LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA DAN HIDROLIKA
KELOMPOK : 2 Danang Setia R.
1206251023
Ghozi Naufal A.
120
Kasihisa Hervani
1206238002
Rinaldi Dwiyanto
1206243646
Widia Retno A.
1206217931
Hari/Tanggal Praktikum
: Sabtu, 9 November 2013
Asisten
: Rusdi
Tanggal Disetujui
:
Nilai
:
Paraf
:
LABORATORIUM HIDROLIKA, HIDROLOGI DAN SUNGAI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA 2012
PERCOBAAN A A. Tujuan Praktikum Mendapatkan besaran koefisien kecepatan aliran mel alui lubang kecil. B. Dasar Teori
Kecepatan aliran melalui lubang (orifice) dapat dinyatakan sebagai berikut:
V Cv. 2.g.h
Sedangkan dari percobaan ini harga Cv diperoleh dari hubungan : Cv
X
2 hY
dimana: V = kecepatan aliran yang yang melewati lubang. Cv = Koefisien Kecepatan. g
= gravitasi.
h
= tinggi air terhadap lubang.
X = Jarak horizontal pancaran pancaran air dari bidang vena contracta. Y = Jarak vertikal pancuran air. Titik nol (0) untuk pengukuran sumbu X, diambil dari bidang vena contracta, demikian juga dengan luas penampang yang dipakai adalah luas penampang pada bidang vena contracta, dimana hubungan antara luas penampang lubang (Ap) dengan luas bidang vena contracta (Av) dinyatakan sebagai berikut:
Av
Cc.Ap
Dimana Cc adalah nilai koefisien kontraksi
C. Peralatan dan Bahan 1. Meja Hidrolika 2. Kertas Grafik 3. Perangkat alat percobaan aliran melalui lubang 4. Stop watch 5. Gelas Ukur
D. Prosedur Pelaksaan 1. Menempatkan alat pada saluran tepi meja hidrolika. Menghubungkan pipa aliran masuk dengan suplai meja hidrolika dan mengarahkan pipa lentur dari pipa pelimpah ketangki air meja hidrolika. 2. Mengatur kaki peyangga sehingga alat terletak horizontal dan mengatur juga arah aliran dari lubang bukaan sedemikian rupa sehingga menjadi sebidang dengan jajaran jarum pengukur. 3. Menyelipkan selembar kertas pada papan belakang jajaran jarum dan menaikkan dulu semua jarum untuk membebaskan lintasan air yang menyembur. 4. Menaikkan pipa pelimpah, membuka katup pengatur aliran dan mengalirkan air masuk kedalam tangki utama 5. Mengatur katup pengatur aliran sedemikian rupa hingga air persis melimpah lewat pipa pelimpah dan tidak ada gelombang pada permukaan tangki utama 6. Mencatat besarnya tinggi tekanan pada tangki utama 7. Menentukan letak terjadinya vena contracta saat diukur dari lubang bukaan (0,5 diameter bukaan) 8. Mengatur posisi jarum tegak secara berurutan untuk mendapatkan bentuk lintasan aliran yang menyembur. Memberi tanda posisi ujung atas jarum pada kertas grafik 9. Mengulangi percobaan untuk setiap perbedaan tinggi tekanan pada tangki utama 10. Mengganti lempeng lubang bukaan dengan diameter yang lain dan ulangi langkah 1-9
E. Data Percobaan Setelah melakukan praktikum di laboratorium, diperoleh data praktikum sebagai berikut :
Diameter lubang
H
400
6 mm
380
360
340
