MODUL PRAKTIKUM
MEKANIKA FLUIDA II Dipergunakan untuk praktikum mahasiswa Teknik Lingkungan ITB
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG B ANDUNG 2018
DAFTAR ISI I.
DAFTAR ISI ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. ...................................... ............... i PERATURAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA II 2017 ............................................ ............................................... ... ii MODUL 01 – 01 – ALIRAN A LIRAN SERAGAM DAN KEMIRINGAN SALURAN ................................1 ................................1 MODUL 02 – 02 – ALIRAN ALIRAN BERUBAH BERATURAN ..................................... ........................................................... ........................12 ..12 MODUL 03 – 03 – LONCATAN LONCATAN HIDROLIS ....................................................... .............................................................................. .........................16 ..16 MODUL 04 – 04 – ALIRAN ALIRAN DI ATAS AMBANG LEBAR DAN AMBANG TAJAM ..............21 MODUL 05 – 05 – ALAT ALAT UKUR DEBIT SALURAN TERBUKA ............................................ ..............................................30 ..30 MODUL 06 - VENTURIFLUME ....................................................... .............................................................................. ....................................33 .............33 MODUL 07 – 07 – HIDROLIKA HIDROLIKA SUNGAI......................................... SUNGAI............................................................... ...........................................3 .....................39 9 LAMPIRAN............................................. ................................................................... ............................................ ............................................. ....................................45 .............45
i
DAFTAR ISI I.
DAFTAR ISI ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. ...................................... ............... i PERATURAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA II 2017 ............................................ ............................................... ... ii MODUL 01 – 01 – ALIRAN A LIRAN SERAGAM DAN KEMIRINGAN SALURAN ................................1 ................................1 MODUL 02 – 02 – ALIRAN ALIRAN BERUBAH BERATURAN ..................................... ........................................................... ........................12 ..12 MODUL 03 – 03 – LONCATAN LONCATAN HIDROLIS ....................................................... .............................................................................. .........................16 ..16 MODUL 04 – 04 – ALIRAN ALIRAN DI ATAS AMBANG LEBAR DAN AMBANG TAJAM ..............21 MODUL 05 – 05 – ALAT ALAT UKUR DEBIT SALURAN TERBUKA ............................................ ..............................................30 ..30 MODUL 06 - VENTURIFLUME ....................................................... .............................................................................. ....................................33 .............33 MODUL 07 – 07 – HIDROLIKA HIDROLIKA SUNGAI......................................... SUNGAI............................................................... ...........................................3 .....................39 9 LAMPIRAN............................................. ................................................................... ............................................ ............................................. ....................................45 .............45
i
PERATURAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA II 2017 RESPONSI
1. Peserta wajib mengikuti responsi praktikum pada tanggal yang sudah ditentukan. 2. Responsi terdiri dari penjelasan praktikum dan tes responsi, tidak mengikuti responsi tanpa keterangan otomatis nilai tes responsi 0. 3. Nilai tes responsi akan dimasukan ke dalam nilai akhir praktikum.
PRAKTIKUM
A. Pelaksanaan Praktikum 1. Praktikum dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pengolahan Air, Labtek IX C lantai 5. 2. Praktikum dilaksanakan selama 90 menit, sudah termasuk tes di awal praktikum. 3. Tidak mengikuti praktikum berarti tidak lulus praktikum dan otomatis tidak lulus mata kuliah Mekanika Fluida II. 4. Jika nilai tes awal peserta dibawah 40, maka peserta tersebut dilarang mengikuti praktikum pada hari itu dan akan mengikuti praktikum susulan. 5. Setelah praktikum akan dilaksanakan asistensi bersama asisten selama 45 menit. 6. Praktikan diharapkan hadir tepat waktu dengan toleransi keterlambatan maksimal 10 menit. a. 5 - 10 menit (Jam di Lab. TPA) dikenakan sanksi perorangan (-10) dari nilai laporan. b. Sedangkan lebih dari 10 menit, praktikan tidak diperbolehkan mengikuti praktikum shift tersebut (harus mengikuti praktikum shift lain) dengan sanksi perorangan dan kelompok tetap diberlakukan. diberlakukan. 7. Tes awal dilaksanakan selama 15 menit awal, dan tidak ada toleransi waktu bagi yang terlambat. 8. Mahasiswa tidak diperkenankan bercanda ketika sedang melaksanakan praktikum. 9. Bagi praktikan yang memecahkan properti laboratorium, segera lapor ke koordinator asisten dan mengganti item tersebut setelah kejadian berlangsung. 10. Praktikan tidak boleh menggunakan fasilitas apapun di laboratorium tanpa izin dari asisten yang bertugas. 11. Ujian akhir praktikum akan dilaksanakan pada akhir praktikum dan penilaian akan dilakukan secara individual.
ii
B. Kelengkapan Praktikum 1. Jurnal praktikum wajib dibawa selama kegiatan praktikum dan menjadi salah syarat mengikuti praktikum. Mahasiswa yang tidak membawa dan tidak mengisi jurnal maka akan mendapat sanksi individu (-10 nilai laporan praktikum modul tersebut). 2. Seluruh praktikan yang mengikuti praktikum wajib mengisi daftar absen yang tersedia di laboratorium. 3. Selama praktikum, Mahasiswa diwajibkan memakai jas laboratorium lengan panjang, name tag, sepatu tertutup, pakaian rapi dan sopan, bagi yang berponi/berambut panjang harap diikat/dijepit agar tidak mengganggu aktivit as selama praktikum. Jika kelengkapan tidak terpenuhi, praktikan tidak diizinkan mengikuti praktikum = nilai praktikum 0 4. Mahasiswa harus sudah memakai jas lab dan nametag ketika memasuki ruangan laboratorium dan dibuka setelah praktikum selesai (diluar lab/ruang asis ten). 5. Nametag mengikuti format praktikum mekanika fluida I (Nama-shift). Disamakan untuk semua praktikan. 6. Peralatan pribadi yang diperlukan untuk praktikum, meliputi stopwatch/ HP stopwatch (1 per kelompok), penggaris 30 cm (2 per kelompok), kalkulator (1 per ber stopwatch
kelompok), alat tulis (perorangan), kertas reuse ½ halaman A4 (perorangan). Peralatan tersebut harap disiapkan sebelum memasuki la boratorium. 7. Tas praktikan disusun rapi di tempat (lemari) yang telah disediakan. 8. Praktikan tidak diperbolehkan menggunakan aksesoris di tangan yang mengganggu keberjalanan praktikum.
