![Laporan Praktikum Pengaliran Kelompok 4 - 6 [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/laporan-praktikum-pengaliran-kelompok-4-6.jpg)
11 0 2 MB
LAPORAN PRAKTIKUM PENGALIRAN Dosen Pembimbing : Agus Muldiyanto, ST, MT. Asisten Laboratorium : Adelia Nurul, K., ST.
Disusun oleh: Kelompok 4 Deni Nurhandi Susanto
C.111.190046
Surya Dewanto
C.111.19.0047
Herjuno Parahita
C.111.19.0048
Viki Maulana Prastya
C.111.19.0049
Nicky Areta Tiaraningtyas
C.111.19.0050
Nadira Intan Dirgantoyo
C.111.19.0051
Bagas Danar Warih
C.111.19.0052
Abdul Aziz
C.111.19.0053
Aldino Ragil Caesar
C.111.19.0054
Muhammad Afan Tri.J
C.111.19.0055
Wahyu Khoirul Umar
C.111.19.0056
Muhammad Kiki Syahnakri
C.111.19.0070
Tegar Andika Saputro
C.111.19.0212
Muhammad Sarifudin
C.111.19.0215
YAYASAN ALUMNI UNIVERSITAS DIPONEGORO FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS SEMARANG 2021 Kelompok IV | Laporan Pengaliran
1
BAB I PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang Pekerjaan teknik sipil mencakupdalam banyak aspek, salah satunya adalah mencakup aspek alam. Tanah, angin, air adalah beberapa macam hal yang menjadi perhatian dalam pekerjaan teknik sipil. Air memiliki aspek yang luas untuk di bahas tetapi lebih di dalam lagi adalah sistem pengaliran. Guna mempelajari ini maka dalam Program Studi Teknik Sipil Universitas Semarang terdapat Mata Kuliah Praktikum Pengaliran yang bertujuan agar mahasiswa mengetahui perilaku air dalam aliran pada suatu saluran. Aliran pada suatu saluran dapat berupaa lairan terbuka (Open Channel Flow) dan aliran tertutup (Pipe Flow). Kedua jenis aliran tersebut sama dalam banyak hal namun beberapa hal penting ada perbedaan. Aliran terbuka harus mempunyai permukaan bebas (Free Surface),sedangkan aliran dalam saluran tertutup tidak mempunyai permukaan bebas karena air harus mengisi saluran – saluran yang tersedia.
B.
Tujuan 1.
Tujuan Umum a. Saluran Tertutup Memberikan visualisasi pada mahasiswa akan fenomena – fenomena dalam aliranjaringan pipa secara lebih nyata. Mempelajari pengaruh – pengaruh dari kehilangan energi akibat gesekan sepanjang aliran di dalam pipa, perubahan luas penampang pipa, belokan pipa dan katup. Mempelajari pengaruh dari looping network pada debit aliran. Mempelajari untuk kerja (Perfermance) dan kelakuan (Behavior) hidrolika aliran pada jaringan pipa akibat dari pengaruh – pengaruh kehilangan energi dan looping di atas.
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
2
b. Saluran Terbuka Menentukan dabit aliran baik secara langsung maupun tidak langsung. Membiasakan menggunakan alat ukur debit saluran terbuka. Mengenal tinggi tekanan pada saluran. Mengenal geseran pada ambang. Mengetahui kecepatan aliran untuk masing – masing waktu yang berbeda. Mengukur kecepatan aliran pada saluran terbuka.
2.
Tujuan Khusus a. Saluran Tertutup Aliran air pada saluran tertutup, air yang mengalir di dalamnya di batasi oleh dinding – dinding dan tekanan terhadap dinding akan sama besar. Kecepatan alirandi perbatasan dengan dinding akan kecil karena gesekan – gesakan di atas. Jika gaya mendorong menambah cepatnya aliran di tahan oleh gaya gesek tekanan pada dinding, maka gaya yang menahan karena kehilangan energi karena zat cair satu sama lain saling berbenturan. Selain kehilangan energi akibat gesekan dari pipa, terjadi pula kehilangan akibat sambungan pipa dengan tangki, sambungan antar pipa, kontraksi tiba – tiba (penyempitan dan pembesaran), belokan yang menyebabkan adanya turbulensi dan dapat juga terjadi jika air harus melalui katub (kran). Kehilangan energi ini disebut energi minor. b. Saluran Terbuka Pada saluran terbuka permukaan air mengalir bebas, tekanan yang terjadi pada permukaan air adalah aliran udara yang arahnya tegak lurus terhadap permukaan air (Ma). Dibawah dan di sisinya dengan bidang dinding dimana air mengalami gesekan dengan udara dapat diabaikan. Karena gesekan itu maka tekanan udara pada tiap titik tidak sama. Oleh karena itu untuk memudahkan perhitungan kecepatan maka diambil kecepatan rata-rata.
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
3
C.
Tempat dan Waktu Praktikum Praktikum dilaksanakan di Laboratorium Pengaliran Fakultas Teknik Universitas Semarang.
D.
Jenis Praktikum Praktikum yang dilaksanakan adalah percobaan aliran dalam jaringan pipa (Saluran Tertutup) dan percobaan aliran pada saluran terbuka.
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
4
BAB II PERCOBAAN ALIRAN DALAM SALURAN
A.
Tujuan 1.
Memberikan visualisasi pada mahasiswa akan fenomena dalam aliran jaringan pipa secaralebih nyata.
2.
Mempelajari pengaruh dari kehilangan energi akibat gesekan sepanjang aliran di dalam pipa, perubahan luas penampang pipa, belokan pipa dan katup/kran.
3.
Mempelajari pengaruh dari looping network pada debit aliran.
4.
Mempelajari untuk kerja (Performance) dan kelakuan (Behavior) hidrologi aliran pada jaringan pipa akibat dari pengaruh kehilangan energi dan looping.
B.
Peralatan dan Perlengkapan 1.
Instalasi pompa beserta instalasi aliran balik ( Feedback Flow )
2.
Model aliran di saluran tertutup dalam bentuk jaringan pipa ( Pipe Network ) dan deskripsi model
C.
3.
Papan pengukur kehilangan tekanan / manometer
4.
Stopwatch
5.
Ember
6.
Literan Air
7.
Alat Tulis
Bagian – Bagian Alat Bagian-bagian dari pipe flow appararus (alat ukur kehilangan energi aliran dalam pipa). Alat pengukur kehilangan energi dalam pipa ini terdiri dari beberapa macam bagian antara lain: pipa PVC Wafin dengan diameter 2”, diameter 1” dan diameter 0,5”. Disamping itu juga digunakan fitting antara lain: Sok, Tee, Sock drat, ball valve kitz dan stop kran, merk Onda. Maka dapat diuraikan bagian-bagian dari model pipa flow apparatus sebagai berikut: 1.
Pipa A mempunyai diameter 2” dengan permukaan bagian dalam pipa halus.
2.
Pipa B mempunyai diameter 2” dengan permukaan bagian dalam pipa kasar dengan cara di lapisi pasir kwarsa. Kelompok IV | Laporan Pengaliran
5
3.
Pipa C mempunyai diameter 1” dengan permukaan bagian dalam halus.
4.
Pipa D mempunyai diameter 1” dengan permukaan bagian dalam kasar dengan cara di lapisi pasir kwarsa.
