Praktikum 1 [PDF]

Citation preview

PRAKTIKUM 1 PENGUKURAN DEBIT ALIRAN DENGAN ALAT UKUR VOLUMETRIK 1. Maksud dan Tujuan Mengukur debit aliran air dengan alat ukur volumetric. 2. Alat dan Bahan a. Hydraulics bench b. Stopwatch c. Air 3. Teori Laju volume air atau debit (diberi notasi Q) didefinisikan sebagai jumlah zat cair yang mengalir melalui tampang lintang tiap satuan waktu. Debit biasanya diukur dalam volume zat cair tiap satuan waktu, sehingga satuannya adalah meter kubik per detik (m3/det) atau satuan yang lain (liter/detik, liter/menit, dsb). Debit (Q) =



Volume Waktu



4. Spesifikasi Alat







Dimensi alat Hydraulics Bench adalah : panjang 1,13 m; lebar 0,73 m; tinggi 1,00 m.







Pompa tipe sentrifugal, maksimal head 21 m H2O, maksimal aliran 80 liter/menit, daya pompa 0,37 kW.







Kapasitas bak air 250 liter; Kapasitas tangki volumetrik aliran tinggi 40 liter; Kapasitas tangki volumetrik aliran rendah 6 liter.



Gambar 1. Peluap Segitiga Sumber: Pribadi



1



5. Prosedur Percobaan a. Memasang steker pada stop kontak sumber listrik. b. Memasang inlet nozzle dan stilling baffle pada hydraulics bench. c. Mengatur dump valve actuator untuk menutup lubang pembuang volumetric tank. d. Menekan tombol “on” pada power switch. e. Membuka dan mengatur aliran melalui katup pada flow control valve (putar ke kiri untuk membuka dan membesarkan aliran dan putar ke kanan untuk menutup atau mengecilkan aliran) pada aliran tersebut.



Gambar 2. Flow Control Valve Sumber: pribadi



f. Jika aliran sudah diatur pada flow control valve, biarkan dan jangan diubah. g. Biarkan air mengalir di volumetric tank sampai bacaan skala pada level gauge mencapai angka nol (kapasitas 0 liter).



Gambar 3. Level Gauge Sumber: pribadi



2



h. Menyalakan stop watch pada saat ketinggian air bergerak dari angka nol (0) liter ke angka yang ditentukan pada level gauge. i. Menghentikan stop watch pada saat bacaan level gauge tepat di angka yang ditentukan, membaca waktu pada stop watch, serta mencatat debit dan waktu. j. Membuka lubang pembuang dengan mengangkat dump valve actuator, mengosongkan air di volumetric tank.



Gambar 4. Dump Valve Actuator Sumber: pribadi



k. Mengatur dump valve actuator menutup lubang pembuang volumetric tank, setelah air di volumetric tank kosong,. l. Mengulangi percobaan pada langkah “f” hingga “k”, sebanyak 3 kali. m. Menekan tombol “off” pada power switch, jika percobaan telah selesai. n. Melepaskan steker dari stop kontak sumber listrik. o. Menghitung debit aliran menggunakan persamaan debit.



6. Sumber Rujukan 



Armfield. 2007. Instruction manual F1-10. Hydraulics Bench. England: Armfield







Bambang Triatmodjo. 2012. Hidraulika 1. Cetakan ke-13. Yogyakarta: Beta Offset



3



PENGUKURAN TINGGI MUKA AIR DENGAN ALAT UKUR POINT GAUGE 1. Maksud dan Tujuan Mengukur tinggi muka air dengan alat ukur point gauge (meteran taraf). 2. Alar dan Bahan a. Hydraulics bench b. Point gauge c. Weir plat d. Air 3. Teori Pengukuran posisi permukaan air dalam kondisi permanen (steady state) seringkali diperlukan pada pengamatan hidraulika. Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan suatu point kecil yang secara manual diatur untuk menyentuh permukaan air, dan pembacaan pergerakan vertikal dilakukan dengan menggunakan skala Vernier. Sekrup Penjepit



Sekrup Pengunci Skala Vernier



Batang Pengukur



Ujung Point Gambar 6. Detal Point Gauge (Meteran Taraf) Sumber: pribadi



Skala Primer



Gambar 5. Point Gauge (Meteran Taraf) Sumber: pribadi



4



4. Spesifikasi Alat 



Dimensi alat H1-1 adalah tinggi 265 mm, lebar 75 mm, kedalaman 50 mm







Jangkauan 150 mm, ketepatan ± 0,1 mm dengan tingkat akurasi ± 0,2 mm



5. Prosedur Percobaan a. Memasang hydraulics bench, point gauge, dan weir plate. b. Mengatur dump velve actuator menutup lubang pembuangan volumetric tank.



Gambar 7. Dump Valve Actuator Sumber: pribadi



c. Menekan tombol “on” pada power switch.



Gambar 8. Power Switch Sumber: pribadi



5



d. Membuka dan mengatur aliran memalui katup pada flow control valve (putar ke kiri untuk membuka dan membesarkan aliran, putar ke kanan untuk menutup atau mengecilkan aliran) pada suatu aliran tertentu.