C. Izin Praktikum 1. Praktikan yang tidak dapat mengikuti praktikum hanya diperkenankan oleh 2 alasan: a. Sakit, dengan melampirkan surat sakit (hanya menerima surat sakit dari dokter) paling lambat 1 minggu setelah praktikum, diberikan pada asisten yang bertugas saat praktikum. Pemberitahuan bahwa praktikan sakit harus disampaikan oleh teman satu kelompok ke asisten yang bertugas pada saat praktikum dilaksanakan. b. Izin, dengan melampirkan surat izin (yang dibuat oleh wali/orangtua) pada hari praktikum dilaksanakan, diberikan pada asisten praktikum. Pemberitahuan bahwa praktikan izin harus disampaikan oleh teman satu kelompok ke asisten yang bertugas pada saat praktikum dilaksanakan.
iii
2. Bagi praktikan yang tidak hadir dan memenuhi poin 1, diharapkan mengikuti seluruh rangkaian praktikum modul tersebut di shift lain (boleh kelas yang sama at au berbeda) dan mengumpulkan laporan sesuai shift yang diikutinya. Jika praktikan sama sekali tidak dapat mengikuti praktikum modul tersebut, maka diharapkan mengumpulkan : a. Tugas berupa resume dua buah jurnal/paper yang berkaitan atau di dalamnya ada pembahasan tentang fenomena hidrolika (mekanika fluida). Resume sebanyak 1-2 halaman (tidak mengandung tabel/gambar) tulis tangan. Print out paper asli harap disertakan (menggunakan kertas reuse/ bolak-balik) b. Laporan praktikum menggunakan data kelompok praktikan. 3. Bagi praktikan yang tidak mengikuti praktikum tanpa keterangan tidak berhak mendapatkan nilai laporan praktikum modul yang dipraktikumkan.
D. Jurnal Praktikum 1. Jurnal praktikum menggunakan buku campus (boleh menggunakan Jurnal Mekanika Fluida I) dan ditulis tangan. Jurnal diberi label nama s esuai dengan format yang telah ditentukan. (Gambar A.1) 2. Jurnal dibuat sebelum praktikum dimulai dan digunakan untuk menulis data selama praktikum berlangsung. 3. Isi jurnal pada setiap praktikum : a. Judul Modul, PJ Modul & Tanggal Praktikum b. Tujuan Praktikum c. Prinsip Praktikum d. Cara Kerja (dalam bentuk diagram flow) e. Tabel Data (Data awal & Data Hasil) f.
Rumus
g. Grafik h. Ilustrasi
E. Laporan Praktikum 1. Laporan praktikum merupakan laporan perorangan dan diketik dengan ketentuan: a. Font : Times New Rowman b. Line Spacing : 1.5 (before : 0 dan after:0) c. Ukuran font : 12 d. Margin : Kiri (4 cm), Atas (3 cm), Bawah (3 cm), dan Kanan (3 cm) iv
2. Jumlah maksimum laporan sebanyak 40 halaman 3. Pengumpulan laporan dilakukan satu minggu setelah praktikum berlangsung 4. Laporan
diunggah
pada
alamat
Google
Drive
yang
telah
ditentukan
(bit.ly/laporanmekfludua) sesuai shift praktikan 5. Laporan yang dikumpulkan setelah jam 23.59 dianggap terlambat. Keterlambatan pengumpulan laporan dikenai sanksi perorangan yaitu: a. 5 menit (-2) b. 15 menit (-5) c. 30 menit (-10) d. 1 jam (-20) e. 2 jam (-40) f.
3 jam (-60)
g. Lebih dari 3 jam (Laporan tidak diterima) 6. Jika praktikan tidak mampu menyelesaikan laporan tepat waktu dikarenakan sakit, harap memberikan surat sakit pada waktu pengumpulan laporan yang ditentukan. Ketentuan perizinan sesuai dengan poin 1a pada subbab C. 7. Susunan dan penilaian laporan praktikum adalah sebagai berikut : a. Cover laporan (Wajib ada apabila tidak ada mendapat sanksi individu (-1 per kesalahan) b. Tujuan praktikum (5) c. Prinsip percobaan (10) d. Teori dasar (15) e. Data awal (4) f.
Pengolahan data (10)
g. Data Akhir (4) h. Analisa A (30) i.
Analisa B (10)
j.
Kesimpulan (10)
k. Daftar pustaka (2) l.
Lampiran (Wajib ada, apabila tidak ada mendapat sanksi individu (-1) daftar pustaka dan (-2) teori dasar
8. Ketentuan isi laporan: a. Cover laporan: mengikuti format yang telah diberikan serta diketik dengan font Times New Roman (Gambar B.1)
v
b. Tujuan praktikum: berisi tujuan praktikum bukan sasaran praktikum dan diharapkan jumlahnya lebih banyak dari yang tercantum di modul (sasaran) berdasarkan hal-hal yang praktikan temukan saat praktikum. c. Prinsip Praktikum: dijelaskan dalam bentuk paragraf, merupakan prinsip praktikum (metoda yang dilakukan saat praktikum hingga tercapai tujuan praktikum) d. Teori dasar: dikerjakan secara perorangan (satu kelompok boleh sama) 2-3 halaman serta dapat melampirkan gambar berupa print-out yang ditempel beserta sumbernya. e. Data Awal: berupa data hasil pengamatan di laboratorium f.
Pengolahan data: berupa tahapan-tahapan perhitungan lengkap untuk 1 variasi debit.
g. Data Akhir: merupakan data hasil pengolahan dari data awal h. Analisa A meliputi:
i.
•
Cara kerja
•
Analisa data dan grafik
•
Analisa komponen rumus-rumus yang digunakan
•
Faktor-faktor kesalahan yang mungkin terjadi selama praktikum
•
Analisis umum lainnya. (Seluruhnya dibandingkan dengan literatur)
Analisa B: meliputi contoh aplikasi dalam bidang teknik lingkungan disertai penjelasannya. Minimal dicantumkan 2 contoh aplikasi
j.
Kesimpulan: diharapkan menjawab seluruh poin yang dituliskan di bagian Tujuan
k. Daftar pustaka: minimal mencantumkan dua sumber textbook , dan satu jurnal (nasional atau internasional) l.
Jika mengutip kalimat yang merupakan hasil pemikiran orang lain dari buku, jurnal, internet, pada semua bagian laporan, maka harus mencantumkan sumber-sumber tersebut pada kalimat (Contoh : Ekaputri, 2011) dan sumber tersebut dicantumkan pada daftar pustaka
m. Apabila diketahui adanya penjiplakan laporan praktikum sesama mahasiswa maka nilai laporan sumber dan pihak yang menjiplak akan disamakan dan dibagi 2
vi
n. Apabila diketahui menggunakan data yang tidak sesuai dengan yang didapat saat praktikum maka diberi sanksi individu (-50 nilai laporan praktikum modul tersebut). F. Ujian Praktikum Ujian praktikum dilaksanakan untuk menilai pemahaman praktikan akan prinsip-prinsip mekanika fluida saluran terbuka yang diaplikasikan di praktikum. Ujian praktikum akan dilaksanakan satu minggu setelah shift terakhir menyelesaikan praktikum modul terakhir. Teknis ujian praktikum secara detail akan diberitahukan lebih lanjut.