5.
Pipa E mempunyai diameter 0,5” dengan permukaan bagian dalam halus.
6.
Pipa F mempunyai diameter 0,5” dengan permukaan bagian dalam kasar dengan cara di lapisi pasir kwarsa.
7.
Katup yang dipakai ball valve berdiameter 0,5”, 1” , dan 2“.
8.
Titik – titik penempatan selang menometer berjumlah 24 titik yang diberi nomor secara berurutan.
D.
Penggunaan Alat Prinsip simulasi aliran air dalam pipa baik loop maupun tidak pada model pipe flow apparatus ini, adalah membuat variasi jenis kekasaran pipa sehingga dapat dilihat perbedaan kehilangan energi aliran pipa yang disebabkan oleh gesekan atau friksi dengan dinding pipa (kehilangan energi utama). Disamping itu kehilangan energi, selain karena gesekan juga karena harus membelok sehingga terjadi turbulensi. Kehilangan energi aliran didalam pipa ini dapat dilihat pada bagian papan manometer, sehingga kehilangan energi aliran didalam pipa baik kerana gesekan, belokan, penyempitan, pembesaran dan katup dapat dilihat pada papan manometer. Oleh karena itu titik – titik pengukuran di pasang dengan berbagai kondisi. Untuk mengetahui kehilangan energi aliran didalam pipa karena gesekan dengan pipa maka selang manometer diletakkan di ujung-ujung pipa halus atau kasar, sedangkan untuk mengetahui kehilangan energi aliran didalam pipa karena belokan maka manometer di pasangkan pada titik – titik sebelum reducer. Adapun titik – titik lubang pada pipa untuk menancapkan selang manometer terdiri dari 26 titik yang diberi nomor berurutan. Sehingga pada waktu simulasi ujung selang manometer terpasang dengan baik yang tersambung ke pipa maupun papan manometer. Dari jaringan pipa yang ada kita buat variasi pembuka katup pada diameter pipa yang akan kita pilih, baik itu katup yang terletak pada pipa maupun stop kran pada tiap ujung pipa yang berbeda diameternya, sehingga dihasilkan debit yang berbeda yang keluar dari setiap stop kran. Untuk lebih jelasnya akan diberikan berbagai uraian contoh simulasi yang bertujuan mencari kehilangan energi aliran didalam pipa akibat gesekan dengan dinding pipa, belokan pipa, penyempitan atau pelebaran maupun pemasangan katup. Kelompok IV | Laporan Pengaliran
6
1. Simulasi dengan tujuan mencari kehilangan energi aliran didalam pipa karena gesekan. Untuk simulasi ini air dialirkan melalui pipa diameter 1” yang permukaan bagian dalam pipa dibuat kasar. Pada simulasi ini semua debit air yang mengalir ke jaringan dikeluarkan melalui kran no.3, ball valve yang dibuka hanya sepanjang pipa yang melalui aliran air, sedangkan aliran ke pipa diameter 2” dan diameter 0,5” ditutup. Untuk selang manometer dipasang pada titik disepanjang pipa 1” (kasa) yaitu pada titik no.11 dan no.12.
2. Simulasi dengan tujuan mencari kehilangan energi karena belokan pada pipa. Untuk simulasi aliran air dialirkan melalui belokan 90º yang terletak pada belokan pipa berdiameter 0,5”. Ujung – ujung selang manometer diletakkan pada titik – titik pengukur yaitu pada titik no.19 dan titik no.20.
3. Simulasi dengan tujuan mencari kehilangan energi aliran karena penyempitan atau pelebaran ( Reducer ). Untuk simulasi ini air dialirkan melalui pipa berdiameter 0,5” (Kasar) yang sebelumnya dilewatkan melalui katup – katup, juga dilewatkan melalui reducer dari pipa berdiameter 2”. Untuk selang manometer diletekkan pada titik – titik sebelum reducer maupun sesudah reducer. Air dikeluarkan ke bak sirkulasi melalui kran no 4.
4. Simulasi dengan tujuan mencari kehilangan energi karena pemasangan ball valve ( Katup). Untuk simulasi ini aliran air dialirkan melalui pipa berdiameter 1”, kemudian dialirkan menuju pipa berdiameter 0,5” yang permukaan bagian dalamnya halus, tetapi sebelumnya dilewatkan melalui katup (ball valve) berdiameter 1”. Untuk selang manometer diletakkan pada titik – titik sebelum maupun sesudah ball valve yaitu pada titik no.6 dan titik no.7, air yang mengalir semua dialirkan ke stop kran no.2. Simulasi ini dapat dibuat dengan variasi bukaan yang berbeda pada stop kran agar berbeda tekanan yang relatif.
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
7
E.
Landasan Teori Pipe flow apperatus (alat ukur kehilangan tenaga pada pipa) merupakan alat yang digunakan
untuk
melakukan
simulasi
dengan
variasi
aliran
dalam
pipa.
Pengoperasiannya dilakukan dengan membuka dan menutup katup yang telah dipasang, sehingga beda tinggi energi yang terjadi pada beberapa pengukuran dapat terukur atau terlhat pada papan manometer. Berkurangnya energi atau tinggi tekanan merupakan fungsi debit, panjang pipa, diameter pipa dan koefisien gesek pipa yang disebut kehilangan energi mayor, secara sistematis dapat ditulis sebagai Darcy-Weisbach : hF = 8f ( LQ2 : D2π2g ) dimana : h = kehilangan energi atau tekanan ( mayor atau utama xm ) Q = debit pipa ( m3 / dt ) F = koefisien gesek L = panjang pipa (m) D = diameter (m) g = percepatan gravitasi bumi ( m / dt 2 )
Minor Losses Mayor Losses Minor Losses
a. Gambar 1. Aliran dalam pipa dan kehilangan energi mayor maupun minor.