X=x2/H
x
X2
Y
XY
0
0
0
0
0
50
6.25
5
39.0625
31.25
100
25
12
625
300
150
56.25
200
100
250
156.25
300
225
350
306.25
0
0
0
0
0
50
6.58
5
43.2964
32.9
100
26.32
13
692.7424
342.16
150
59.21
26 3505.8241 1539.46
200
105.26
42 11079.668 4420.92
250
164.47
65 27050.381 10690.6
300
236.84
82 56093.186 19420.9
350
322.37
107 103922.42 34493.6
0
0
0
0
0
50
6.94
5
48.1636
34.7
100
27.78
14
771.7284
388.92
150
62.5
28
3906.25
1750
200
111.11
46 12345.432 5111.06
250
173.61
64 30140.432
11111
300
250
89
22250
350
340.28
0
0
0
0
0
50
7.35
6
54.0225
44.1
100
29.41
16
864.9481
470.56
150
66.18
30 4379.7924
1985.4
200
117.65
50 13841.523
5882.5
250
183.82
68 33789.792 12499.8
300
264.71
93 70071.384
25 3164.0625 1406.25 41
10000
4100
58 24414.063
9062.5
78
50625
17550
104 93789.063
31850
62500
114 115790.48 38791.9
24618
320
Diameter lubang
H
400
350
360.29
121 129808.88 43595.1
0
0
0
0
0
50
7.81
12
60.9961
93.72
100
31.25
21
976.5625
656.25
150
70.31
33 4943.4961 2320.23
200
125
250
195.31
74 38145.996 14452.9
300
281.25
98 79101.563 27562.5
350
382.81
131
x
X=x2/H
Y
51
0
0
50
6.25
100
25
150
56.25
200
100
250
156.25
300
225
350
306.25
0
0
50
15625
6375
146543.5 50148.1
X2 0
XY 0
0
6 39.0625
37.5
12
625
300
23 3164.06 1293.75 37
10000
3700
55 24414.1 8593.75 75
50625
16875
98 93789.1 30012.5 0
0
6.58
6 43.2964
39.48
100
26.32
12 692.742
315.84
150
59.21
25 3505.82 1480.25
200
105.26
37 11079.7 3894.62
250
164.47
57 27050.4 9374.79
300
236.84
78 56093.2 18473.5
350
322.37
105
103922
33848.9
0
0
0
0
0
50
6.94
6 48.1636
41.64
100
27.78
13 771.728
361.14
150
62.5
28 3906.25
1750
200
111.11
40 12345.4
4444.4
250
173.61
61 30140.4 10590.2
300
250
82
62500
20500
360
350
340.28
110
115790
37430.8
340
0
0
0
0
0
3 mm
380
0
320
F.
50
7.35
7 54.0225
51.45
100
29.41
5 864.948
147.05
150
66.18
200
117.65
46 13841.5
250
183.82
65 33789.8 11948.3
300
264.71
88 70071.4 23294.5
350
360.29
115
129809
41433.4
0
0
0
0
0
50
7.81
8 60.9961
62.48
100
31.25
17 976.563
531.25
150
70.31
38
4943.5 2671.78
200
125
50
15625
250
195.31
68
38146 13281.1
300
281.25
92 79101.6
350
382.81
34 4379.79 2250.12
122
146543
5411.9
6250 25875 25875 46702.8
Pengolahan Data 1. Ø=6 mm h=400 mm h
400
X=x2/h
x
X2
Y
XY
0
0
0
0
0
50
6.25
5
39.06
31.25
100
25
12
625
300
150
56.25
25
200
100
41
10000
4100
250
156.25
58
24414.06
9062.5
300
225
78
50625
17550
350
306.25
104 ∑
3164.06 1406.25
93789.06 31543.8 182656.25 63993.8
400 mm, 6 mm 120 y = 0.352x
100 80
400 mm, 6 mm
60 Linear (400 mm, 6 mm)
40 20 0 0
100
200
300
400
Grafik 1. Grafik Percobaan dengan Ø=6 mm dan h=400 mm 2. Ø=6 mm h=380 mm h
380
X=x2/h
x
X2
Y
XY
0
0
0
0
0
50
6.58
5
43.28
32.9
100
26.32
13
692.52
342.16
150
59.21 59.21
26
3505.89 1539.46
200
105.26
42
11080.33 4420.92
250
164.47
65
27051.59 10690.6
300
236.84
82
56094.18 19420.9
350
322.37
107
103921.4 34493.6
∑