G. Nilai Praktikum 1. Nilai total praktikum merupakan penggabungan dari, nilai tes responsi (5%), nilai tes awal (15%), nilai laporan (45%), dan nilai ujian praktikum (35%). 2. Nilai total praktikum harus terkumpul maksimal 2 minggu setelah rangkaian terakhir praktikum selesai kepada Koordinator Praktikum. Jika nilai total tidak terkumpul sampai saat yang dituju, maka nilai total praktikum secara otomatis akan menjadi 30.
Tim Asisten berharap para praktikan dapat memahami dan menjalankan peraturan ini dengan sebaik-baiknya. Aturan-aturan ini diberlakukan dengan maksud agar praktikum dapat berjalan dengan baik sehingga tujuan awal dari praktikum Mekanika Fluida I dapat tercapai. Akhir kata Tim Asisten mengucapkan terima kasih atas kerjasamanya dan selamat praktikum.
vii
MODUL 01 – ALIRAN SERAGAM DAN KEMIRINGAN SALURAN Nathania Amanda dan Nurashila Dhiyani
A. SASARAN
a. Membuktikan fenomena aliran seragam (profil aliran) b. Menentukan koefisien chezy (C) c. Menentukan koefisien manning (n) d. Menentukan bilangan reynold (N RE) e. Menentukan korelasi antara koefisien chezy (C) dan koefisien manning (n)
B. TEORI DASAR
Aliran seragam (uniform flow) terjadi jika kecepatan aliran pada suatu waktu tertentu tidak berubah sepanjang saluran yang ditinjau. Syarat keberlakuan aliran seragam adalah: a. Kedalaman (y), luas penampang (A), kecepatan (v), dan debit (Q) sepanjang segmen saluran adalah konstan b. Slope energi, muka air, dan dasar saluran sejajar Kemiringan saluran atau slope adalah kemiringan memanjang dasar saluran. Biasanya diatur oleh keadaan topografi dan tinggi energi yang diperlukan untuk mengalirkan air. Persamaan-persamaan yang berhubungan dengan aliran seragam dan kemiringan saluran adalah:
1. Persamaan Chezy
Dimana:
= kecepatan aliran
= √ /
= konstanta tahanan aliran = jari-jari hidrolis = slope energi
2. Persamaan Manning
= 1 // 8
Dimana:
= kecepatan aliran
/
= konstanta kekasaran manning = jari-jari hidrolis = slope energi
3. Persamaan Reynold
Dimana:
= =
/ / 4 / /
= kecepatan aliran
= bilangan Reynold = densitas
= diameter hidrolis
= viskositas dinamis
= viskositas kinematis
C. CARA KERJA
1. Ukur temperatur air pada awal percobaan setelah hydraulic bench dinyalakan. 2. Operasikan hydraulic bench dengan beban tertentu, catat beban yang digunakan dan waktu yang diperlukan untuk menaikkan bebannya. 3. Kalibrasi alat pengukur kedalaman. 4. Ukur lebar saluran terbuka. 5. Atur kemiringan saluran pada hydraulic bench 6. Ukur kedalaman di 6 titik sepanjang saluran (3 di hulu dan 3 di hilir dengan jarak yang sama) dengan menggunakan alat pengukur kedalaman. Catat posisi tiap titik (x). 7. Lakukan percobaan sebanyak 5 variasi debit. Setiap kali variasi debit dilakukan tiga kali pengukuran waktu. 8. Ukur temperatur air pada akhir percobaan.
9
D. TABEL DATA
Massa beban (m)
(kg)
Suhu air awal (Tawal)
(˚C)
Suhu air akhir (Takhir )
(˚C)
Lebar saluran (L)
(m)
Jarak di hulu (m)
Jarak di hilir (m)
X1 =
X1 =
X2 =
X2 =
X3 =
X3 =
Waktu
Variasi beban
t1
t2
t3
Kedalaman Hulu trata-rata
y1
y2
y3
yrata-rata
Kedalaman Hilir y1
y2
y3
yrata-rata
E. TABEL HASIL
Volume 3
air (m )
Qaktual
yrata-rata
3
(m /s)
(m)
R
R 2/3
S
NRE
A 2
(m )
v (m/s)
n
C
F. GRAFIK
1. X terhadap yrata-rata 2. yrata-rata terhadap C (regresi power) 3. NRE terhadap C (regresi power) 4. yrata-rata terhadap Qaktual (regresi power) 5. v terhdap yrata-rata (regresi power) 6. NRE terhadap yrata-rata (regresi power) 7. Qaktual terhadap C (regresi power) 8. v terhdap R 2/3 (regresi power) 10
G. ILUSTRASI
Gambar 1. Fenomena Aliran Seragam
11
MODUL 02 - ALIRAN BERUBAH BERATURAN Nathania Amanda (15314045) dan Nurashila Dhiyani (15315006)
A. SASARAN
1. Mengamati fenomena perubahan atau kadar momentum aliran 2. Menghitung debit aktual aliran 3. Menghitung kecepatan aliran 4. Menghitung koefisien Manning saluran (n) 5. Menghitung bilangan Reynold (N RE) dan bilangan Froude (N FR )
B. TEORI DASAR
Aliran berubah beraturan ( gradually varied flow) terjadi jika parameter hidraulis (kecepatan dan tampang basah) berubah secara progresif dari satu tampang ke tampang yang lain. Apabila di ujung hilir saluran terdapat bendung maka akan terjadi profil muka air pembendungan dimana kecepatan aliran akan berkurang (diperlambat), sedangkan apabila terdapat terjunan maka profil akan menurun dan kecepatan akan bertambah (dipercepat). Contohnya yaitu aliran pada sungai. Aliran berubah beraturan memiliki debit seragam akibat pertambahan maupun pengurangan air di sepanjang jalur air tersebut. Pertambahan ataupun pengurangan air ini akan menyebabkan gangguan pada energi atau kadar momentum aliran. Sebab itu perilaku hidrolik aliran berubah beraturan lebih rumit dibandingkan dengan aliran yang debitnya tetap. ALIRAN BERUBAH CEPAT
Aliran berubah cepat, mengikuti prinsip berikut: 1. Distribusi tekanan tidak dianggap hidrostatik 2. Perubahan regim aliran pada jarak yang pendek dan waktu yang cepat 3. Perubahan geometrik aliran akan sangat tergantung pada segmentasi analisis, akibat perubahan yang ada 4. Terjadi perubahan luas basah, sehingga koefisien kecepatan α dan momentum β akan membesar 5. Terdapat kerumitan jika mengikuti pola zonasi aliran konvensional, akibat adanya aliran, difusi dan turbulensi.