Gambar diatas menunjukkan kehilangan energi di tunjukkan oleh posisi titik-titik yang membentuk garis yang disebut EGL ( Energi Grade Line ). Energi awal adalah setinggi muka air, kemudian turun sepanjang aliran dan akhirnya minimum di ujung pipa. Tinggi tekanan energi diukur dari suatu datum tertentu. Datum adalah garis atau Kelompok IV | Laporan Pengaliran
8
bidang horizontal (datar) yang dapat dipilih sesuka kita. Selain garis energi, terdapat pula garis HGL (Hydrolic Grade Line) yang merupakan garis yang menunjukkan tekanan air di setiap titik yang ditinjau. Perbedaan tinggi antara EGL dan HGL adalah V2/2g. Selain kehilangan energi akibat gesekan dengan pipa terjadi pula kehilangan energi akibat sambungan pipa dengan tangki dan pada saat air keluar dari pipa. Pada saat air mulai masuk pipa EGL turun tajam walupun dalam kualitas yang tidak begitu besar. Kehilangan energi ini disebut kehilangan energi minor. Kehilangan energi minor dapat disebabkan oleh sambungan antar pipa, konstruksi tiba-tiba ( penyempitan dan pembesaran ), dan belokan yang menyebabkan adanya turbulensi. Kehilangan energi minor juga dapat terjadi jika air harus melalui katup (kran). Seperti diketahui, katup mengganggu aliran sehingga dapat mengurangi atau bahkan menghentikan sama sekali. Walaupun disebut minor, kehilangan ditempattempat tersebut mungkin saja jauh lebih besar dibanding dengan kehilangan energi akibat gesekan dengan pipa. Dengan demikian energi tersebut harus diperhatikan dalam perhitungan. Kehilangan energi minor dapat dirumuskan sebagai berikut : 𝑄2
𝑉2
ℎ𝑓 = 𝑘 2𝐴2 𝑔atauℎ𝑓 = 𝑘 2𝑔
Dengan : K = koefisien kehilangan energi minor V = Kecepatan air A = Luas penampang g = percepatan gravitasi bumi
Koefisien K bervariasi tergantung pada bentuk fisik bangunan, penyempitan katup dan sebagainya. Harga K ini (selain katup) biasanya berkisar antara 0 s/d 1. Harga K fitting sangat variatif, tergantung pada berbagai faktor. Selain pengaruh manusia (man work) terutama dalam pelaksanaan penyambungan pipa kadang sangat berpengaruh terhadap kehilangan tenaga pada fitting, terutama untuk berbagai macam sambungan. Pipa telah direncanakan dan diproduksi oleh pabrik dengan memperhitungkan kehilangan energi yang sekecil-kecilnya. Misalnya penyambungan pipa dibuat dengan ukuran diameter yang tepat dapat mengakomodasi diameter luar pipa yang akan disambung dan panjang pipa yang masuk kedalam sambungan tertentu. Jika yang Kelompok IV | Laporan Pengaliran
9
menyambung tidak memasukkan pipa yang akan disambung secara sempurna sesuai yang dimaksud oleh pipa pabrik, maka akan terjadi ekspansi tiba-tiba pada sambungan tersebut beberapa kali sehingga menambah kehilangan energi. Gambar tentang hal tersebut dapat dilihat pada gambar 1. Sulit kiranya untuk menguji harga K untuk setiap bentuk belokan dan katup yang akan dipakai dalam jaringan penyedia air. Biasanya jenis-jenis belokan yang digunakan sudah baku sehingga pengujian koefisien tidak terlalu banyak. Katup berbeda dengan belokan dan penyempitan (perubahan diameter pipa). Katup dapat diukur menutup dan membuka, yang berarti mengubah diameter pipa secara variatif. Dengan demikian kehilangan energi yang disebabkan oleh katup sangat variatif, atau K sangat bervariasi tergantung pada posisi katup. Pada hakikatnya harga K katup dapat berkisar antara 0 hingga tak terhingga.
Penyempitan
Kejadian fisik pada fitting ditunjukkan seperti gambar 2 dibawah ini :
Ekspansi
b. Gambar 2. Turbulensi pada fitting yang menyebabkan kehilangan energi minor.
Tangki untuk simulasi ini nantinya terletak pada elevasi 3 m dari lantai, sedangkan untuk jaringan pipa elevasinya 1 m diatas lantai terletak diatas meja yang berfungsi sebagai tempat perletakkan pipa. Diharapkan dengan perbedaan elevasi sekitar 2 m ini akan dihasilkan perbedaan tekanan relative pada node di sepanjang pipa yang tidak terlalu tinggi.
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
10
Alat – alat lain yang digunakan untuk simulasi selain yang sudah disebutkan sebelumnya adalah pompa untuk menaikkan air ke tangki dan bak air untuk menampung air yang keluar dari kran sehingga dapat dipakai kembali untuk mengisi tangki dengan mempergunakan pompa. F.
Langkah Kerja 1.
Jalankan mesin pompa air untuk mengisi bak air (reservoir).
2.
Buka kran air yang menghubungkan jaringan pipa percobaan.
3.
Biarkan air terlebih dahulu air mengalir dengan stabil dengan membuka semua kran pembuang yang ada di ujung.
4.
Tutup kran dengan yang ada pada pipa dengan diameter 1” dan berdiameter 0.5”.
5.
Buka selang penutup yang ada di titik 1, 2, 3, dan 4 biarkan air mengalir terlebih dahulu untuk menghilangkan gelembung udara yang ada didalam pipa.
6.
Bila tidak ada gelembung pada selang 1, 2, 3, dan 4 dihubungkan dengan papan manometer, biarkan sebentar agar tekanan air bisa stabil terlebih dahulu, baru setelah stabil baca ukuran yang ada dipapan manometer, diperoleh tinggi tekanan untuk titik nomor 1 = 152 cm, titik no 2 = 151,8 cm, titik no 3 = 151,7 cm, titik no 4 = 151,6 cm.
7.
Berikutnya kita pindahkan ke selang plastik yang menghubungkan titik no 5, 6, 7, dan 8, tutup terlebih dahulu slang dari titik no 1, 2, 3, dan 4, lalu buka selang titik no 5, 6, 7, dan 8 biarkan air mengalir terlebih dahulu untuk menghilangkan gelembung udara yang ada di selang plastik tersebut.
8.
Bila sudah tidak ada gelembung titik selang 5, 6, 7, dan 8 dihubungkan dengan papan manometer, biarkan sebenta agar tekanan air tidak bisa stabil terlebih dahulu, baru setelah stabil baca ukuran masing-masing titik selang pipa tersebut dengan jalan membaca ukuran yang ada dipapan manometer, diperoleh tinggi tekanan untuk titik no 5 = 111,8 cm, titik no 6 = 111,5 cm, titik no 7 = 111,3 cm, titik no 8 = 110,9 cm.
9.
Langkah selanjutnya, mengukur debit air yang keluar dari pipa.