202389.2 70940.5
380mm, 6mm 120 y = 0.3505x 100 80 380mm, 6mm
60
Linear (380mm, 6mm)
40 20 0 0
100
200
300
400
Grafik 2. Grafik Percobaan dengan Ø=6 mm dan h=380 mm
3. Ø=6 mm h=360 mm h
360
X=x2/h
x
X2
Y
XY
0
0
0
0
0
50
6.94
5
48.1636
34.7
100
27.78
14
771.7284
388.92
150
62.5
28
3906.25
1750
200
111.11
46 12345.432 5111.06
250
173.61
64 30140.432
11111
300
250
89
22250
350
340.28
62500
114 115790.48 38791.9 ∑
225502.48 79437.6
360mm, 6mm 140 120
y = 0.3523x
100 80
360mm, 6mm
60
Linear (360mm, 6mm)
40 20 0 0
100
200
300
400
Grafik 3. Grafik Percobaan dengan Ø=6 mm dan h=360 mm
4. Ø=6 mm h=340 mm h
340
X=x2/h
x
XY
0
0
0
0
0
50
7.35
6
54.0225
44.1
100
29.41
16
864.9481
470.56
150
66.18
30 4379.7924
1985.4
200
117.65
50 13841.523
5882.5
250
183.82
68 33789.792 12499.8
300
264.71
93 70071.384
350
360.29
24618
121 129808.88 43595.1 ∑
X2
Y
252810.35 89095.4
340mm, 6mm 140 y = 0.3524x
120 100 80
340mm, 6mm
60
Linear (340mm, 6mm)
40 20 0 0
100
200
300
400
Grafik 4. Grafik Percobaan dengan Ø=6 mm dan h=340 mm
5. Ø=6 mm h=320 mm h
320
X=x2/h
x
XY
0
0
0
0
0
50
7.81
12
60.9961
93.72
100
31.25
21
976.5625
656.25
150
70.31
33 4943.4961 2320.23
200
125
250
195.31
74 38145.996 14452.9
300
281.25
98 79101.563 27562.5
350
382.81
51
131 ∑
X2
Y
15625
6375
146543.5 50148.1 285397.11
101609
320mm, 6mm 160 140
y = 0.356x
120 100 80
320mm, 6mm
60
Linear (320mm, 6mm)
40 20 0 0
100
200
300
400
500
Grafik 5. Grafik Percobaan dengan Ø=6 mm dan h=320 mm
6. Ø=3 mm h=400 mm h
400
X=x2/h
x
XY
0
0
0
0
0
50
6.25
6
39.0625
37.5
100
25
12
625
300
150
56.25
200
100
250
156.25
300
225
350
306.25
23 3164.0625 1293.75 37
10000
3700
55 24414.063 8593.75 75
50625
16875
98 93789.063 30012.5 ∑
X2
Y
182656.25 60812.5
400mm, 3mm 120 y = 0.3329x
100 80
400mm, 3mm
60
Linear (400mm, 3mm)
40 20 0 0
100
200
300
400
Grafik 6. Grafik Percobaan dengan Ø=3 mm dan h=400 mm
7. Ø=3 mm h=380 mm h
380
X=x2/h
x
XY
0
0
0
0
0
50
6.58
6
43.2964
39.48
100
26.32
12
692.7424
315.84
150
59.21
25 3505.8241 1480.25
200
105.26
37 11079.668 3894.62
250
164.47
57 27050.381 9374.79
300
236.84
78 56093.186 18473.5
350
322.37
105 103922.42 33848.9 ∑
X2
Y
202387.51 67427.4
380mm, 3mm 120 y = 0.3332x
100 80
380mm, 3mm
60
Linear (380mm, 3mm)
40 20 0 0
100
200
300
400
Grafik 7. Grafik Percobaan dengan Ø=3 mm dan h=380 mm
8. Ø=3 mm h=360 mm h
360
X=x2/h
x
XY
0
0
0
0
0
50
6.94
6
48.1636
41.64
100
27.78
13
771.7284
361.14
150
62.5
28
3906.25
1750
200
111.11
40 12345.432
4444.4
250
173.61
61 30140.432 10590.2
300
250
350
340.28
82
62500
20500
110 115790.48 37430.8 ∑
X2
Y
225502.48 75118.2
360mm, 3mm 120 y = 0.3331x 100 80 360mm, 3mm
60
Linear (360mm, 3mm)
40 20 0 0
100
200
300
400
Grafik 8. Grafik Percobaan dengan Ø=3 mm dan h=360 mm
9. Ø=3 mm h=340 mm h
340
X=x2/h
x
XY
0
0
0
0
0
50
7.35
7
54.0225
51.45
100
29.41
5
864.9481
147.05
150
66.18
200
117.65
46 13841.523