12
ALIRAN BERUBAH LAMBAT
Perilaku dasar berubah lambat: 1. Kedalaman hidrolis berubah secara lambat pada arah longitudinal 2. Faktor pengendali aliran ada di kombinasi di hulu dan hilir 3. Analisis → menentukan struktur saluran yang aman dan optimal Asumsi: 1. steady flow dan distribusi tekanan ditentukan oleh gaya hidrostatis 2. k ehilangan tekanan didekati → aliran seragam 3. Slope kecil 4. Tidak terjadi re-aerasi 5. Koefisien corolis tidak berubah 6. Koefisien gesek tidak bervariasi terhadap kedalaman 7. Saluran prismatik Rumus-rumus yang digunakan:
=+2 = AP NRe= ϑ NFr= o−f =y+ = R = x = −
yteo= yakt +
x
Keterangan:
P
: keliling basah (m)
b
: lebar saluran (m)
y
: kedalaman aliran (m)
R : jari-jari hidrolis (m) A : luas penampang saluran (m2) NRe : bilangan Reynold v
: kecepatan aliran (m/s)
ϑ
: viskositas kinematis (m2/s)
NFr : bilangan Froude g
: percepatan gravitasi (9,81 m/s2)
ES : energi spesifik (m) n
: koefisien Manning
S
: kemiringan saluran
Sf : slope energi/ garis kemiringan energi saluran 13
yteo : kedalaman teoritis secara hitungan (m) yakt : kedalaman aktual aliran yang terukur (m)
C. CARA KERJA
1. Ukur lebar saluran, panjang saluran, dan tinggi ambang yang akan digunakan. 2. Operasikan hydraulic bench dan ukur temperatur awal. 3. Tempatkan dua ambang di hilir saluran, dan ukur kedalaman saluran pada 8 titik yang ditentukan di sepanjang saluran. 4. Lakukan pengukuran sebanyak 3 variasi waktu (dengan hydraulic bench) pada satu titik kedalaman yang sama, dan 5 variasi debit set iap kali pengukuran. 5. Jika pengukuran telah selesai, matikan hydraulic bench dan ukur temperatur akhir air.
D. TABEL DATA
Variasi
Waktu (s) t1
t2
t3
Kedalaman Saluran (m) trata-rata
y1
y2
y3
y4
y5
y6
y7
y8
E. TABEL HASIL Tabel 2.1 Pengukuran Aliran Berubah Beraturan Untuk Tiap Variasi
Titik
P A R Q v ES R 2/3 NRE NFR 2 3 (m ) (m) (m) (m /s) (m/s) (m)
n
R 4/3
Sf
dy
/dx
yteoritis (m)
yaktual (m)
1 i s a i r a V
14
F. GRAFIK
Untuk tiap variasi, buatlah grafik : Sumbu X Jarak antar titik Jarak antar titik Jarak antar titik Jarak antar titik Jarak antar titik
Sumbu Y yteoritis dan yaktual ES v NRE NFR
G. ILUSTRASI
Gambar 2.1 Ilustrasi Fenomena Aliran Berubah Beraturan
15
MODUL 03 ‐ LONCATAN HIDROLIS Siti Fatimah (15314029) dan Steven Gunawan (15315012) A. SASARAN
1. Menentukan debit aktual (Qaktual) 2. Menentukan bilangan froude (Fr) 3. Menentukan energi spesifik (Es) 4. Menentukan efisiensi loncatan (Es6/Es2) B. TEORI DASAR
Loncatan hidrolis adalah suatu fenomena pada aliran terbuka. Karena kehadiran bangunan-bangunan hidrolik pada saluran yang menyebabkan pelepasan energi. Pelepasan energi pada aliran itu terjadi akibat perubahan kondisi subkritis (sebelum pintu air), superkritis (sebelum loncatan) dan subkritis (setelah loncatan). Loncatan hidrolis digunakan sebagai peredam energi pada aliran superkritis. Jenis loncatan hidrolis yang terbentuk dapat diketahui dari bilangan Froude (Fr). Loncatan hidrolis bersifat sangat turbulen. Karakteristik loncatan hidrolis : 1. Kehilangan Energi Selisih energi spesifik sebelum dan sesudah loncatan hidrolis. 2. Tinggi loncatan Selisih kedalaman air sebelum dan sesudah loncatan hidrolis. 3. Perbandingan kedalaman akibat loncatan hidrolis Untuk menilai efektivitas loncatan hidrolis terhadap stabilitas aliran (bilangan froude). 4. Panjang loncatan Selisih posisi awal sebelum loncatan dan kedalaman stabil setelah mencapai subkritis. C. CARA KERJA
1. Ukur temperatur air pada awal percobaan setelah hydraulic bench dinyalakan. 2. Operasikan Hydraulic Bench dengan beban tertentu untuk memperoleh debit aktual, catat beban yang digunakan dan waktu yang diperlukan untuk menaikkan beban dari kondisi setimbang (Q aktual diukur triplo). 3. Tempatkan sluice gate +/‐ 90 cm dari inlet sehingga akan terbentuk loncatan hidrolis pada aliran. 16
4. Atur bukaan sluice gate untuk menentukan besar loncatan hidrolis yang terbentuk. 5. Ukur panjang loncatan dan kedalaman aliran di 6 titik pengukuran sesuai Gambar 3.1.
