![Percobaan 2 Aliran Melalui Peluap Segitiga (V-Notch) Ok [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/percobaan-2-aliran-melalui-peluap-segitiga-v-notch-ok.jpg)
5 0 683 KB
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 PERCOBAAN 2 ALIRAN MELALUI PELUAP SEGITIGA ( V – NOTCH ) A. DASAR TEORI Peluap didefinisikan sebagai bukaan pada salah satu sisi kolam atau tangki sehingga zat cair (biasanya air) di dalam kolam tersebut melimpas di atas peluap. Peluap ini serupa dengan lubang besar di mana elevasi permukaan zat cair di sebelah hulu lebih rendah dari sisi atas lubang. Peluap dapat berbentuk persegi’ empat (rectangular nocth), segitiga (Vnocth) dll. Peluap berfungsi untuk menghitung besar debit yang mengalir melalui peluap tersebut. Setiap tipe peluap masing-masing mempunyai karakteristik pengaliran (koefisen), misalnya koefisien kontraksi (Cc), koefisien kecepatan (Cv) dan koefisien debit (Cd). Pemakaian nilai-nilai koefisien aliran pada sebuah formulasi pengukuran debit dan dimensi bangunan umumnya diambil berdasarkan asumsi. Asumsi-asumsi ini didasarkan pada beberapa hasil pengujian para ilmuwan terdahulu berdasarkan kondisi-kondisi dari lokasi, tipe, dimensi, dan teknologi alat yang tersedia pada saat itu. Maka dari itu diperlukan pengujian-pengujian yang berkelanjutan untuk mendapatkan nilai-nilai koefisien tersebut. Dengan menerapkan persamaan Bernaulli, maka dapat dituliskan debit yang melimpah adalah : Kecepatan melalui pias adalah : V = √ 2. g . h ...............................................................................................(2.1) Luas pias setinggi dh : A=b . dh ....................................................................................................(2.2)
Lebar b tergantung dari h dan sudut θ : b=2 ( H −h ) tan
θ 2 ....................................................................................(2.3)
Debit pias dQ adalah : dQ=V . b . dh ..............................................................................................(2.4) Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
14
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 1
θ dQ= √ 2 g . h 2 .2 ( H−h ) tan . dh 2 1
(
3
)
θ dQ=2. √ 2 g . tan . Hh 2 −h 2 . dh 2 Integrasi h = 0 hingga h = H : H
1
(
3
)
θ Q=2. √ 2 g . tan .∫ Hh 2 −h 2 .dh 2 0
[
5 H
3
θ 2 2 Q=2. √ 2 g . tan . Hh 2 − h 2 2 3 5
]
0
Debit teoritis : 5
Q=
8 θ . √ 2 g . tan . H 2 ............................................................................(2.5) 15 2
Debit real : 5
Q=Cd .
8 θ . √ 2 g . tan . H 2 .......................................................................(2.6) 15 2
Dimana : Q = debit yang melimpah (m3/detik) Cd = Koefisien debit b = lebar pelimpah (m) H = tinggi air meluap (m) α = sudut bukaan pelimpah g = percepatan gravitasi (9.81 m/detik2) B. ALAT DAN BAHAN 1. Bak penampungan air (hydraulic Bench) 2. Peluap segitiga 3. Alat ukur tinggi muka air/taraf muka air 4. Karet lilin (Plastesin) 5. Stopwatch
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
15
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4
C. LANGKAH KERJA 1. Memasang pintu peluap segitiga padau jung bak lalu kencangkan baut-baut penahan dan pasangkan lem lilin pada celah pintu peluap dengan terlebih dahulu mengukur ukuran lebar (b) dan tinggi (H) peluap segi empat. 2. Menjalankan mesin pompa dan buka katup pemasukan, hingga mencapai batas dasar pintu peluap. 3. Kemudian katup ditutup dan mesin pompa dimatikan sejenak hingga permukaan air sejajar dengan dasar bukaan atau tidak terjadi pelimpahan lagi. 4. Memasang alat ukur tinggi air, kemudian setting alat tersebut sejajar dengan muka air pada angka nol dan tetapkan sebagai dasar pengukuran (nol ketinggian). 5. Kemudian jalankan mesin pompa lalu buka katup pemasukan hingga terjadi peluapan di pintu peluap dengan memulai ketinggian tertentu. 6. Mencatat tinggi air yang meluap di pintu peluap sebagai H . 7. Menghitung debit(Q) yang terlebih dahulu, lalu tentukan volume air (V) yang diinginkan, kemudian catat waktu (T) yang dibutuhkan untuk mencapai volume yang sudah ditentukan. 8. Langkah no.5 hingga no. 7 diulangi dengan menambah ketinggian dengan membuka katup secara perlahan-lahan untuk beberapa variasi ketinggian H.