250
183.82
65 33789.792 11948.3
300
264.71
88 70071.384 23294.5
350
360.29
115 129808.88 41433.4
34 4379.7924 2250.12
∑
X2
Y
5411.9
252810.35 84536.7
340mm, 3mm 140 120
y = 0.3344x
100 80
340mm, 3mm
60
Linear (340mm, 3mm)
40 20 0 0
100
200
300
400
Grafik 9. Grafik Percobaan dengan Ø=3 mm dan h=340 mm
10. Ø=3 mm h=320 mm h
320
X=x2/h
x
XY
0
0
0
0
0
50
7.81
8
60.9961
62.48
100
31.25
17
976.5625
531.25
150
70.31
38 4943.4961 2671.78
200
125
250
195.31
68 38145.996 13281.1
300
281.25
92 79101.563
350
382.81
50
122 ∑
X2
Y
15625
6250 25875
146543.5 46702.8 285397.11 95374.4
320mm, 3mm 140 y = 0.3342x
120 100 80
320mm, 3mm
60
Linear (320mm, 3mm)
40 20 0 0
100
200
300
400
500
Grafik 10. Grafik Percobaan dengan Ø=3 mm dan h=320 mm
Koefisien kecepatan (Cv) rata-rata :
Diameter
h 400 380 6 mm 360 340 320 Cv rata-rata
Cv kumulatif =
Cv 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84 0.84
Diameter
h 400 380 3 mm 360 340 320 Cv rata-rata
= 0,85
| | | |
Cv 0.87 0.87 0.86 0.85 0.85 0.86
G. Analisa Praktikum 1.
Analisa Percobaan Percobaan H-06
aliran
melalui
lubang
bertujuan
untuk
mengetahui besarnya koefisien kecepatan dan koefisien debit yang terjadi pada aliran air yang keluar dari sebuah lubang di sebuah tangki. Pada percobaan ini, digunakan 2 lubang pada plat dengan diameter 3 mm dan 6 mm. Langkah awal sebelum melakukan percobaan adalah praktikan menyiapkan alat-alat yang digunakan seperti kertas millimeter block yang digunakan untuk mencatat kurva aliran air yang keluar melalui lubang, 1 set peralatan aliran melalui lubang yang diletakkan diatas meja hidrolika, gelas ukur dan stopwatch yang digunakan untuk menghitung besarnya debit dari aliran yang terjadi. Percobaan pertama dilakukan dengan menggunakan lubang berdiameter 6 mm. Pertama-tama air dialirkan ke dalam tangki utama hingga 400 ml. Langkah selanjutnya adalah mengatur jarum-jarum yang terletak di papan sejajar dengan aliran air namun tidak terkena oleh aliran air yang keluar. Setelah itu praktikan memberikan tanda untuk setiap posisi jarum pada milimeter block untuk perhitungan debit air, praktikkan. Untuk menghitung debit air, praktikan menyiapkan gelas ukur dan stopwatch. Langkah yang dilakukan adalah praktikan menampung aliran air yang keluar selamaa 5 detik ke gelas ukr. Debit air diperoleh dengan membagi hasil volume air yang tertampung dengan waktunya (5 detik). Perhitungan debit air tersebut dilakukan dari 400ml sampai 320ml, yaitu penurunan volume air sebesar 20ml. Setelah semua data diperoleh, praktikan mengganti pelat lubang dari diameter 6 mm menjadi 3 mm dan melakukan percobaan dengan langkah-langkah yang sama seperti saat menggunakan pelat lubang berdiameter 6 mm. 2. Analisa Hasil dan Grafik Pada percobaan ini, data-data yang diperoleh adalah data koordinat kurva dan debit air saat kondisi constant head.