6. Lakukan percobaan sebanyak 5 variasi debit. 7. Ukur temperatur air pada akhir percobaan. D. TABEL DATA
Data yang diukur: Massa beban (kg) Suhu air awal (°C) Suhu air akhir (°C)
= = =
Massa air (kg) Densitas (kg/m3) Lebar saluran (m)
= = =
Tabel 3.1 Data Pengamatan Waktu dan Kedalaman Saluran
Variasi
Waktu (s) t1
t2
t3
Kedalaman (m) trata-rata
y1
y2
y3
y4
y5
L (m)
y6
y6/y2
Hi (m)
Tabel 3.2 Hasil Perhitungan Debit dan Luas Permukaan Basah untuk Setiap Variasi
∆
(m)
Variasi 1
2
3
4
5
X1 ke X2 X2 ke X3 X3 ke X4 X4 ke X5 X5 ke X2
17
E. TABEL HASIL
Tabel 3.3 Hasil Perhitungan Debit, Luas Permukaan Basah, Kecepatan, Keliling, Jari -jari
Hidrolis, Energi Spesifik, dan Bilangan Froud untuk Setiap Variasi Titik
Q (m3/s)
A (m2)
v (m/s)
P (m)
R (m)
Es (m)
Fr 2
Fr
1 2 3 4 5 6
Tabel 3.4 Hasil Perhitungan Akhir untuk Setiap Variasi
Variasi
L (m)
y2
y6
aktual
aktual
(m)
(m)
y6/y2
Hi
aktual
(m)
Fr 2
ES6/ES2
y6
y2
teori
teori
(m)
(m)
y6/y2
Tabel 3.5 Hasil Perhitungan Energi Spesifik di Tiap Titik, Kehilangan Energi dan Efisiensi
Energi Setiap Variasi Variasi
Es1
Es2
Es3
Es4
Es5
Es6
Kehilangan Energi
Efisiensi Energi
(m)
(m)
(m)
(m)
(m)
(m)
(m)
(Es6/Es2)
18
F. GRAFIK
1. y6/y2 terhadap Fr 2 2. Es6/Es2 terhadap Fr 2 3. Hi terhadap Fr 2 4. L terhadap y6/y2 5. L terhadap Q 6. y terhadap Es (untuk setiap variasi debit) *Seluruh grafik menggunakan regresi power, kecuali grafik Es terhadap y dan y terhadap L dibuat di kertas millimeter block
G. RUMUS YANG DIGUNAKAN
a. Bilangan Froude (Fr):
= .
Keterangan: Fr = Bilangan froude vi = Kecepatan pada titik yang ditinjau (m/s)
b. Efektivitas Loncatan (y6/y2):
= 1 + 8 1
c. Tinggi Loncatan (Hi):
=
Keterangan: Fr = Bilangan froude
= Efektifitas loncatan
Ket: y6 = tinggi muka air setelah loncatan (m) y2 = tinggi muka air sebelum loncatan (m)
d. Panjang loncatan (L):
=
Ket: x3 = posisi awal sebelum loncatan (m) x5 = posisi dimana kedalaman stabil setelah mencapai subkritis (m)
e. Energi Spesifik (Es):
= +
Keterangan: Es = Energi spesifik yi = Ketinggian muka air pada titik yang ditinjau (m) vi = Kecepatan pada titik yang ditinjau (m/s)
f. Kehilangan Energi (∆Es):
∆=
Ket: Es2 = Energi spesifik sebelum loncatan hidrolis (m) 19
Es6 = Energi spesifik setelah loncatan hidrolis (m) g. Efisiensi Energi:
= =.
h. Luas Permukaan Basah (A): Ket: A = Luas permukaan basah (m2) b = Lebar saluran (m) y = Tinggi muka air (m) i.
Keliling Basah (P):
=+2
Ket: P = Keliling basah (m) b = Lebar saluran (m) y = Tinggi muka air (m)
j.
Jari-jari Hidrolis (R):
=
Ket: R = Jari-jari hidrolis (m) P = Keliling basah (m) A = Luas permukaan basah (m 2)
k. Kedalaman Kritis (Yc)
=
Ket:
yc = Kedalaman kritis (m) Q = debit (m3/s) b = Lebar saluran (m)
H. ILUSTRASI
Gambar 3.1. Loncatan Hidrolis pada Saluran Terbuka
20
MODUL 04 ‐ ALIRAN DI ATAS AMBANG LEBAR DAN AMBANG TAJAM Dwi Sari Oktaviani (15314078) dan Kinanti Aldhia Naura (15315004)
ALIRAN DI ATAS AMBANG LEBAR A. SASARAN
1. Menghitung debit aliran dengan menggunakan ambang lebar sebagai alat ukur 2. Menghitung nilai koefisien discharge (Cd), Energi spesifik (Es), kedalaman kritis (Yc), dan bilangan Froude (Fr) dari ambang lebar 3. Mempelajari hubungan tinggi muka air di atas ambang terhadap debit air yang melimpah di atas ambang 4. Mengetahui pengaruh bentuk ambang terhadap efektivitas penyaluran debit 5. Mengetahui karakteristik aliran yang melalui ambang lebar
B. TEORI DASAR
Bangunan ukur ambang lebar adalah salah satu alat ukur debit yang banyak digunakan karena kokoh dan mudah dibuat. Bangunan ini mudah disesuaikan dengan tipe saluran apa saja. Hubungan tunggal antara muka air hulu dan debit mempermudah pembacaan debit secara langsung tanpa memerlukan tabel debit.
Gambar 4.1 Aliran diatas Ambang Lebar
Debit aliran yang terjadi pada ambang lebar dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut:
21
= 23 × 23 ×× ℎ =1,705 × ℎ =××1,705× ℎ ℎ = +2 = −
(4.1)
(4.2)
Apabila velocity correction dan discharge coefficient diperhatikan, maka persamaannya: (4.3)
Debit teoritis pada modul ini dapat dihitung dengan persamaan 4.1 dengan nilai hu yaitu: (4.4)
Sementara nilai debit aktual dapat diperoleh melalui percobaan dengan hydraulic bench dan menggunakan rumus sebagai berikut:
(4.5)
Tingkat kekritikan aliran tersebut dapat ditentukan dengan mencari bilangan Froud dengan persamaan:
=
(4.6)
Dengan rumus untuk mencari kecepatan, yaitu:
= dengan = =+
(4.7)
Serta persamaan yang digunakan untuk menghitung energi spesifik aliran adalah: (4.8)
Nilai koefisien discharge dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
Keterangan: Q
ℎ
=
(4.9)
= debit aliran (m3/s) = kedalaman di atas ambang (m)
Cd
= koefisien discharge
b
= lebar ambang (m)
Fr
= bilangan Froud ( froud number)
y
= kedalaman aliran tiap titik (m)
A
= luas saluran (m2) 22
Jika: F<1 disebut aliran subkritik. F=1 disebut aliran kritik. F>1 disebut aliran super kritik.
