Laboratoriu Laboratorium m Hidrolik Hidrolikaa PNUP PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 PERCOBAAN 2 ALIRAN MELALUI PELUAP SEGITIGA ( V – NOTCH ) )
A. DASA DASAR R TEO TEORI RI
Peluap didefinisikan sebagai bukaan pada sala satu sisi kolam atau tangki seing seingga ga !at "air "air #biasan #biasan$a $a air% di dalam dalam kolam kolam tersebu tersebutt melimp melimpas as di atas peluap& Peluap ini serupa dengan lubang besar di mana ele'asi permukaan !at "air di sebela ulu lebi renda dari sisi atas lubang& Peluap dapat berbentuk persegi( empat #rectangular # rectangular nocth%) nocth%) segitiga #V#Vnocth% nocth% dll& dll& Peluap Peluap berfun berfungsi gsi untuk untuk mengi mengitun tung g besar besar debit debit $ang $ang mengal mengalir ir melalui peluap tersebut& *etiap *etiap tipe tipe peluap peluap masingmasing-masi masing ng mempun mempun$a $aii karakt karakteris eristik tik pengal pengaliran iran #koefisen%) #koefisen%) misaln$a koefisien kontraksi #+"%) koefisien koefisien ke"epatan #+'% dan koefi koefisie sien n debi debitt #+d% #+d%&& Pema Pemaka kaian ian nila nilai-n i-nil ilai ai koef koefisi isien en alira aliran n pada pada sebu sebua a form formul ulas asii peng penguk ukur uran an debi debitt dan dan dime dimens nsii bang bangun unan an umum umumn$ n$aa diam diambi bill berdasarkan asumsi& ,sumsi-asumsi ini didasarkan pada beberapa asil penguian para ilmu.an terdaulu terdaulu berdasarkan berdasarkan kondisi-kondisi kondisi-kondisi dari lokasi) lokasi) tipe) dimensi) dan teknologi teknologi alat $ang tersedia pada saat itu& aka dari itu diperlukan penguian-penguian $ang berkelanutan untuk mendapatkan nilai-nilai koefisien tersebut& Dengan menerapkan persamaan Bernaulli) maka dapat dituliskan debit $ang melimpa adala 0 Ke"epatan melalui pias adala 0 V = √ 2. 2. g . h &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&1% &&&&1% Luas pias setinggi dh 0 dh 0 A = b.dh &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&2% &&&&&&&&&&2% Lebar b tergantung dari dan sudut 0 b =2 ( H −h ) tan
θ 2
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&3% &&&&&&&&&&&&&&&3%
Debit pias d adala 0 dQ =V .b. dh &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&4% &&&4% 5urusan 6eknik 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
14
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 1
dQ = √ 2 g . h 2 .2 ( H −h ) tan
(
θ
2
1
dQ = 2. √ 2 g . tan . Hh 2
θ
2
. dh 3
−h
2
) . dh
Integrasi 7 8 ingga 7 H 0 Q =2. √ 2 g . tan
Q =2. √ 2 g . tan
θ 2
θ 2
H
(
1
3
)
.∫ Hh − h 2 .dh 2
0
.
[
2 3
3
2
5
Hh 2 − h 2 5
]
H
0
Debit teoritis 0 Q=
8 15
. √ 2 g . tan
θ
5
. H 2 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&9% 2
Debit real 0 Q =Cd .
8 15
. √ 2 g . tan
θ
5
. H 2 &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&:% 2
Dimana 0 7 debit $ang melimpa #m3/detik% +d 7 Koefisien debit b 7 lebar pelimpa #m% H 7 tinggi air meluap #m% ; 7 sudut bukaan pelimpa g 7 per"epatan gra'itasi #<&=1 m/detik 2% B. ALAT DAN BAHAN
1& Bak penampungan air #$drauli" Ben"% 2& Peluap segitiga 3& ,lat ukur tinggi muka air/taraf muka air 4& Karet lilin #Plastesin% 9& *top.at"
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
19
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4
C. LANGKAH KERJA
1& emasang pintu peluap segitiga padau ung bak lalu ken"angkan baut-baut penaan dan pasangkan lem lilin pada "ela pintu peluap dengan terlebi daulu mengukur ukuran lebar #b% dan tinggi # H % peluap segi empat& 2& enalankan mesin pompa dan buka katup pemasukan) ingga men"apai batas dasar pintu peluap& 3& Kemudian katup ditutup dan mesin pompa dimatikan seenak ingga permukaan air seaar dengan dasar bukaan atau tidak teradi pelimpaan lagi& 4& emasang alat ukur tinggi air) kemudian setting alat tersebut seaar dengan muka air pada angka nol dan tetapkan sebagai dasar pengukuran #nol ketinggian%& 9& Kemudian alankan mesin pompa lalu buka katup pemasukan ingga teradi peluapan di pintu peluap dengan memulai ketinggian tertentu& :& en"atat tinggi air $ang meluap di pintu peluap sebagai H & >& engitung debit#% $ang terlebi daulu) lalu tentukan 'olume air #?% $ang diinginkan) kemudian "atat .aktu #6% $ang dibutukan untuk men"apai 'olume $ang suda ditentukan& =& Langka no&9 ingga no& > diulangi dengan menamba ketinggian dengan membuka katup se"ara perlaan-laan untuk beberapa 'ariasi ketinggian H &
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
1:
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4
D. DATA HASIL PERCOBAAN
Gambar 2.1 Peluap segitiga (Vee Notch)
Tabel 2.1 Data Pengamatan Peluap egitiga H
?