Setelah memperoleh data, praktikan menghitung koefisien kecepatan untuk lubang berdiameter 6 mm dan 3 mm. Koefisien kecepatan diperoleh dengan menggunakan koordinat-koordinat dari titik-titik penandaan pada setiap aliran air yang terjadi saat praktikum. Rumus untuk mencari koefisien kecepatn adalah
. Nilai b
diperoleh dengan menggunakan least square. Berdasarkan dari perhitungan data hasil praktikum, diperoleh Cv rata-rata untuk lubang berdiameter 6 mm sebesar 0,84. Nilai Cv ratarata untuk lubang diameter 3 mm sebesar 0,86. Kesalahan relatif kumulatif dari percobaan ini sebesar 11,46%. Pada percobaan ini, didapatkan kesalahan relatif kumulatif diatas 10%, yaitu 11,46%. Hal ini dapat disebabkan oleh pipa yang tidak benar-benar sejajar sejaj ar dengan arah keluarnya air dan tidak t idak lurusnya jarum (bengkok) sehingga mengakibatkan perubahan letak titik pada kertas milimeter. Selain itu, nilai kesalahan relatif dapat dipengaruhi karena praktikan tidak tepat dalam menandai ujung jarum jaru m di kertas millimeter block tidak tepat di ujung jarum. Selain itu ketidaktepatan dalam menandai di milimeter block juga disebabkan oleh ketebalan pena dan pada saat memberikan tanda tidak tepat di titiknya. Faktor lain yang menyebabkan adanya perbedaan antara nilai praktikum dengan nilai teori dapat pula disebabkan karena salah membaca tanda di kertas millimeter block. contohnnya saat penandaan tidak berada tepat pada garis-garis di kertas millimeter block, praktikan merasa sulit menentukan dengan pasti berapa ukurannya. Disamping itu, saat melakukan praktikum kondisi air di tangki tidak tenang sehingga mengganggu dalam menghitung debit yang terjadi dan aliran air yang keluar dari lubang.
3. Analisa Kesalahan Pada praktikum ini, terdapat beberapa yang dapat memengaruhi data hasil percobaan. Beberapa kesalahan tersebut antara lain: a. Kesalahan alat Pada praktikum ini, kesalahan alat seperti pompa air yang tidak dapat memompa air secara konstan sehingga volume air pada tangki utama berubah-ubah dan tidak lurusnya jarum (bengkok) sehingga mempengaruhi letak ujung jarum. b. Kesalahan praktikan Kesalahan yang disebabkan oleh praktikan adalah seperti ketika mengatur jarum yang kurang sejajar dengan aliran air (terlalu tinggi atau terlalu rendah) sehingga mengakibatkan titik posisi yang didapat kurang tepat. c. Kesalahan paralaks Kesalahan paralaks adalah kesalahan pengamatan dan pembacaan pengukuran oleh praktikan. Kesalahan paralaks meliputi kesalahan dalam membaca volume tangki utama dan kesalahan dalam pembacaan titik-titik koordinat.
H. Kesimpulan 1. Percobaan ini bertujuan untuk mendapatkan besaran koefisien kecepatan aliran melalui lubang kecil (Cv) dengan menggunakan diameter lubang 3mm dan 6mm. 2. Nilai Cv rata-rata yang didapat saat D = 3mm sebesar 0.84 dan saat D = 6mm sebesar 0.86 3. Besarnya nilai kesalahan relatif kumulatif Cv yang didapat saat D = 3mm dan saat D = 6mm sebesar 11,46 % bila dibandingkan dengan nilai Cv literatur sebesar 0,96.