C. CARA KERJA
1. Ambang lebar dipasang pada posisi tertentu dalam model saluran terbuka. 2. Alat pengukur kedalaman dikalibrasi. Dimensi ambang dicatat. Pompa dinyalakan. 3. Ukur temperatur awal air 4. Atur debit air tertentu melalui valve sesuai dengan debit yang diinginkan akan tetapi tetap tidak menyebabkan air meluap. 5. Lakukan pegukuran debit aktual dengan menggunakan Hydraulic Bench 6. Ukur kedalaman sebanyak delapan titik pengukuran (sebelum ambang, di atas ambang, dan sesudah ambang) 7. Untuk masing‐masing keadaan data tinggi muka air pada delapan titik pengamatan dicatat untuk menggambar profil aliran. 8. Ukur jarak setiap kedialaman yang diukur. 9. Lakukan langkah 4-8 hingga 5 kali variasi debit 10. Setelah selesai langkah 8, matikan pompa, lalu tutup valve pengatur debit. 11. Ukur temperatur akhir air
D. TABEL DATA
Tinggi ambang
=
cm
Lebar ambang
=
cm
Panjang ambang =
cm
Suhu Awal
=
˚C
Suhu Akhir
=
˚C
Tabel 4.1 Data Awal Pengamatan Waktu pada Hydraulic Bench
Variasi
Waktu (detik) t1
t2
t3
t rata-rata
1 2 3
23
Waktu (detik)
Variasi
t1
t2
t3
t rata-rata
4 5
Tabel 4.2 Data Awal Pengamatan Jarak dan Kedalaman Profil Aliran pada Titik Tertentu
Titik
Jarak (m)
Kedalaman (m)
1 2 3 4 Variasi 1
5 6 7 8
*Dibuat 5 tabel untuk 5 variasi debit
E. TABEL HASIL Tabel 4.3 Hasil Perhitungan Parameter Praktikum Aliran Diatas Ambang Lebar (1)
Titik
y (m)
Qakt (m3/s)
A (m2)
v (m/s)
Fr
ES (m)
Yc (m)
1 2 3 4 5 6 7 8 *Dibuat 5 tabel untuk 5 variasi debit
24
Tabel 4.4 Hasil Perhitungan Parameter Praktikum Aliran Diatas Ambang Lebar (2)
Variasi 1
ℎ
(m)
Qakt (m3/s)
Qteo (m3/s)
Cd
2 3 4 5
F. GRAFIK
1. Gambar profil muka air untuk kelima variasi aliran pada 1 gambar. Profil tersebut didibuat dengan menggunakan Microsoft excel. 2. b.(hu3/2) terhdap Qact (linear, intercept ) 3. Fr terhadap Y ( power ) 4. Y terhadap Es (millimeter block )
G. ILUSTRASI
Gambar 4.2 Ilustrasi Aliran Diatas Ambang Lebar
25
ALIRAN DI ATAS AMBANG TAJAM A. SASARAN
1. Menghitung Debit aliran (Q) 2. Menghitung Koefisien discharge (Cd), Energi spesifik (Es), kedalaman kritis (Yc), dan bilangan Froud e dari ambang tajam 3. Mengetahui karakteristik aliran yang melalui ambang tajam
B. TEORI DASAR
Debit aliran yang terjadi pada ambang tajam dihitung dengan menggunakan formula sebagai berikut:
Dengan :
Keterangan :
= 23 ××× 2ℎ ℎ=
Q
= debit aliran (m3/dtk)
h
= tinggi air di atas ambang (m)
b
= lebar ambang (m)
p
= tinggi ambang (m)
(4.10)
(4.11)
Gambar 4.3 Penurunan persamaan debit ambang tajan pada saluran terbuka.
(sumber : Gary P. Merkley)
26
C. CARA KERJA
1. Ukur tinggi ambang tajam yang digunakan serta lebar saluran. 2. Ukur kedalaman ketinggian muka air di 6 titik yang telah ditentukan (lihat ilustrasi), yaitu sebelum ambang, di atas ambang, dan setelah ambang dengan 5 variasi debit.
D. TABEL DATA
Tinggi ambang
=
cm
Lebar ambang
=
cm
Suhu Awal
=
˚C
Suhu Akhir
=
˚C Tabel 4.5 Data Awal Pengamatan Waktu
Variasi
Waktu (s) t1
t2
t3
trata-rata
1 2 3 4 5 Tabel 4.6 Data Awal Pengamatan Kedalaman Titik Tinjau tiap Variasi
Variasi
Kedalaman (m) y1
y2
y3
y4
y5
y6
1 2 3 4 5
27
E. TABEL HASIL
Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Parameter Praktikum Aliran Diatas Ambang Tajam (1)
Titik
V (m3)
y (m)
Q akt 3
(m /s)
A (m2)
v (m/s)
Fr
Es (m)
yc (m)
1 2 3 4 5 6 *Dibuat 5 tabel untuk 5 variasi debit
Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Parameter Praktikum Aliran Diatas Ambang Tajam (2)
Variasi
hteori (m)
Qteo (m3/s)
Qakt (m3/s)
Cd
1 2 3 4 5
F. GRAFIK
1. Qaktual terhadap Qteoritis (linear ) 2. Kedalaman terhadap bil Froude ( power ) 3. Kedalaman terhadap Es (grafik manual) 4. Profil muka air untuk kelima variasi aliran pada 1 gambar. Profil tersebut didibuat dengan menggunakan Microsoft excel.
28
G. ILUSTRASI
Gambar 4.4 Ilustrasi Percobaan Aliran diatas Ambang Tajam
H. RUMUS PERHITUNGAN
= − ℎ=1 = . =+ 2. = / =
(4.12)
(4.13) (4.14) (4.15)
(4.16)
(4.17)
29
MODUL 05 – ALAT UKUR DEBIT Lailatus Syifa (15314091) dan Tsamara Luthfia Henviandini (15315016)
A. SASARAN
1. Mengukur tinggi muka air di atas notch (H) 2. Menghitung debit aktual dan debit teoritis 3. Menghitung nilai koefisien discharge (Cd) dari notch
B. TEORI DASAR
Notch pada dasarnya merupakan konstruksi dalam saluran terbuka. Notch biasanya digunakan dalam pengukuran kecepatan aliran saluran terbuka. Notch akan memberikan efek konstraksi pada aliran fluida sehingga ketinggian air diatas notch dapat digunakan untuk menentukan kecepatan fluida dan dapat diukur untuk mewakili besaran debit yang melaluinya. Alat ukur pada saluran terbuka ini dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu u-notch dan v-notch.