10. Persiapkan peralatan ember, literan dan stopwatch. 11. Dengan bersamaan menekan stopwatch diletakkan pada saluran air pembuang, ditunggu sampai air yang ada diember penuh dan stopwatch dimatikan serta pindahkan ember, setelah diukur diperoleh data pada pipa halus berdiameter 2” = 5,4 liter/20 detik , dan pada pipa kasar berdiameter 2” = 6,5 liter/20 detik. Kelompok IV | Laporan Pengaliran
11
12. Berikutnya kita pindah ke selang plastik yang menghubungkan titik no 9, 10, 11, dan 12, tutup terlebih dahulu selang dari titik no. 5, 6, 7, dan 8, lalu buka selang titik no 9, 10, 11, dan12 biarkan air mengalirkan terlebih dahulu untuk menghilangkan gelembung udara yang ada di selang plastik tersebut. 13. Bila sudah tidak ada gelembung titik selang 9, 10, 11, dan 12 dihubungkan dengan papan manometer, biarkan sebentar agar tekanan air bisa stabil terlebih dahulu, baru setelah stabil baca ukuran masing-masing titik selang pipa tersebut dengan jalan membaca ukuran yang ada di papan manometer, diperoleh tinggi tekanan untuk titik no 9 = 111,4 cm, titik no 10 = 111,1 cm, titik no 11 = 110,8 cm, titik no 12 = 110,6 cm. 14. Berikutnya kita pindahkan ke slang plastic yang menghubungkan titik-titik.biarkan air mengalir terlebih dahulu untuk menghilangkan gelembung udara yang ada di slang plastik tersebut. 15. Bila sudah tidak ada gelembung titik-titik slang 13, 14, dan 15 dihubungkan dengan papan manometer, biarkan sebentar agar tekanan air bisa stabil terlebih dahulu, baru setelah stabil baca ukuran yang ada dipapan manometer, diperoleh tinggi tekanan untuk titik no. 13 = 78,4 cm, titik no.14 = 78,1 cm, titik no. 15 = 77,5 cm. 16. Ukur debit air yang keluar dari pipa.Siapkanember, literan dan stopwatch. 17. Dengan bersamaan menekan tombol stopwatch ember diletakkan pada saluran air pembuang, ditunggu sampai air yang ada di ember penuh stopwatch dimatikan dan ember di pindah, setelah di ukur diperoleh data pada pipa halus berdiameter 1” = 3,8 liter/90 detik dan pada pipa kasar berdiameter 1” = 7,59 liter/90 detik. 18. Berikutnya kita pindahkan ke slang plastik yang menghubungkan titik-titik no.18, 19, dan 20, tutup terlebih dahulu slang dari titik no. 13, 14, dan 15, lalu buka slang titik no 18, 19, dan 20 biarkan air mengalir terlebih dahulu untuk menghilangkan gelembung udara di plastik tersebut. 19. Bila sudah tidak ada gelembung titik-titik slang no 18, 19 dan 20 dihubungkan dengan papan manometer, biarkan sebentar agar tekanan air bisa stabil terlebih dahulu, baru setelah stabil baca ukuran yang ada dipapan manometer, diperoleh tinggi tekanan untuk titik no. 18 = 76,8cm, titik no 19 = 77,8 cm, dan titik no 20 = 77,4 cm. 20. Berikutnya kita pindahkan ke slang plastik yang menghubungkan titik-titik no.22, dan 24, tutup terlebih dahulu slang dari titik no. 18, 19, dan 20, lalu buka slang no. Kelompok IV | Laporan Pengaliran
12
22 dan 24, biarkan air mengalir terlebih dahulu untuk menghilangkan gelembung udara di plastik tersebut. 21. Bila sudah tidak ada gelembung titik-titik slang no. 22 dan 24 dihubungkan dengan papan manometer, biarkan sebentar agar tekanan air bisa stabil terlebih dahulu, baru setelah stabil baca ukuran yang ada dipapan manometer, diperoleh tinggi tekanan untuk 24 = 75,9 cm. 22. Ukur debit air yang keluar dari pipa. Siapkanliteran, ember dan stopwatch. 23. Dengan bersamaan menekan tombol stopwatch ember diletakkan pada saluran air pembuang, ditunggu sampai air yang ada di ember penuh stopwatch dimatikan dan ember di pindah, setelah di ukur diperoleh data pada pipa halus berdiameter 0,5” = 4,7 liter/ 90 detik, dan pada pipa kasar berdiameter 0,5”= 6 liter/90 detik. 24. Setelah selesai semua bersihkan tempat dan peralatan, simpan peralatanditempat semula dan menghitung debi air pada masing-masing pipa.
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
13
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
14
G.
Hasil Percobaan 1. Percobaan I
2.
3.
Nama
Volume ( Liter )
Waktu ( Detik )
Debit ( Liter/Detik )
Kran A
5,1
24,70
0,206
Kran B
5,44
32,98
0,165
Titik
1
2
3
4
( cm )
149,3
149,0
148,6
148,4
Percobaan II Nama
Volume ( Liter )
Waktu ( Detik )
Debit ( Liter/Detik )
Kran C
1,640
60
0,027
Kran D
1,900
60
0,032
Titik
5
6
7
8
9
10
11
12
( cm )
95,7
95,4
95,0
94,8
83,4
83,2
83,1
83,0
Percobaan III Nama
Volume ( Liter )
Waktu ( Detik )
Debit ( Liter/Detik )
Kran E
1,860
60
0,031
Kran F
1,700
60
0,028
Titik
13
14
15
18
19
20
21
24
( cm )
47,5
47,3
46,5
46,3
58,6
58,5
58,4
58,3
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
15
H.
Perhitungan Aliran Dalam Jaringan Pipa 1.
Kehilangan energi dalam pipa karena gesekan pada pipa : a. Percobaan I 1) Pipa halus Ø 2” (1 – 2) Qa1 = 0,206 x 10-³ m³/dt hf = 149,3 cm – 149,0cm = 0,3cm = 0,003 m L = 160 cm = 1,60 m D = 5,465 cm = 0,05465 m V =
Qa A
=1 4
𝐿
Qa π D²
=1 4
0,206 𝑥 10¯³ 𝑥 3,14 𝑥 0,05465²
= 0,088 m/dt
𝑉²
hf = f x 𝐷 x 2𝑔 1,60
0,088²
0,003 = f x 0,05465 x 2 𝑥 9,81 0,003 = f x 0,0115 fa =
0,003 0,0115
= 0,260
2) Pipa kasar Ø 2” (3 – 4) Qb = 0,165 x 10-³ m³/dt hf = 148,6cm – 148,4 cm = 0,2 cm = 0,002 m L = 161 cm = 1,61 m D = 5,21 cm = 0,0521 m V=
Qa A
=1 4
𝐿
Qb π D²
=1 4
0,165 𝑥 10¯³ 𝑥 3,14 𝑥 0,0521²
= 0,077 m/dt
𝑉²
hf = f x 𝐷 x 2𝑔 1,61
0,077²
0,002 = f x 0,0521 x 2 𝑥 9,81 0,002 = f x 0,0093 0,002
fb = 0,0093 = 0,215
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
16
b.
Percobaan II 1) Pipa halus Ø 1” (9 – 10) Qc = 0,027 x 10-³ m³/dt hf = 83,4 cm – 83,2 cm = 0,2 cm = 0,002m L = 161,3 cm = 1,613 m D = 2,75 cm = 0,0275 m V =
Qa A
=1 4
𝐿
Qb π D²
=1 4
0,027 𝑥 10¯³ 𝑥 3,14 𝑥 0,0275²
= 0,045 m/dt
𝑉²
hf = f x 𝐷 x 2𝑔 1,613
0,045²
0,002 = f x 0,0275 x 2 𝑥 9,81 0,002 = f x 0,0061 0,002
fc = 0,0061 = 0,328 2) Pipa kasar Ø 1” (11 -12) Qd = 0,032 x 10-³ m³/dt hf = 83,1 cm – 83,0 cm = 0,1 cm = 0,001 m L = 162,2 cm = 1,622 m D = 2,49 cm = 0,0249 m V =
Qa A
=1 4
𝐿
Qb π D²
=1 4
0,032 𝑥 10¯³ 𝑥 3,14 𝑥 0,0249²
= 0,066 m/dt
𝑉²
hf = f x 𝐷 x 2𝑔 1,622
0,066²
0,001 = f x 0,0249 x 2 𝑥 9,81 0,001 = f x 0,0145 0,001
fd = 0,0145 = 0,069
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
17
c.