PERCOBAAN B
A. Tujuan Praktikum Mendapatkan besaran koefisien debit aliran melalui lubang kecil saat tekanan tetap dan berubah.
B. Dasar Teori Selain koefisien kecepatan (Cv) pada aliran melalui lubang dikenal juga dengan istilah koefisien Cd, yaitu perbandingan antara debit yang sebenarnya dengan debit teoritis. Aliran dengan tekanan tetap :
Q
Cd.A. 2g.h
Aliran dengan tekanan berubah : T
dimana :
2A T Cd .A 2g
( h1
Q
= besarnya debit aliran yang melalui lubang
Cd
= koefisien debit
A
= luas penampang lubang
g
= percepatan gravitasi
h
= tinggi air terhadap lubang
ΔT
= waktu pengosongan tabung / tangki (t 2-t1)
AT
= luas tangki utama
h1
= tinggi air pada t1
h2
= tinggi air pada t2
C. Peralatan dan Bahan
1. Meja Hidrolika 2. Perangkat alat percobaan aliran melalui lubang 3. Stop watch 4. Gelas Ukur
h2 )
D. Prosedur Percobaan Pendahuluan
1. Mengukur diameter tangki utama 2. Menempatkan alat pada saluran tepi meja hidrolika. Menghubungkan pipa aliran masuk dengan suplai meja hidrolika dan mengarahkan mengarahkan pipa letur dan pipa pelimpah ke tangki meja hidrolika. 3. Mengatur kaki penyangga sehingga alat terletak horizontal. 4. Menaikkan pipa pelimpah,membuka katup pengatur aliran pada meja hidrolika Untuk keadaan aliran tetap:
1. mengatur katup pengatur aliran dan pipa pelimpah sedemikian, hingga tinggi muka air pada tangki tetap ada ketinggian yang dikehendaki. 2. Mencatat tinggi tekanan air h pada skala mistar ukur, menghitung debit aliran yang melewati lubang dengan menggunakan gelas ukur dan stop watch. 3. Mengulangi prosedur 1 s/d 2 tersebut untuk setiap perbedaan tinggi tekanan. 4. Mengganti lempeng lubang bukaan dengan diameter yang lain dan mengulangi langkah 1 s/d 3 Untuk keadaan aliran dengan tekanan berubah:
1. Menaikkan pipa pelimpah sampai ketnggian tekanan maksimum. 2. Membuka katup pengatur alirn, isi penuh tangki utama sehingga air persis melimpah lewat pipa pelimpah pada ketinggian maksimum tersebut. 3. Menutup katup pengatur aliran. 4. Mencatat waktu yang dibutuhkan untuk mengosongkan tangki utama dari ketinggian h1 hingga ketinggian h2, ambil setiap penurunan muka air 2 cm. 5. Mengulangi percobaan untuk h1 dan h2 yang lain. 6. Mengganti lempeng bukaandan mengulangi lagi langkah 1 s/d 5
E. Pengolahan Data Praktikum 1. Constant Head
Diameter
Q
(D)
(mm3/s)
3 mm
Y=h X=Q2
(mm)
X2
XY
17000 2,9E+08
400
8,4E+16
1,2E+11
16800 2,8E+08
380
8,0E+16
1,1E+11
15760 2,5E+08
360
6,2E+16
8,9E+10
14460 2,1E+08
340
4,4E+16
7,1E+10
14400 2,1E+08
320
4,3E+16
6,6E+10
3,1E+17
4,5E+11
∑
√ √
√ Y=h (mm)
450 400 350 300 250 Y 200 150 100 50 0
y = 6E-08x + 188.95 R² = 0.4689
0
1E+09
2E+09 X
3E+09
4E+09
Diameter
Q
Y=h
(D)
(mm3/s) 55100
6 mm
X=Q2
X2
(mm)
XY
3E+09
400
9,2E+18
1,2E+12
53900 2,9E+09
380
8,4E+18
1,1E+12
55100
3E+09
360
9,2E+18
1,1E+12
54900
3E+09
340
9,1E+18
1,0E+12
46940 2,2E+09
320
4,9E+18
7,1E+11
4,1E+19