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
16
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 Segitiga H
V
(mm)
(liter)
T (detik)
No. T1
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
T2
T3
Trata-rata
17
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 1
10.5
2
45.2
46.1
41.5
44.267
2
19.0
2
29.6
29.7
32.8
30.700
3
22.2
2
16.2
11.3
18.1
15.200
4
29.0
2
11.9
11.4
13.5
12.267
5
30.5
2
10.5
9.9
11.2
10.533
Sumber :Hasil perhitungan dan percobaan di laboratorium
E. ANALISA PERHITUNGAN 1. Perhitungan Debit (Q) Rumus : Q=
V T
Sumber : Bambang Triatmodjo, 1993, Hidraulika I, Beta Offset, Yogyakarta.
Dimana : Q = Debit air (m3/detik) V = Volume (m3) T = Waktu (detik) Penyelesaian : Q
0,002 = 0.000045 44.267
m³/dtk.
Tabel 2.2 Perhitungan Debit ( Q )
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
18
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 H
No.
V
Trata - rata ( detik )
Q
(mm)
(m)
Liter
m3
( m3 / dtk )
1
10.5
0.0105
2
0.002
44.267
0.000045
2
19.0
0.0190
2
0.002
30.700
0.000065
3
22.2
0.0222
2
0.002
15.200
0.000132
4
29.0
0.0290
2
0.002
12.267
0.000163
5
30.5
0.0305
2
0.002
10.533
0.00019
Sumber :Hasil perhitungan dan percobaan di laboratorium
0 0 0 0 0
Q
0 0 0 0 0 0 5.050 10.050 15.050 20.050 25.050 30.050 35.050 40.050 45.050 50.050
T
Gambar 2.2 Grafik hubungan T rata-rata (T) dengan Debit (Q)
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
19
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 0 0 0 0 0
Q
0 0 0 0 0 0 0.0050
0.0100
0.0150
0.0200
0.0250
0.0300
0.0350
H
Gambar 2.3 Grafik hubungan Tinggi muka air (H) dengan Debit (Q)
2. Perhitungan Koefisien debit ( Cd ) 5
Q=Cd .
8 θ . √2 g . tan . H 2 15 2
Sumber : Bambang Triatmodjo, 1993, Hidraulika I, Beta Offset, Yogyakarta.
Cd=
15 . Q 5
θ 8 . √ 2 g . tan . H 2 2
Dimana : g = 9.81 m/detik2 θ = 610 Cd
15 xQ θ 8 x 2 g x tan xH 5 / 2 2
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
20
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 Cd1
15 x0,000045 61 8 x 2 x9,81xtg. x0,0105 5 / 2 2
= 2.863 Untuk hasil perhitungan Koefisien Debit selanjutnya dapat dilihat pada tabel dibawah ini Tabel 2.3 Perhitungan Koefisien Debit (Cd) Q (m³/dtk)
No.
H Cd Mm
M
1.
0.000045
10.5
0.0105
2.863
2.
0.000065
19.0
0.0190
0.939
3.
0.000132
22.2
0.0222
1.292
4.
0.000163
29.0
0.0290
0.818
5.
0.000190
30.5
0.0305
0.841
Sumber :Hasil perhitungan dan percobaan di laboratorium
3. Perhitungan Hubungan antara Debit (Q) dan Koefisien Debit (Cd) Tabel 2.4 Hubungan antara Debit (Q) dan Koefisien Debit (Cd) No.
Q
Q²
Cd
Cd.Q
1.
0.000045
0.00000000204
2.863
0.0001288
2.
0.000065
0.00000000424
3.
0.000132
0.00000001731
0.939 1.292
0.0000610 0.0001705
4.
0.000163
0.00000002658
5.