#mm%
#liter%
6 #detik%
No& 61
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
62
63
6rata-rata
1>
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 1
18&9
2
49&2
4:&1
41&9
44&2:>
2
1<&8
2
2<&:
2<&>
32&=
38&>88
3
22&2
2
1:&2
11&3
1=&1
19&288
4
2<&8
2
11&<
11&4
13&9
12&2:>
9
38&9
2
18&9
<&<
11&2
18&933
umber !Hasil perhitungan dan percobaan di laboratorium
E. ANALISA PERHITUNGAN
1& Peritungan Debit #% @umus 0 Q=
V T
umber ! "ambang Triatmod#o$ 1%%&$ Hidrauli'a $ "eta **set$ +og,a'arta.
Dimana 0 7 Debit air #m3/detik% ? 7 ?olume #m3% 6 7 Aaktu #detik% Pen$elesaian 0 -=
8)882 44&2:>
7 8&888849
m/dtk&
Tabel 2.2 Perhitungan Debit ( )
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
1=
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4
H
No&
V
T rata - rata # detik %
#mm%
#m%
Liter
m3
# m3 / dtk %
1
18&9
8&8189
2
8&882
44&2:>
8&888849
2
1<&8
8&81<8
2
8&882
38&>88
8&8888:9
3
22&2
8&8222
2
8&882
19&288
8&888132
4
2<&8
8&82<8
2
8&882
12&2:>
8&8881:3
9
38&9
8&8389
2
8&882
18&933
8&8881<
umber !Hasil perhitungan dan percobaan di laboratorium
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 5 .050 10 .0 50 15.05 0 20.05 0 25.050 3 0.05 0 35.0 50 40 .050 4 5.05 0 50 .0 50
6
Gambar 2.2 Gra*i' hubungan T rata-rata (T) dengan Debit ()
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
1<
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0.0050
0.0100
0.0150
0.0200
0.0250
0.0300
0.0350
H
Gambar 2.& Gra*i' hubungan Tinggi mu'a air (H) dengan Debit ()
2& Peritungan Koefisien debit # +d %
Q =Cd .
8 15
. √ 2 g . tan
θ 2
5
. H 2
umber ! "ambang Triatmod#o$ 1%%&$ Hidrauli'a $ "eta **set$ +og,a'arta.
Cd
=
15 . Q 8 . √ 2 g . tan
θ 2
5
. H 2
Dimana 0 g 7 <&=1 m/detik 2 7 :1 8 1d =
19 /0 = / 2 g / tan /H 9 . 2 2
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
28
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 1d 1 =
19 /8)888849 :1 = / 2 /<)=1 /tg & /8)8189 9 / 2 2
7 2&=:3 Untuk asil peritungan Koefisien Debit selanutn$a dapat diliat pada tabel diba.a ini Tabel 2.& Perhitungan oe*isien Debit (d) (m3dt')
No&
H d 4m
4
1&
8&888849
18&9
8&8189
2&=:3
2&
8&8888:9
1<&8
8&81<8
8&<3<
3&
8&888132
22&2
8&8222
1&2<2
4&
8&8881:3
2<&8
8&82<8
8&=1=
9&
8&8881<8
38&9
8&8389
8&=41
umber !Hasil perhitungan dan percobaan di laboratorium
3& Peritungan Hubungan antara Debit #% dan Koefisien Debit #+d% Tabel 2.5 Hubungan antara Debit () dan oe*isien Debit (d) No&
C
+d
+d&
1&
8&888849
8&88888888284
2&=:3
8&88812==
2&
8&8888:9
8&88888888424
8&<3<
8&8888:18
3&
8&888132
8&88888881>31
1&2<2
8&8881>89
4&
8&8881:3
8&88888882:9=
8&=1=
8&8881333
9&
8&8881<8
8&88888883:89
8&=41
8&88819<=
8&888:939 umber ! Hasil perhitungan dan percobaan di laboratorium
8&8889<9
8&8888888=:22
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
:&>93
21
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4
Persamaan regresi ubungan antara Debit#% dengan Koefisien debit#+d%
a=
a=
+d 7 a& E b n& ∑#-&1 d % − ∑ -& ∑ 1 d 2 2 n& ∑ - − #∑ - %
9&8&888:939 − 8&8889<9&:&>93 9&8&8888888=:22 − 8&8889<9 2
7 -<:9=&2 2
b=
b=
∑ 1 d & ∑ - − ∑ -& ∑#-&1 d %
n& ∑ - 2 − #∑ -% 2