Gambar 9. Flow Control Valve Sumber: pribadi



e. Jika aliran sudah diatur pada flow control valve, biarkan dan jangan diubah-ubah dan tunggu sampai aliran air stabil dan tenang. f. Untuk mengukur posisi permukaan bebas (batas udara dan air) pada saluran terbuka, pertama tentukan dahulu posisi datum (titik nol). g. Memutar pelan-pelan sekrup penjepit, menahan batang pengukur, dan menggeser ke atas atau ke bawah sampai ujung point gauge pada posisi nol yang diperlukan (yaitu dasar saluran). Kemudian, mengencangkan sekrup penjepit untuk sementara. h. Melepaskan sekrup pengunci pada belakang skala Vernier dan geser skala tersebut sampai angka “0” skala Vernier berhimpitan satu garis lurus dengan angka “0” skala primer. Mengencangkan kembali sekrup pengunci. i. Melepaskan sekrup penjepit dan menggeser batang pengukur sampai ujung point gauge terletak agak menyentuh permukaan air. Mengencangkan sekrup pengunci, dan mengatur batang pengukur dengan sekrup pengatur tinggi yang halus sampai ujung point gauge benar-benar menyentuh permukaan air. j. Membaca tinggi permukaan air tersebut pada skala Vernier.



6



Gambar 10. Pembacaan Skala Sumber: Pribadi



k. Mengulangi langkah “g” sampai “j” sebanyak 3 kali. l. Jika percobaan telah selesai, tekan tombol “off” pada power switch. 6. Sumber Rujukan 



Armfield. 2006. Intruction Manual. Hydraulics Instruments H1-1/H1-2/H13/H1-7/H1-8/H1-10/H1-11. England: Armfield.



7



LABORATORIUM HIDROLIKA JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MALANG Gedung G3 Lt. 2 Kampus UM Jl. Semarang No. 5 Malang PENGUKURAN TINGGI MUKA AIR DAN DEBIT ALIRAN Data alat: Tipe Peluap Sudut Takikan Tinggi Datum (h₀) Tinggi Saluran Lebar Saluran



Dikerjakan: Tanggal : 11 Februari 2019 Kelompok :4 Offering :F



: Segitiga : 90° : 125 mm : 165 mm : 250 mm



Tabel Data Pengamatan dan Perhitungan No



H (mm)



Head (H) = h - h₀ (mm)



1



163



38



2



159,5



34,8



3



156



31



4



150



25,8



5



146,4



21,4



Volume (V) (liter)



Waktu (t) (detik)



5 10 5 15 4 8 6 12 3 6



10,3 20,35 13,64 41,62 15,55 31,35 37,46 73.41 29,3 59,09



Debit (Q) = V/t (liter / detik) 0,49 0,49 0,37 0,36 0,26 0,26 0,16 0,16 0,10 0,10



Q rata-rata = (Q₁ + Q₂) / 2 (liter/detik) 0,49 0,35 0,26 0,16 0,10



Grafik Hubungan H - Q 40



y = -76.453x2 + 87.35x + 13.464 R² = 0.9988



35



Head (mm)



30 25 20 15 10 5 0 0



0.1



0.2



0.3



0.4



0.5



0.6



Debit (liter/detik)



8



Kesimpulan Pada praktikum tersebut dapat disimpulkan bahwa tinggi muka air berbanding lurus dengan besarnya laju aliran air atau debit air. Dari hasil praktikum yang telah dilakukan, dapat diaplikasikan pada sebuah grafik. Dengan sumbu x sebagai ketinggian permukaan air atau Head (H) dan sumbu y sebagai laju aliran air atau Debit (Q). Hubungan antara debit dengan tinggi permukaan air dapat dirumuskan dengan persamaan fungsi kuadrat y = -76,453x2 + 87,35x +13,464 dan R2 = 0,9988. Dalam praktikum ini digunakan pintu ukur berbentuk segitiga. Untuk pengujian di laboratorium, pintu ukur tersebut dipasang pada sebuah bak hidrolis (hydraulic bench) yang dilengkapi dengan pompa sirkulasi air. Makin besar debit air yang dialirkan, makin besar pula pengaliran yang melalui pintu, demikian pula sebaliknya sehingga dengan mengetahui geometri (dimensi) pintu serta saluran di hulu pintu dan mengukur tinggi muka air di atas mercu pintu, dapat dihitung besarnya debit aliran. Pengukuran tinggi muka air di lapangan dilakukan dengan cara manual yaitu dengan membaca elevasi permukaan air yang tertera pada staff gauge biasa yaitu alat duga air yang tidak dengan sendirinya dapat bekerja secara otomatis dalam mencatat fluktuasi muka air berdasarkan fungsi waktu. Pengukurannya dilakukan oleh seorang pengamat secara teratur setiap harinya, minimal dilakukan tiga kali setiap harinya yaitu pukul 07.00 pukul 12.00 dan pukul 17.00 waktu setempat, apabila diperlukan frekuensi pengukurannya dapat ditambah, terutama selama terjadi banjir agar data muka airnya lebih lengkap.



Gambar 10. Staff Gauge Sumber: google.com (2019)



9



Gambar 11. Pemasangan Triangular Notch Sumber: http://1.bp.blogspot.com



Gambar 12. Aliran Air Melalui Triangular Notch Sumber: google.com (2019)



10