C. CARA KERJA
1. Jalankan hydraulic bench dan pasang beban, catat massa beban yang digunakan dan waktu yang dibutuhkan untuk pengaliran. 2. Ukur suhu air awal percobaan. 3. Ukur kedalaman air seperti pada gambar 4. Lakukan tiga kali pengukuran untuk setiap variasi debit, dimana dalam percobaan ini dilakukan lima kali variasi debit. 5. Ukur suhu akhir percobaan. 6. Hitung debit dan koefisien Cd
D. TABEL DATA
Tawal (oC) Takhir (oC) m beban (kg) b (lebar notch) (m)
30
Tinggi Muka Air (m)
Waktu (s)
Variasi t1
t2
U-Notch t3
H1
H2
V-Notch H3
H1
H2
H3
1 2 3 4 5
E. TABEL HASIL
Havg (m) Variasi
tavg (s)
Qakt (m3/s)
Qteo (m3/s)
Cd
U-
V-
U-
V-
U-
V-
U-
V-
Notch
Notch
Notch
Notch
Notch
Notch
Notch
Notch
1 2 3 4 5
F. GRAFIK •
Qteoritis terhadap Qaktual (U-Notch dan V-Notch)
•
Qaktual terhadap H (U-Notch dan V-Notch)
G. RUMUS YANG DIGUNAKAN
= − = 23 2 8 − = 15 2tan 2 =
Keterangan : Q = debit (m3/s) b = lebar notch (m) H = Tinggi air di atas notch (m) Cd = Koefisien discharge
31
H. ILUSTRASI
32
MODUL 06 ‐ VENTURIFLUME Kiki Somantri dan Jihad Wahyu Hermawan
A. SASARAN
1. Memperoleh nilai debit aktual 2. Mendapatkan nilai debit teoritis (mengunakan persamaan aliran kritis) 3. Menghitung Cd (koefisien disharge), Fr (bilangan froude), Re (bilangan reynolds), dan Es (energi spesifik) 4. Membandingkan debit aktual dengan debit teoritis 5. Mengetahui nilai Yc (kedalaman kritis)
B. TEORI DASAR Venturiflume adalah sebuah alat yang memberikan penyempitan tiba‐tiba pada suatu
saluran sehingga menyebabkan terjadinya aliran kritis pada saluran terbuka dan menciptakan kedalaman kritis. Berikut adalah gambaran sebuah venturiflume: 1. Gambar Penyempitan Saluran •
Tampak atas
•
Tampak samping
33
2. Gambar Titik‐Titik Pengukuran Kedalaman Air •
Tampak atas
•
Tampak samping
Persamaan yang digunakan : •
Perhitungan energi spesifik penyempitan
− ESpp =y− + 2g − = 2+2 3 − = Q.kul dan
Dengan:
y = kedalaman (m)
v = Kecepatan (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2) b = lebar saluran (penyempitan) (m)
•
Perhitungan debit teoritis
Qteoritis =
bt g
Es 2-3 )3/2 (m3/s)
bt = lebar penyempitan (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2) Es2-3 = energi spesifik saat terjadi penyempitan (perubahan kekeritisan aliran)
34
•
Fr= g.y
Perhitungan bilangan Froude
v = kecepatan (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2) y = kedalaman (m)
•
Perhitungan energi spesifik di setiap titik
ES=y+ 2g
Ket: Es kritis didapatkan dari grafik Y = kedalaman (m) v = kecepatan (m/s) g = percepatan gravitasi (m/s2)
•
Perhitungan kedalaman kritis
2 yc = 3
Energi spesifik kritis didapatkan dari grafik
•
Perhitungan bilangan Reynolds
N = R
ρ = massa jenis (kg/m3) R = jari-jari hidrolis (m) v = kecepatan (m/s)
= viskositas dinamis (kg/m.s)
C. CARA KERJA
1. Letakkan plat venturi pada jarak yang ditentukan dari outlet saluran (plat harus dipasang tepat berlawanan satu sama lain). 2. Ukur suhu air pada awal percobaan. 3. Jalankan hydraulic bench.
35
4. Ukut debit aktual. 5. Ukur kedalaman air pada titik ‐titik seperti ditujukan pada gambar. 6. Percobaan dilakukan 3 (tiga) kali pencatatan. 7. Percobaan dilakukan dengan 5 (lima) variasi debit. 8. Ukur suhu air pada akhir percobaan.
D. TABEL DATA •
Massa beban
:
•
Suhu air awal (T0)
:
•
Suhu air akhir (Tn)
:
•
Lebar saluran (b)
:
•
Lebar penyempitan (bt)
:
Waktu (s)
Variasi
t1
t2
t3
t rata-rata
1 2 3 4 5
Variasi
Kedalaman (m) Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
1 2 3 4 5
36
E. TABEL HASIL
Tabel 6.1 Debit Teoritis untuk Setiap Variasi
Variasi
Qaktual
ES penyempitan
Qteoritis
Cd
1 2 3 4 5
Tabel 6.2 Bilangan Froude untuk Setiap Titik
Variasi
Bilangan Froude Fr 1
Fr 2
Fr 3
Fr 4
Fr 5
Fr 6
Fr 7
Es6
Es7
1 2 3 4 5
Tabel 6.3 Nilai Energi Spesifik untuk Setiap Titik
Variasi
Energi Spesifik Es1
Es2
Es3
Es4
Es5
1 2 3 4 5
Tabel 6.4 Nilai Kedalaman Kritis pada Setiap Variasi Debit (Yc)
Variasi
Yc
1 2 3 37
Variasi
Yc
4 5
Tabel 6.5 Nilai Bilangan Reynolds untuk Setiap Titik
Variasi
Bilangan Reynolds Re1
Re2
Re3
Re4
Re5
Re6
Re7
1 2 3 4 5
F. GRAFIK
1. Q aktual (sumbu y) – Q teoritis (sumbu x) 2. Q aktual (sumbu y) – Cd (sumbu x) 3. Es (sumbu y) – Y (sumbu x) dibuat di kertas mm blok 4. NFr (sumbu y) – Y (sumbu x) 5. NRe (sumbu y) – Y (sumbu x)
satu satu
grafik untuk seluruh variasi debit grafik untuk seluruh variasi debit
G. ILUSTRASI
Gambar 6.1
Tampak atas dan samping Parshall Flume
38
MODUL 07 – HIDROLIKA SUNGAI Achmad Taufiqur R. dan Nurul Rohim
A.
SASARAN
1. Menghitung debit aliran sungai 2. Menghitung distribusi kecepatan di seluruh penampang sungai 3. Menghitung jari-jari hidrolis sungai 4. Menentukan penampang melintang sungai 5. Menentukan kecepatan aliran sungai
B. TEORI DASAR
Sungai merupakan contoh saluran terbuka alami. Sungai terbentuk dengan adanya aliran air dari satu atau beberapa sumber air yang berada di ketinggian, contohnya di sebuah puncak bukit atau gunung yang tinggi, dimana air hujan banyak jatuh di daerah itu kemudian terkumpul di bagian cekung. Karena penuh, akhirnya mengalir keluar melalui bagian bibir cekungan yang paling mudah tergerus air dan membentuk badan sungai. Sungai memiliki debit yang variatif disebabkan karena proses-proses alamiah yang terjadi sepanjang hulu ke hilir. Karakteristik sungai ditentukan dengan besar debit, penampang, kecepatan sungai dan sebagainya. Menurut Sosrodarsono dan Takeda (2006), debit air sungai adalah laju aliran air yang melewati suatu penampang melintang dengan persatuan waktu. Besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/detik). Pengukuran debit sungai menjadi penting mengingat distribusi kecepatan aliran di dalam alur tidak sama secara horisontal dan vertikal. Adapun standar yang digunakan di Indonesia untuk pengukuran debit yaitu SNI 8066:2015. Beberapa metode pengukuran debit aliran sungai adalah: 1. Velocity area method 2. Float area method 3. Metode kontinyu Faktor yang dapat mempengaruhi debit air sungai, antara lain (Soebarkah, 1978): 1. Intensitas hujan 2. Kondisi geologi 3. Kondisi topografi 4. Keadaan Vegetasi
39
C. CARA KERJA
1.
