"01% m 9erbedaan ini disebabkan oleh perbedaan nilai edangkan untuk nilai tebal daerah transisi diukur terhadap dinding batas didapatkan dari rumus 3!υ
v 9ada manometer "1$ bernilai &$%"01! m dan manometer !1& ang bernilai $3!"01! m 9erbedaan ini disebabkan oleh perbedaan
;ntuk nilai tinggi kekasaran diperoleh dari persamaan
koefisien
8olebrook ang nantina akan dibandingkan dengan nilai tebal sub lapis laminer dan tebal daerah transisi ,erdasarkan perhitungan data diperoleh nilai K ? PT sehingga >enis saluranna adalah hirolis kasar