Percobaan III 1) Pipa halus Ø ½” (15 – 18) Qe = 0,031 x 10-³ m³/dt hf = 46,5 cm – 46,3 cm = 0,2 cm = 0,002 m L = 163,3 cm = 1,633 m D = 1,83 cm = 0,0183 m V =
Qa A
=1 4
𝐿
Qb π D²
=1 4
0,031 𝑥 10¯³
= 0,117 m/dt
𝑥 3,14 𝑥 0,0183²
𝑉²
hf = f x 𝐷 x 2𝑔 1,633
0,117²
0,002 = f x 0,0183 x 2 𝑥 9,81 0,002 = f x 0,0622 0,002
fe = 0,0622 = 0,032 2) Pipa kasar Ø ½” ( 21 – 24 ) Qf = 0,028 x 10-³ m³/dt hf = 58,4 cm – 58,3 cm = 0,1 cm = 0,001 m L = 163,3 cm = 1,633 m D = 1,695 cm = 0,01695 m V =
Qa A
=1 4
𝐿
Qb π D²
=1 4
0,028 𝑥 10¯³ 𝑥 3,14 𝑥 0,01695²
= 0,124 m/dt
𝑉²
hf = f x 𝐷 x 2𝑔 1,633
0,124²
0,001 = f x 0,01695 x 2 𝑥 9,81 0,001 = f x 0,0755 0,001
ff = 0,0755 = 0,013
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
18
2.
Kehilangan energi a. Penyempitan pipa dari Ø 2” - Ø 1” (5 – 6) A2 A1
=
1 п D² 4 1 п D² 4
=
1 𝑥 3,14 𝑥 0,0275² 4 1 𝑥 3,14 𝑥 0,05465² 4
= 0,253
A2/A1
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
K
0,5
0,44
0,43
0,41
0,36
0,21
0,13
0,07
0,01
𝐴2 𝐴1
= 0,253 ; k =
0,44+0,43 2
1 0
= 0,435
hf = 95,7 cm – 95,4 cm = 0,3 cm = 0,003 m Qc + Qd
V=
=
A
=
Qc + Qd 1 n D² 4
0,027 𝑥 10−3 + 0,032 x 10−3 1 x 3,14 x 0,0275² 4
hf = k x
= 0,099 m/dt
𝑣² 2𝑔
0,003 = k x
0,0992 2 𝑥 9,81
0,003 = k x 0,000499 k=
0,003 0,000499
= 6,012
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
19
b.
Penyempitan pipa dari Ø 1”- Ø ½ ” (13 – 14) 𝐴2
=
𝐴1
1 п D² 4 1 п D² 4
A2/A1 0,1 K 0,5 𝐴2 𝐴1
1 𝑥 4 1 𝑥 4
=
0,2 0,44
3,14 𝑥 0,0183² 3,14 𝑥 0,0275²
0,3 0,43
0,4 0,41
= 0,443 ; k = 0,41 + (
= 0,443 0,5 0,36
(0,443−0,4) (0,5−0,4)
0,6 0,21
0,7 0,13
0,8 0,07
0,9 0,01
1 0
𝑥 (0,41 − 0,36)) = 0,4135
hf = 47,5 cm – 47,3 cm = 0,2 cm = 0,002 m V=
=
Qe + Qf
=
A
Qe + Qf 1 n D² 4
0,031 . 10−3 + 0,028 . 10−3 1 x 3,14 x 0,0183² 4
hf = k x
= 0,224 m/dt
𝑣² 2𝑔 0,2242
0,002 = k x
2 𝑥 9,81
0,002 = k x 0,002557 k= c.
0,002 0,002557
= 0,782
Kehilangan energi karena belokan pipa ( 19 – 20 ) 90
K = sin² x
2
+ 2 x sin4
90 2
= sin² 45 + 2 x 𝑠𝑖𝑛4 45 = 0,5 + 0,5 =1 Hf = 58,6 – 58,5 = 0,1 cm = 0,001 m Qf = 0,028 x 10-³ m³/dt V =
Q A
Q
=1
n D²
4
=1 4
0,028 𝑥 10−3 x 3,14 x 0,0183²
= 0,106 hf = k x
𝑣² 2𝑔
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
20
0,001 = k x
0,1062 2 𝑥 9,81
0,001 = k x 0,000573 k =
0,001 0,000573
= 1,745
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
21
BAB III ALIRAN SALURAN TERBUKA
A.
Dasar Teori Bendung limpas (overflow weir) merupakan komponen yang paling umum digunakan di semua bangunan hidrolik. Bendung tersebut berfungsi untuk menaikkan muka air, pengontrol kecepatan dan sebagai alat ukur debit. Aliran diatas bendung merupakan aliran tidak seragam, berubah tiba-tiba (non uniform), dalam pemakaian praktis aliran dapat berupa steady atau unsteady. Untuk kasus ini kita bahas aliran yang berupa steady, ada beberapa bentuk bendung dimana masing-masing mempunyai kekhususan sendiri-sendiri. Secara umum dapat dibedakan menjadi 3 kategori, yaitu bendung ambang lebar, sempit, dan tajam. 1.
Bendung ambang lebar ( Broad Crested Weir ) Bendung ambang lebar adalah bendung yang mempunyai permukaan ambang rata-rata horizontal yang cukup panjang ke arah aliran sehingga memungkinkan terbentuknya garis aliran yang sejajar diatas ambang, hal ini dimaksudkan untuk memperoleh analisis, karena distribusi tekanan air adalah hidrostatistik.
H hcm
Perhitungan debit dapat dilakukan dengan mencari hubungan antar tingkat energi dimuka bendung dan laju aliran yang melimpas ambang. Dengan asumsi bahwa dak ada geseran dan aliran bebas ( free overflow ), maka didapatkan persamaan :
Keterangan : q = debit pengaliran ( m3 / debit )
𝑽𝟐 = 𝑯 − 𝒉…………………..( 𝟏 ) 𝟐𝒈 𝒒 = 𝒗√𝟐𝒈( 𝑯 − 𝒉 ) … … . … . . ( 𝟐 )
H = tinggi muka air ( m ) h = tinggi muka air diatas ambang lebar ( m ) g = percepatan gravitasi ( m / det2 ) V = kecepatan aliran ( m/s )
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
22
Debit maksimum didapatkan jika terjadi free overflow, hal ini diperoleh dengan mendiferensialkan persamaan 2, maka didapatkan : 𝒒=
𝟑 𝟐 𝟐 √ . 𝒈𝑯𝟐 … … … … … … … … … … … . . ( 3 ) 𝟑 𝟑
Dimana : q = debit pengaliran ( m3 / detik ) g = percepatan gravitasi ( m / detik )
2.
Bendung ambang tajam ( Sharp Crested Weir ) Ada beberapa bentuk ambang tajam yang kita kenal, namun yang sering dipakai adalah bentuk V (thompson) dan persegi panjang. Secara umum debit bendung ambang tajam dalam kondisi free overflow dapat dihitung dengan rumus sebagi berikut : 𝟑
𝒒 = 𝑪𝑯𝟐 … … … … … … … … … … … … … … . . ( 4 ) Dimana : q = debit pengaliran ( m3 / detik ) H = tinggi muka air ( m )
B.
Langkah Kerja 1.
Persiapkan semua alat yang dibutuhkan di tempat praktikum.
2.
Persiapkan flume dengan kemiringan yang sudah ditentukan.
3.
Buka kran dan atur suplai air untuk mengalirkan air ke flume.
4.
Tunggu sampai air stabil, kemudian ukur tinggi muka air di masing-masing ambang (thompson, persegi, dan lebar).
5.