Ukur temperatur awal fluida pada aliran sungai.
2.
Bentangkan tali/kabel pada penampang melintang sungai di lokasi yang ditentukan dengan merawas (tanpa bantuan wahana, pengukur langsung masuk ke sungai).
3.
Penampang sungai dibagi menjadi beberapa segmen dengan lebar tiap segmen sebesar 1 meter.
4.
Ukur kedalaman di tiap sisi segmen (Di (kedalaman sisi kiri) dan Dii (kedalaman sisi kanan) untuk penghitungan penampang saluran sungai) serta ukur pula kedalaman di tengah segmen (H) untuk pengukuran kecepatan aliran sungai. Buatlah profil penampang melintang sungai.
5.
Ukur kecepatan aliran dari dasar tiap segmen. Pengukuran kecepatan dilakukan di tengah segmen dengan metode 3 titik (BSN, 2015) yaitu, pada titik 0,2H; 0,6H; 0,8H (dilakukan triplo) dari dasar sungai dengan menggunakan propeller .
6.
Propeller dihadapkan ke arah arus sungai serta memperhatikan syarat:
a. Posisi berdiri pengukur harus berada di hilir alat pengukur dan tidak boleh menyebabkan berubahnya garis aliran pada jalur vertikal yang diukur. b. Posisi alat ukur harus berada di depan pengukur. (BSN, 2015) 7.
Atur alat baca putaran propeller dengan memutar tombol pada alat sesuai waktu yang diperlukan untuk 1 kali pembacaan putaran pada alat.
8.
Atur ketinggian propeller sesuai dengan titik kedalaman yang ingin ditinjau. Baca skala yang tertera pada alat ukur & lakukan pembacaan skala secara triplo (diperoleh data N).
9.
Mengukur kecepatan aliran sungai di permukaan (Vp) menggunakan tali sepanjang 1 m dengan bola terapung di ujungnya. Hitung waktu yang dibutuhkan oleh aliran sungai untuk meregangkan tali dan bola terapung. ( Float Area Method )
10. Ukur suhu akhir fluida pada aliran sungai.
40
D. TABEL DATA
Segmen (i) Titik Segmen Titik Tengah Segmen
1
2
3
4
5
ABC
CDE
EFG
GHI
IJK
B
D
F
H
J
6
7
KLM MNO L
N
Lebar Segmen (x, m) Kedalaman sisi kiri (Di,m) Kedalaman sisi kanan (Dii,m) Kedalaman titik tengah segmen (H,m) 0,2H 0,6H 0,8H v p
S (m)
(m/s)
t (detik)
vH
N0,2H
Putaran (R)
(m/s)
(rps)
Waktu (s)
N0,6H
Putaran (R)
(rps)
Waktu (s)
N0,8H
Putaran (R)
(rps)
Waktu (s)
*Catatan:
Keterangan:
v p
= kecepatan permukaan aliran sungai (m/s)
vH
= kecepatan aliran sungai tiap titik pantau (0,2H; 0,6H; 0,8H) (m/s)
N
= putaran propeller per satuan waktu (rps)
S
= panjang tali pada pengukuran kecepatan permukaan (m)
t
= waktu pada pengukuran kecepatan permukaan (detik)
R
= putaran propeller
s
= waktu yang diatur pada alat ukur debit aliran (detik) 41
x
= Lebar Segmen (m)
Di
= Kedalaman sisi kiri (m)
Dii
= Kedalaman sisi kanan (m)
H
= Kedalaman titik tengah segmen (m)
E. TABEL HASIL
Segmen (i) Titik Segmen Titik tengah segmen
1
2
3
4
5
6
7
ABC
CDE
EFG
GHI
IJK
KLM
MNO
B
D
F
H
J
L
N
Lebar Segmen (x, m) Jarak ke titik tengah segmen (x H, m) Kedalaman sisi kiri (Di, m) Kedalaman sisi kanan (Dii, m) Kedalaman di titik tengah (H, m) 0,2H 0,6H 0,8H m (m) A (m2) N0,2H (rps) N0,6H (rps) N0,8H (rps) Vp (m/s) V0,2H (m/s) V0,6H (m/s) V0,8H (m/s) Vr (m/s) Er 1 (%) Er 2 (%) Qsegmen (m3/s) Qtotal (m3/s) Atotal (m2) m total (m) 42
Segmen (i)
1
2
3
4
5
6
7
Rh (m) *catatan
Keterangan:
m
= panjang melintang sungai(m)
vr
= kecepatan rata - rata aliran sungai (m/s)
Er
= perhitungan error (%)
Q
= debit aliran sungai (m3/s)
Rh
= jari – jari hidrolis sungai (m)
xH
= jarak dari Di segmen 1 ke titik tengah tiap segmen (m)
F. PENGOLAHAN DATA
1. Kecepatan putaran propeller (N)
= ≤0,65 =0,2085×+0,030 0,65≤≤10,16 =0,2455×+0,006
2. Kecepatan tiap kedalaman tertentu dari dasar (vH)
(bergantung jenis propeller/ alat ukur debit yang digunakan) 3. Kecepatan rata-rata tiap segmen (vri)
=[(, +2 ,)+,] 12 = = 100 % dimana, = , +2 , = 100 % dimana, =0,6
4. Kecepatan permukaan tiap segmen (v pi)
5. Perhitungan Error (Er)
43
6. Luas tiap Segmen (Ai)
7. Debit tiap segmen (Qi)
8. Debit total (Qtotal)
9. Panjang Melintang (m)
10. Jari-jari hidrolis (R h)
=+2 . = × = + + +⋯+ = +. . = + ℎ=
G. GRAFIK
1. Penampang melintang sungai 2. Kecepatan terhadap kedalaman pada setiap segmen 3. Kecepatan aktual (v p & vr ) terhadap bentang sungai 4. Kontur distribusi kecepatan diseluruh penampang sungai (3D dan 2D)
H. ILUSTRASI
Gambar 1. Penampang Aliran Sungai
44
LAMPIRAN
45
Lampiran A. Format Cover Jurnal dan Nametag
2018
Gambar A.1 Format Cover Jurnal
Gambar A.2 Format Nametag Praktikan
46