5,1E+12
∑
√ √ √
Y=h (mm) 450 400
y = 6E-08x + 188.95 R² = 0.4689
350 300 Y
250 200 150 100 50 0 0
1E+09
2E+09 X
3E+09
4E+09
2. Variable Head
X=√H1 -√H2
Diameter
3 mm
Y=∆T
X2
XY
0,51
1,5
0,2601
0,765
0,52
8,6
0,2704
4,472
0,53
15,9
0,2809
8,427
0,55
9,5
0,3025
5,225
0,57
19,6
0,3249
11,172
∑
1,4388
30,061
√
At
= 0,25x3,14x140x140 0,25x3,14x140x140 = 15386 mm 2 25 y = 227.33x - 110.83 R² = 0.611
20 15 Y
10 5 0 0.5
0.52
0.54
0.56
X
0.58
Diameter
X=√H1 -√H2
6 mm
Y=∆T
X2
XY
0,51
1,5
0,2601
0,765
0,52
4
0,2704
2,08
0,53
3,3
0,2809
1,749
0,55
4,4
0,3025
2,42
0,57
3,4
0,3249
1,938
1,4388
8,952
∑
√
5 4.5
y = 23.448x - 9.2483 R² = 0.2578
4 3.5 3 Y
2.5 2 1.5 1 0.5 0 0.5
0.52
0.54
0.56
0.58
X
Kesalahan relatif kumulatif =
= = 55 %
F. Analisa Praktikum 1. Analisa Percobaan Pada percobaan H-06 ini bertujuan untuk mendapatkan koefisien debit dari aliran melalui lubang pada kondisi tekanan tetap dan tekanan berubah. Percobaan ini menggunakan 2 buah lubang dengan diameter 3 mm dan 6 mm. setelah semua peralatan terpasang pada meja hidrolika, praktikan menghubungkan pipa aliran masuk dengan suplai meja hidrolika dan mengarahkan pipa lentur ke tangki air pada meja hidrolika. Kemudian praktikan menyalakan pompa air dan membuka katup pengatur aliran sehingga air masuk ke dalam tangki utama. Dalam menentukan besar koefisien debit yang terjadi, diberlakukan 2 kondisi, yaitu kondisi saat tekanan tetap (constant head) dan head) dan kondisi saat tekanan berubah (variable head). Pada pengukuran korfisien debit aliran pada saat tekanan tetap, secara umum langkah-langkah yang harus dilakukan sama seperti saat menentukan besaran koefisien kecepatan pada percobaan A. Namun, untuk menghitung besarnya koefisien debit, yang diperlukan bukanlah grafik berdasarkan aliran al iran air nya, melainkan besarnya besar nya debit yang keluar dari aliran air yang melalui lubang tersebut. ters ebut. Dalam menentukan debit yang terjadi, setiap penurunan 20 mm (volume dari 400mm sampai dengan 320mm) pada lubang berdiameter 3 mm dan 6 mm, praktikan mengukur volume air yang keluar dari lubang selama 10 detik dengan menggunakan gelas ukur dan stopwatch. Air yang keluar dari lubang ditampung dalam gelas ukur dan dicatat volumenya selama 10 detik. Sedangkan untuk mengukur koefisien debit pada kondisi aliran dengan tekanan berubah, pada prinsipnya adalah menentukan waktu
yang diperlukan untuk mengosongkan tangki utama dari ketinggian tertentu hingga batas yang telah ditentukan. Pada praktikum ini, yang ingin diketahui adalah berapa lama waktu yang dibutuhkan oleh air untuk mengosongkan tangki utama dari ketinggian 400 mm hingga 320 mm dengan mencatat waktu yang diperlukan setiap penurunan 20 mm. Pertama, praktikan mengisi air dalam tangki utama hingga mencapai ketinggian 400 mm. setelah itu, mematikan mesin pompa dan mencatat waktu yang terjadi setiap penurunan 20 mm.