Pada saat bersamaan, ukur debit aliran dengan cara menampung air melalui corong yang dihubungkan dengan pipa plastik kemudian ditampung dalam ember dan jangka waktu penampungan air dalam ember diukur dengan stopwatch. (Pelaksanaan pengukuran waktu dengan penampung air harus bersama-sama bair data mendekati valid).
6.
Setelah waktu tertentu atau ember sudah penuh stopwatch dimatikan bersamaan dengan penampungan air dihentikan. Kelompok IV | Laporan Pengaliran
23
7.
Ukur jumlah literan air yang ada diember.
8.
Percobaan di ulang sebanyak 4 (empat) kali dengan debit air yang berbeda. Untuk mendapatkan debit yang berbeda maka harus dilakukan pemutaran pada kran pengatur.
C.
Perhitungan 1.
Debit standart Debit standart yang dipakai adalah debit dari hasil pengukuran langsung (dengan curentmeter atau pipa pitot). Debit dihitungkan dengan rumus : 𝑸= 𝑽𝒙𝑨 𝑵
𝑸 = ∑ 𝑨𝒊 𝒙 𝑽𝒊 𝑰=𝟏
Dimana: Q = debit (m3/detik) Vi = kecepatan pada segmen i (m/dt) Ai = luas penampang pada segmen i (m2) N = jumlah titik pengukuran Dari hasil beberapa kali pengukuran dibuat hubungan antara tinggi air dengan debit, hasilnya ditampilkan dalam grafik. 2.
Ambang Lebar Rumus 2 diturunkan dengan asumsi tidak ada geseran, padahal kenyataanya pasti ada geseran, sehingga rumus tersebut tidak dapat langsung diterapkan. Untuk itu perku adanya kalibrasi untuk mendapatkan koefisien yang biasanya ditulis dengan huruf C. Biasanya nilai C diperoleh dengan membagi Qstandart dengan Qambang
lebar,
pada kondisi yang disesuaikan harga C dihitung untuk tiap
pengukuran/debit, sehingga akan diperoleh sejumlah harga C sesuai dengan banyaknya pengukuran. Hubungan antara C terhadap H/L dapat dibuat dimana L panjang ambang kearah aliran. 3.
Ambang tajam Penyelesaian sama seperti ambang lebar dengan hasil akhir berupa grafik hubungan C terhadap H, untuk masing-masing bentuk ambang tajam.
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
24
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
25
Mencari Debit dan C pada Ambang Perhitungan Saluran Terbuka 1.
Ambang Thomson Debit standar: Q1
=
Q2
=
Q3
=
Q4
=
2,2 ×10−3 60 7 ×10−3 120 4,9×10−3 60 7,2 ×10−3 45
= 3,67 x 10- 5 m3/dt = 5,83 x 10- 5 m3/dt = 8,17 x 10- 5 m3/dt = 1,6 x 10- 4 m3/dt
11,4
16
12,3
H1 = 13 cm – 12,3 cm = 0,7 cm = 0,007 m H2 = 13,2 cm – 12,3 cm = 0,9 cm = 0,009 m H3 = 13,6 cm – 12,3 cm = 1,3 cm = 0,013 m H4 = 14,2 cm – 12,3 cm = 1,9 cm = 0,019 m
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
26
Rumus : Q=
8 𝑥 cd 𝑥 tg α 𝑥 √2. g 𝑥 H 5/2 15
Diketahaui : α = 90° ; g = 9,81 m/dt² a.
8
Q1 = 15 𝑥 Cd1 𝑥 tg(90) 𝑥 √2. g 𝑥 H15/2 8
3,67 𝑥 10−5 = 15 𝑥 Cd1 𝑥 tg(90) 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0075/2 3,67 𝑥 10−5 = Cd1 𝑥 9,684 𝑥 10−6 Cd1 = b.
3,67 𝑥 10−5 9,684 𝑥 10−6
= 3,789
8
Q2 = 15 𝑥 Cd2 𝑥 tg(90) 𝑥 √2. g 𝑥 H15/2 5,83 𝑥 10−5 =
8 15
𝑥 Cd2 𝑥 tg(90) 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0095/2
5,83 𝑥 10−5 = Cd1 𝑥 1,815 𝑥 10−5 Cd2 = c.
5,83 𝑥 10−5 1,815 𝑥 10−5
= 3,212
8
Q3 = 15 𝑥 Cd3 𝑥 tg(90) 𝑥 √2. g 𝑥 H15/2 8
8,17 𝑥 10−5 = 15 𝑥 Cd1 𝑥 tg(90) 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0135/2 8,17 𝑥 10−5 = Cd3 𝑥 4,552 𝑥 10−5 Cd3 = d.
8,17 𝑥 10−5 4,552 𝑥 10−5
= 1,795
8
Q4 = 15 𝑥 Cd4 𝑥 tg(90) 𝑥 √2. g 𝑥 H15/2 8
1,6 𝑥 10−4 = 15 𝑥 Cd1 𝑥 tg(90) 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0195/2 1,6 𝑥 10−4 = Cd4 𝑥 1,175 𝑥 10−4 Cd4 =
1,6 𝑥 10−4 1,175 𝑥 10−4
= 1,362
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
27
2.
AmbangPersegi Debit standar Q1
=
Q2
=
Q3
=
Q4
=
2,2 ×10−3 60 7 ×10−3 120 4,9×10−3 60 7,2 ×10−3 45
= 3,67 x 10- 5 m3/dt = 5,83 x 10- 5 m3/dt = 8,17 x 10- 5 m3/dt = 1,6 x 10- 4 m3/dt
H1 = 11 cm – 10,5 cm = 0,5 cm = 0,005 m H2 = 11,4 cm – 10,5 cm = 0,9 cm = 0,009 m H3 = 11,5 cm – 10,5 cm = 1 cm = 0,010 m H4 = 11,9 cm – 10,5 cm = 1,4 cm = 0,014 m
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
28
Rumus : Q=
2 𝑥 cd 𝑥 b 𝑥 √2. g 𝑥 H 3/2 3
Diketahaui : b = 12,4 cm = 0,124 m a.
; g = 9,81 m/dt²
2
Q1 = 3 𝑥 Cd1 𝑥 b 𝑥 √2. g 𝑥 H13/2 2
3,67 𝑥 10−5 = 3 𝑥 Cd1 𝑥 0,124 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0053/2 3,67 𝑥 10−5 = Cd1 𝑥 1,294 𝑥 10−4 Cd1 = b.
3,67 𝑥 10−5 1,294 𝑥 10−4
= 0,284
2
Q2 = 3 𝑥 Cd1 𝑥 b 𝑥 √2. g 𝑥 H13/2 5,83 𝑥 10−5 =
2 3
𝑥 Cd1 𝑥 0,124 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0093/2
5,83 𝑥 10−5 = Cd1 𝑥 3,126 𝑥 10−4 Cd2 = c.
5,83 𝑥 10−5 3,126 𝑥 10−4
= 0,186
2
Q3 = 3 𝑥 Cd1 𝑥 b 𝑥 √2. g 𝑥 H13/2 2
8,17 𝑥 10−5 = 3 𝑥 Cd1 𝑥 0,124 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0103/2 8,17 𝑥 10−5 = Cd3 𝑥 3,662 𝑥 10−4 Cd3 = d.