0.000190
0.00000003605
0.818 0.841
0.0001333 0.0001598
0.0006535 Sumber : Hasil perhitungan dan percobaan di laboratorium Σ
0.000595
0.00000008622
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
6.753
21
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 Persamaan regresi hubungan antara Debit(Q) dengan Koefisien debit(Cd) Cd = a.Q + b
n. (Q.Cd ) Q. Cd a n. Q 2 ( Q ) 2
a
5.0.0006535 0.000595.6.753 5.0.00000008622 0.000595 2
= -9658.2 b
b
C d . Q 2 Q. (Q.C d ) n. Q 2 ( Q) 2
6.753.0.00000008622 0.000595.0.0006535 5.0.00000008622 0.000595 2
= 2.4999 Jadi persamaan regresi untuk grafik hubungan antara debit(Q) dengan Koefisien Debit(Cd) adalah : Cd = a Q + b Cd = -9658.2 Q + 2.4999
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
22
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 3.5
3
2.5
2
f(x) = - 9658.19x + 2.5 R² = 0.48
Koefisien Debit (Cd) 1.5
1
0.5
0 0
0
0
0
0
0
0
0
0
Debit Air (Q)
Gambar 2.4 Grafik hubungan antara Debit (Q) dengan Koefisien debit(Cd)
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
23
0
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 4. Perhitungan Hubungan antara Tinggi Muka Air (H) dan Koefisien Debit (Cd) Tabel 2.5. Hubungan antara tinggi Muka Air ( H ) dan Koefisien Debit ( Cd ) H No. H² Cd CdxH Mm m 1.
10.5
0.0105
0.0001103
2.863
0.03006
2.
19.0
0.0190
0.0003610
0.939
0.01784
3.
22.2
0.0222
0.0004928
1.292
0.02868
4.
29.0
0.0290
0.0008410
0.818
0.02372
5.
30.5
0.0305
0.0009303
0.841
0.02565
Σ
111.2
0.1112
0.0027353
6.753
0.12596
Sumber : Hasil perhitungan dan percobaan di laboratorium Persamaan regresi hubungan antara Tinggi Muka Air ( H ) dengan Koefisien Debit ( Cd ). Cd = a.H + b n. ( H .Cd ) H . Cd a n. H 2 ( H ) 2 a
5.0.12596 0,1112.6.753 5.0,00027353 0,0.1112 2
= -92.389
Cd . H 2 H . ( H .Cd ) b n. H 2 ( H ) 2 b
6.753.0,00027353 0,01112.0.12596 5.0,00027353 0,01112 2
= 3.4053 Jadi persamaan regresi untuk grafik hubungan antara Tinggi muka air(H) dengan Koefisien Debit(Cd) adalah : Cd = a H + b Cd = -92.389 H + 3.4053
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
24
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 3.5
3
2.5
2
f(x) = - 92.39x + 3.41 R² = 0.75
Koefisien Debit (Cd) 1.5
1
0.5
0 0.0050 0.0100 0.0150 0.0200 0.0250 0.0300 0.0350
Tinggi Muka Air (H)
Gambar 2.5 Grafik hubungan Tinggi muka air (H) dan Koefisien debit (Cd)
F. KESIMPULAN Dari hasil percobaan, kami dapat menyimpulkan bahwa : 1. Berdasarkan grafik hubungan antara Debit (Q) dengan Koefisien debit maka dapat diketahui bahwa semakin tinggi nilai Debit (Q) maka Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
25
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4 Koefisien debit (Cd) semakin rendah. Persamaan regresi untuk grafik hubungan antara Debit (Q) dengan Koefisien debit (Cd), yaitu Cd = -9658.2 Q + 2.4999, dan R² = 0.4826
2. Berdasarkan grafik hubungan antara tinggi muka air (H) dengan Kofisien debit (Cd) maka dapat diketahui bahwa semakin tinggi muka air (H) maka Koefisien debit (Cd) semakin rendah. Persamaan regresi untuk grafik hubungan antara tinggi muka air (H) dengan Koefisien debit (Cd), yaitu Cd = -92.389 H + 3.4053, dan R² = 0.7453
G. DOKUMENTASI
Perlengkapan
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
26
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4
Alat Ukur Tinggi Muka Air
Hydraulics Bench
Peluap Segitiga
Stopwatc
Langkah Kerja
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
27
Laboratorium Hidrolika PNUP Kelompok II / Kelas 2B - D4
Menambah Volume Air
Menutup Katup
Jurusan Teknik Sipil ( D4 Jasa Konstruksi Sipil )
Menghitung Tinggi Muka Air
Mencatat Waktu
28