2.Analisa 2. Analisa Hasil dan Grafik Pada percobaan kedua ini bertujuan untuk menentukan besar koefisien debit dari aliran melalui lubang. Pada praktikum ini, diperoleh 2 nilai Cd untuk masing-masing lubang yaitu Cd saat kondisi konstan dan Cd saat kondisi berubah. Cd pada kondisi konstan adalah saat alat masih dinyalakan dan aliran air diusahakan konstan pada saat menghitung debitnya, sedangkan Cd berubah diukur saat alat dimatikan dan dihitung berapa lama waktu yang diperlukan untuk setiap penurunan 20 ml. Dari pengolahan data yang telah dilakukan, diperoleh besarnya koefisien debit (Cd) yang terjadi pada pelat yang berlubang 6 mm sebesar 0,98 dan koefisien debit (Cd) teori sebesar 0,69. Pada pelat lubang yang berdiameter 3 mm, diperoleh Cd sebesar 1,16 dan koefisien debit (Cd) teori sebesar 0,69. Besarnya kesalahan relatif kumulatifnya adalah sebesar 55%. Besarnya kesalahan relatif yang terjadi bisa disebabkan karena beberapa hal diantaranya kesalahan praktikum dalam menentukan waktu yang diperlukan air setiap penurunan 20 ml. kesalahan dalam menentukan waktu tersebut dapat dikarenakan saat penurunan dari 400 ml hingga 360 ml air menurun sangat cepat sehingga kesesuaian saat menekan tombol pada stopwatch dengan penurunan setiap 20 ml sedikit diragukan.
3. Analisa Kesalahan 1. Kesalahan Alat Pada percobaan ini terdapat beberapa kesalahan yang disebabkan karena alat seperti pompa air yang tidak konstan memompa air sehingga aliran debit menjadi sedikit berubah. Selain itu terdapat pula perbedaan prinsip pompa air pada setiap percobaannya sehingga memengaruhi nilai b yang yang didapatkan. 2. Kesalahan Praktikan Kesalahan yang disebabkan oleh praktikan seperti tidak tepatnya dalam menentukan ukuran penurunan air setiap penurunan 20 mm, yaitu praktikan terlambat atau kelebihan dalam menentukan penurunannya. Ketidak tepatan ini bisa dikarenakan ketidak telitian praktikan dalam melihat cekungan permukaan ari pada tabung. Selain itu, saat menentukan debit pada kondisi tekanan tetap, terkadang volume air yang terbaca di gelas ukur tidak tepat. terutama saat ketinggian permukaan air tidak segaris dengan garis ukur pada gelas ukur sehingga praktikan hanya menerka-nerka besarnya. besarn ya. Selain itu terdapat pula kesalahan ketika mengatur debit aliran air. Dalam hal ini praktikan seringkali tidak tepat dalam menghentikan stopwatch dan menghentikan aliran air yang keluar dari lubang. Hal ini menyebabkan tidak sesuainya data yang diperoleh antara waktu dan debit air yang dihasilkan. 3. Kesalahan Paralaks Kesalahan disebabkan
oleh
paralaks praktikan
merupakan terutama
kesalahan berkaitan
yang dengan
pengamatan dan pembacaan pengukuran seperti kesalahan saat membaca ukuran volume air yang keluar dari aliran lubang di
gelas ukur dan kesalahan saat membaca skala ketinggian air di tangki utama.
G. Kesimpulan 1. Koefisien debit air (Cd) rata-rata yang didapat saat D = 3 mm sebesar
1,16 dan saat D = 6 mm sebesar 0,98 dengan besar kesalahan rel atif kumulatif sebesar 55%.
LAMPIRAN
Gambar 1. Pengukuran koordinat dengan menggunakan milimeterblock
Gambar 2. Peralatan percobaan H-06