8,17 𝑥 10−5 3,662 𝑥 10−4
= 0,223
2
Q4 = 3 𝑥 Cd1 𝑥 b 𝑥 √2. g 𝑥 H13/2 2
1,6 𝑥 10−4 = 3 𝑥 Cd1 𝑥 0,124 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0143/2 1,6 𝑥 10−4 = Cd4 𝑥 6,065 𝑥 10−4 Cd4 =
1,6 𝑥 10−4 6,065 𝑥 10−4
= 0,026
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
29
3.
Ambang Lebar Debit standar Q1
=
Q2
=
Q3
=
Q4
=
2,2 ×10−3 60 7 ×10−3 120 4,9×10−3 60 7,2 ×10−3 45
= 3,67 x 10- 5 m3/dt = 5,83 x 10- 5 m3/dt = 8,17 x 10- 5 m3/dt = 1,6 x 10- 4 m3/dt
8,3
13,6
20
H1 = 8,7 cm – 8,3 cm = 0,4 cm = 0,004 m H2 = 8,8 cm – 8,3 cm = 0,5 cm = 0,005 m H3 = 8,9 cm – 8,3 cm = 6 cm = 0,006 m H4 = 9,1 cm – 8,3 cm = 8 cm = 0,008 m
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
30
Rumus : Q = 0,384 𝑥 cd 𝑥 b 𝑥 √2. g 𝑥 H 3/2 Diketahaui : b = 20 cm = 0,20 m a.
; g = 9,81 m/dt²
Q1 = 0,384 𝑥 Cd1 𝑥 b 𝑥 √2. g 𝑥 H13/2 3,67 𝑥 10−5 = 0,384 𝑥 Cd1 𝑥 0,20 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0043/2 3,67 𝑥 10−5 = Cd1 𝑥 8,605 𝑥 10−5 Cd1 =
b.
3,67 𝑥 10−5 8,605 𝑥 10−5
= 0,426
Q2 = 0,384 𝑥 Cd1 𝑥 b 𝑥 √2. g 𝑥 H13/2 5,83 𝑥 10−5 = 0,384 𝑥 Cd1 𝑥 0,20 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0053/2 5,83 𝑥 10−5 = Cd1 𝑥 1,203 𝑥 10−4 Cd2 =
c.
5,83 𝑥 10−5 1,203 𝑥 10−4
= 0,484
Q3 = 0,384 𝑥 Cd1 𝑥 b 𝑥 √2. g 𝑥 H13/2 8,17 𝑥 10−5 = 0,384 𝑥 Cd1 𝑥 0,20 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0063/2 8,17 𝑥 10−5 = Cd3 𝑥 1,581 𝑥 10−4 Cd3 =
d.
8,17 𝑥 10−5 1,581 𝑥 10−4
= 0,517
Q4 = 0,384 𝑥 Cd1 𝑥 b 𝑥 √2. g 𝑥 H13/2 1,6 𝑥 10−4 = 0,384 𝑥 Cd1 𝑥 0,20 𝑥 √2 𝑥 9,81 𝑥 0,0083/2 1,6 𝑥 10−4 = Cd4 𝑥 2,434 𝑥 10−4 Cd4 =
1,6 𝑥 10−4 4,434 𝑥 10−4
= 0,361
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
31
TABEL AMBANG TAJAM (THOMSON)
No
H(m)
g ( m/dt² )
1 2 3 4
0,01 0,014 0,016 0,023
9,81 9,81 9,81 9,81
QAmbang Tajam ( m³ / dt ) Q Standar x Cd 0,000053 x 2,244 0,000118 x 2,154 0,0001202 x 1,571 0,000241 x 271
Q Ambang Tajam ( m³ / dt ) 0,000118932 0,000254172 0,000188834 0,065311
c
Keterangan
2,244 2,154 C (ratio) = 1,99 1,571 271
TABEL AMBANG PERSEGI No 1 2 3 4
H(m) 0,003 0,007 0,009 0,011
g ( m/dt² ) 9,81 9,81 9,81 9,81
QAmbang T ajam ( m³ / dt )
Q Standar 0,000053 0,000118 0,0001202 0,000241
x x x x x
Cd 0,874 0,668 0,556 0,566
Q Ambang Tajam ( m³ / dt ) 4,6322E-05 7,8824E-05 6,6831E-05 0,00013641
c
Keterangan
0,874 0,668 C (ratio) = 0,556 0,566
0,699
TABEL AMBANG LEBAR No
H(m)
g ( m/dt² )
1 2 3 4
0,001 0,005 0,007 0,009
9,81 9,81 9,81 9,81
QAmbang T ajam ( m³ / dt )
Q Standar 0,000053 0,000118 0,0001202 0,000241
x x x x x
Cd 4,925 0,980 0,603 0,830
Q Ambang Tajam ( m³ / dt ) 0,000261025 0,00011564 7,24806E-05 0,00020003
c
Keterangan
4,925 0,980 C (ratio) = 0,603 0,830
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
2,169
32
5 4.5
4 3.5 3
LEBAR
2.5
PERSEGI
2
THOMSON
1.5
1 0.5 0 Q1
Q2
Q3
Q4
GRAFIK HUBUNGAN Q DAN CSTANDAR AMBANG THOMSON Q1 =
0,000053
m³/dt
Cd1 =
2,244
Q2 =
0,000118
m³/dt
Cd2 =
2,154
Q3 =
0,0001202
m³/dt
Cd3 =
1,571
Q4 =
0,000241
m³/dt
Cd4 =
1,271
GRAFIK HUBUNGAN Q DAN CSTANDAR AMBANG PERSEGI Q1 =
0,000053
m³/dt
Cd1 =
0,874
Q2 =
0,000118
m³/dt
Cd2 =
0,688
Q3 =
0,00012
m³/dt
Cd3 =
0,556
Q4 =
0,000241
m³/dt
Cd4 =
0,566
GRAFIK HUBUNGAN Q DAN CSTANDAR AMBANGLEBAR Q1 =
0,000053
m³/dt
Cd1 =
4,925
Q2 =
0,000118
m³/dt
Cd2 =
0,98
Q3 =
0,0001202
m³/dt
Cd3 =
0,603
Q4 =
0,000241
m³/dt
Cd4 =
0,830
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
33
0.02 0.018 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0
THOMSON PERSEGI LEBAR
Q1
Q2
Q3
Q4
GRAFIK HUBUNGAN Q DAN HSTANDAR AMBANG THOMSON
Q1 =
0.000053
m³/dt
H1 =
0.01 m
Q2 =
0.000118
m³/dt
H2 =
0.014 m
Q3 =
0.00012
m³/dt
H3 =
0.016 m
Q4 =
0.000241
m³/dt
H4 =
0.023 m
GRAFIK HUBUNGAN Q DAN HSTANDAR AMBANGPERSEGI Q1 =
0.000053
m³/dt
H1 =
0.003 m
Q2 =
0.000118
m³/dt
H2 =
0.006 m
Q3 =
0.00012
m³/dt
H3 =
0.007 m
Q4 =
0.000241
m³/dt
H4 =
0.011 m
GRAFIK HUBUNGAN Q DAN HSTANDAR AMBANG LEBAR
Q1 =
0.000053
m³/dt
H1 =
0.001 m
Q2 =
0.000118
m³/dt
H2 =
0.005 m
Q3 =
0.00012
m³/dt
H3 =
0.007 m
Q4 =
0.000241
m³/dt
H4 =
0.009 m
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
34
GRAFIKHUBUNGAN C DAN H STANDAR AMBANG THOMSON
0,01
Cd1 =
2,244
H1 =
Cd2 =
2,154
H2 =
0,014 m
Cd3 =
1,571
H3 =
0,016 m
Cd4 =
1,271
H4 =
0,023 m
m
GRAFIK HUBUNGAN C DAN H STANDAR AMBANGPERSEGI Cd1 =
0.011
H1 =
0.003 m
Cd2 =
0.014
H2 =
0.006 m
Cd3 =
0.013
H3 =
0.007 m
Cd4 =
0.019
H4 =
0.011 m
GRAFIK HUBUNGAN C DAN H STANDAR AMBANG LEBAR Cd1 =
0.027
H1 =
0.001 m
Cd2 =
0.0014
H2 =
0.005 m
Cd3 =
0.014
H3 =
0.007 m
Cd4 =
0.024
H4 =
0.009 m
Kelompok IV | Laporan Pengaliran
35
Ambang Thomson 0.02 0.018 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0
Thomson
3.789
3.212
1.795
1.362
Ambang Persegi 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008
Ambang persegi
0.006 0.004
0.002 0
0.284
0.186
0.223
0.026
Ambang Lebar 0.009 0.008 0.007 0.006 0.005 Ambang lebar
0.004 0.003 0.002 0.001 0 0.426
0.484
0.517
0.361
Kelompok IV | Praktikum Pengaliran
36
Kelompok IV | Praktikum Pengaliran
37
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN
A.