:&>93&8&8888888=:22 − 8&8889<9&8&888:939 9&8&8888888=:22 − 8&8889<9 2
7 2&4<<< 5adi persamaan regresi untuk grafik ubungan antara debit#% dengan Koefisien Debit#+d% adala 0 +d 7 a E b +d 7 -<:9=&2 E 2&4<<<
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
22
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 3.5
3
2.5
2
f(x) = - 9658.19x + 2.5 R² = 0.48
Koei!ie" Debit (C#) 1.5
1
0.5
0 0
0
0
0
0
0
0
0
0
Debit Air (Q)
Gambar 2.5 Gra*i' hubungan antara Debit () dengan oe*isien debit(d)
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
23
0
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 5. Peritungan Hubungan antara 6inggi uka ,ir #H% dan Koefisie n Debit #+d% Tabel 2.6. Hubungan antara tinggi 4u'a 7ir ( H ) dan oe*isien Debit d ) H
No&
(
HC
+d
+dFH
8&8189
8&8881183
2&=:3
8&8388:
1<&8
8&81<8
8&8883:18
8&<3<
8&81>=4
3&
22&2
8&8222
8&8884<2=
1&2<2
8&82=:=
4&
2<&8
8&82<8
8&888=418
8&=1=
8&823>2
9&
38&9
8&8389
8&888<383
8&=41
8&829:9
111&2
8&1112
8&882>393
:&>93
8&129<:
m
m
1&
18&9
2&
umber ! Hasil perhitungan dan percobaan di laboratorium
Persamaan regresi ubungan antara 6inggi uka ,ir # H % dengan Koefisien Debit # +d %&
a=
a=
d 8 a.H 9 b n& ∑# H &1d % − ∑ H & ∑ 1d n& ∑ H 2 − # ∑ H % 2
9&8&129<: − 8)1112&:&>93 9&8)8882>393 − 8)8&1112 2
7 -<2&3=<
b=
b=
∑ 1d & ∑ H 2 − ∑ H & ∑ # H &1d %
n& ∑ H 2 − # ∑ H % 2
:&>93&8)8882>393 − 8)81112&8&129<: 9&8)8882>393 − 8)81112 2
7 3&4893 5adi persamaan regresi untuk grafik ubungan antara 6inggi muka air#H% dengan Koefisien Debit#+d% adala 0 +d 7 a H E b +d 7 -<2&3=< H E 3&4893
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
24
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 3.5
3
2.5
f(x) = - 92.39x + 3.41 R² = 0.75 2
Koei!ie" Debit (C#) 1.5
1
0.5
0 0.0050
0.0100
0.0150
0.0200
0.0250
0.0300
0.0350
Ti"$$i M%&' Air (H)
Gambar 2.6 Gra*i' hubungan Tinggi mu'a air (H) dan oe*isien debit (d)
. KESIMPULAN
Dari asil per"obaan) kami dapat men$impulkan ba.a 0 1. Berdasarkan grafik ubungan antara Debit #% dengan Koefisien debit
maka dapat diketaui ba.a semakin tinggi nilai Debit #% maka 5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
29
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 Koefisien debit #+d% semakin renda& Persamaan regresi untuk grafik ubungan antara Debit #% dengan Koefisien debit #+d%) $aitu Cd = -9658.2 Q + 2.4999 $ dan R² = 0.4826
2. Berdasarkan grafik ubungan antara tinggi muka air #H% dengan
Kofisien debit #+d% maka dapat diketaui ba.a semakin tinggi muka air #H% maka Koefisien debit #+d% semakin renda& Persamaan regresi untuk grafik ubungan antara tinggi muka air #H% dengan Koefisien debit #+d%) $aitu Cd = -92.389 H + 3.4053 $ dan R² = 0.7453
G.
DOKUMENTASI Pere"$&'*'"
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
2:
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4
7lat :'ur Tinggi 4u'a 7ir
H,draulics "ench
Peluap egitiga
to ;atc
L'"$&'+ Ker,'
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
2>
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4
4enambah Volume 7ir
4enutup atup
5urusan 6eknik *ipil # D4 5asa Konstruksi *ipil %
4enghitung Tinggi 4u'a 7ir
4encatat
2=