Kesimpulan dan saran percobaan aliran dalam Saluran Tertutup 1.
Kesimpulan Hasil praktikum pengaliran yang dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut: a.
Kehilangan energi di dalam pipa karena gesekan pada pipa didapatkan koefisiengesekan : fa
= 0,260
fb
= 0,215
Hasil
praktikum
menunjukkan
fa
(koefisienpipahalus)>
(koefisienpipakasar),
fb
padahalseharusnyafb>fa
(koefisienpipakasarlebihbesardarikoefisienpipahalus). fc
= 0,328
fd
= 0,069
Hasil
praktikum
menunjukkan
fc
(koefisienpipakasar),
(koefisienpipahalus)>fd padahalseharusnyafd>fc
(koefisienpipakasarlebihbesardarikoefisienpipahalus). fe
= 0,032
ff
= 0,016
Hasil praktikum menunjukkan ff (koefisien pipa kasar) < fe (koefisien pipa halus),padahalseharusnya ff >fe (koefisien pipa kasar lebih besar dari koefisien pipa halus). b.
Kehilangan energi aliran karena penyempitan mendadak. 1) Penyempitan pipa dari diameter 2” – diameter 1” (5 – 6) Ktabel = 0,435 sedangkan pada Kpraktek = 6,012 2) Penyempitan pipa dari diameter 1” – diameter 0,5” ( 13 – 14 ) Ktabel = 0,43135 sedangkan pada Kpraktek = 0,782
c.
Kehilangan energi karena belokan pada pipa ( 19 – 20 ) Ktabel = 1 sedangkan pada Kpraktek = 1,745
Kelompok IV | Praktikum Pengaliran
38
Perbedaanantarateoridengan hasil praktek, disebabkan karena : 1) Adanya gelembung udara dalam selang manometer yangtidakterlihatyang menyebabkan tidak tepatnyaketinggian air pada papan manometer. 2) Pembacaan waktu dan volume air yang kurang cermat. 3) Pembacaan papan manometer kurang teliti.
2.
Saran a.
Dengan semakin bertambahnya usia peralatan maka perlu adanya kalibrasi ulang agar alat yang dipakai untuk percobaan hasilnya lebih falid.
b.
Faktor manusia yang melaksanakan percobaan juga akan dipengaruhi oleh ketelitian pembacaan pada manometer.
c.
Pengukuran debit air yang dilakukan secara manual akan banyak kesalahan yang ada, terutama dalam melakukan penampungan dan start awal penekanan stopwatch, untuk itu baik dipasang peralatan yang elektik hasilnya akan lebih falid.
d.
B.
Dalam pelaksanaan praktik hendaknya dilakukan secara terorganisir.
Kesimpulan dan saran dalam percobaan saluran terbuka 1.
Kesimpulan a.
Dari hasil percobaan dan hasil perhitungan yang telah dilakukan pada saluran terbuka, maka dapat ditarik kesimpulan : 1) Untuk Ambang Thomson Percobaan 1 = 3,789 Percobaan 2 = 3,212 Percobaan 3 = 1,795 Percobaan 4 = 1,362 Koefisien (c) rata-rata = 5,079 2) Untuk Ambang Persegi Percobaan 1 = 0,284 Percobaan 2 = 0,186 Percobaan 3 = 0,223 Percobaan 4 = 0,026 Koefisien rata-rata = 0,3595 Kelompok IV | Praktikum Pengaliran
39
3) Untuk Ambang Lebar Percobaan 1 = 0,426 Percobaan 2 = 0,484 Percobaan 3 = 0,517 Percobaan 4 = 0,361 Koefisien rata-rata = 0,894 b.
Dengan bertambahnya tinggi permukaan air pada masing-masing ambang maka volume air yang mengalir semakin bertambah atau meningkat, sehingga debit air juga semakin bertambah.
c.
Pada tiap – tiap ambang mempunyai ketinggian yang berbeda-beda, ketinggian ambang thomson lebih tinggi dibanding ambang persegi dan ambang lebar, sedangkan ambang persegi lebih tinggi dari ambang lebar.
d.
Berdasarkangrafikhubungan
Q
dan
C
darimasing-
masingambangdapatdiambilkesimpulanbahwasemakintingginilai Q makanilai C akansemakinrendah. e.
Berdasarkangrafikhubungan
Q
dan
H
darimasing-
masingambangdapatdiambilkesimpulanbahwasemakintingginilai Q makanilai C akansemakintinggi. f.
Berdasarkangrafikhubungan
C
dan
H
darimasing-
masingambangdapatdiambilkesimpulanbahwasemakintingginilai C makanilai H akansemakintinggi.
2.
Saran a.
Alat ukur yang digunakan masuh berupa manual yaitu dengan menggunakan rol meter maka ketepatan ukuran yang ada akan dipengaruhi oleh penglihatan orang yang mengukur dan posisi alat ukur yang kurang tepat juga akan berpengaruh terhadap data yang diperoleh.
b.
Alat pengukur kecepatan dengan menggunakan takaran juga dipengaruhi dari start awal mengambil air dengan menekan tombol start pada stopwacth, untuk lebih baik dipakai alat ukur elektik maka hasil yang diperoleh akan lebih baik.
c.
Alat ukur takaran air dengan menggunakan takaran plastik, juga kurang lebih diperoleh hasil yang memuaskan, akan lebih baik menggunakangelasukur. Kelompok IV | Praktikum Pengaliran
40
LAMPIRAN DATA PRAKTIKUM
Kelompok IV | Praktikum Pengaliran
41
Kelompok IV | Praktikum Pengaliran
42
