![Gabungan Laporan Mekflu Kelompok 7 [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/gabungan-laporan-mekflu-kelompok-7.jpg)
9 0 5 MB
LAPORAN PRAKTIKUM TBS2207 MEKANIKA FLUIDA Diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan Tahap Sarjana Modul 1 Modul 2 Modul 3 Modul 4 Modul 5 Modul 6 Modul 7 Modul 8
– Kehilangan Tinggi Tekan – Tumbukan Akibat Pancaran Fluida – Osborne Reynold – Tinggi Metasentrik – Tekanan Hidrostatis – Aliran Di Atas Pelimpah Ambang Lebar dan Tajam – Pintu Sorong dan Air Loncat – Aliran Melalui Venturiflume Disusun Oleh: Kelompok 7
Putri Nur Indah Sari Santi Dwi Apriyani Sarah Dila Rahmawati Putri Riska Fadilah Rangkuti
119310032 119310033 119310034 119310035
Asisten Preza Setiawan
119210174
LABORATORIUM HIDRAULIKA PROGRAM STUDI TEKNIK BIOSISTEM JURUSAN TEKNIK PROSES DAN HAYATI INSTITUT TEKNOLOGI SUMATERA 2021
Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi
INSTITUT TEKNOLOGI SUMATERA Jalan Terusan Ryacudu, Desa Way Hui, Kecamatan Jati Agung, Lampung Selatan 35365 Telepon: (0721) 8030188, Email: [email protected], Website: http://www.itera.ac.id
LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA SEMESTER IV TAHUN 2020/2021 Diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan Tahap Sarjana Modul 1 Modul 2 Modul 3 Modul 4 Modul 5 Modul 6 Modul 7 Modul 8
– Kehilangan Tinggi Tekan – Tumbukan Akibat Pancaran Fluida – Osborne Reynold – Tinggi Metasentrik – Tekanan Hidrostatis – Aliran Di Atas Pelimpah Ambang Lebar dan Tajam – Pintu Sorong dan Air Loncat – Aliran Melalui Venturiflume Disusun Oleh: Kelompok 7
Putri Nur Indah Sari Santi Dwi Apriyani Sarah Dila Rahmawati Putri Riska Fadilah Rangkuti
119310032 119310033 119310034 119310035
Telah Disetujui, Asisten Kelompok
Koordinator Asisten
Preza Setiawan NIM. 119210174
Yuni Safitri NIM. 21117028
Koordinator Laboratorium Teknik Biosistem
Koordinator Laboratorium Teknik Sipil
Dwi Cahyani, S.T.P, M.Sc. NIP. 199007292019032023
Syahidus Syuhada, S.T., M.T. NIP. 199204102019031019
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
INSTITUT TEKNOLOGI SUMATERA Jalan Terusan Ryacudu, Desa Way Hui, Kecamatan Jati Agung, Lampung Selatan 35365 Telepon: (0721) 8030188, Email: [email protected], Website : http://www.itera.ac.id
LEMBAR ACC JILID
NAMA
:
1. Putri Nur Indah Sari
119310032
2. Santi Dwi Apriyanti
119310033
3. Sarah Dila Rahmawati Putri
119310034
4. Riska Fadilah Rangkuti
119310035
KELOMPOK
: 7 (Tujuh)
MATA KULIAH
:
Mekanika Fluida
NO
TANGGAL
KETERANGAN
1.
31 Maret 2021
Penentuan Format Laporan
2.
13 April 2021
Perhitungan Excel dan Grafik
3.
17 April 2021
Format Laporan, Ukuran, Font dan Spasi
4.
18 April 2021
Laporan yang Sudah Direvisi
5.
19 April 2021
Laporan yang Sudah Direvisi
6.
19 April 2021
Laporan yang Sudah Direvisi
7.
19 April 2021
Laporan yang Sudah Direvisi
PARAF
Lampung Selatan,_____________________2021 Asisten,
PREZA SETIAWAN NIM. 119210174
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat, rahmat, dan hidayah-Nya, kami dapat menyelesaikan laporan ini yang berjudul Laporan Praktikum Mekanika Fluida. Adapun tujuan dari kami akan laporan ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah Mekanika Fluida Semester 4 Tahun Ajaran 2020/2021 di Institut Teknologi Sumatera. Dalam menyelesaikan laporan ini, kami mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak sehingga pada akhirnya laporan ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu, sudah sepantasnya kami ucapkan terima kasih kepada : 1.
Ibu Nova Anika, S.T.P, M.Si, Ph.D. dan Pak Drs. Tamrin Ajis, selaku dosen mata kuliah Mekanika Fluida yang sudah memberi materi mengenai mata kuliah tersebut dengan baik.
2.
Preza Setiawan selaku asisten praktikum mata kuliah Mekanika Fluida
3.
Orang tua dan keluarga kami, yang telah memberi banyak motivasi pada kami dalam mengerjakan laporan ini.
4.
Teman-teman Teknik Biosistem Institut Teknologi Sumatera yang telah memberi dukungan dan sediki banyaknya kontribusi pada kelompok kami.
Akhir kata, kami meminta maaf jika masih terdapat banyak kesalahan dan kekurangan dalam penulisan ataupun penyusunan laporan praktikum ini. Kami sangat menerima kritik dan saran dari pembaca agar kedepannya kami dapat memperbaikinya dan dapat membuat karya yang lebih baik lagi.
Lampung Selatan, 25 April 2021
Tim Penulis
Laporan Mekanika Fluida
i
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................ i DAFTAR ISI .......................................................................................................... ii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vi DAFTAR GRAFIK ............................................................................................... x DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii MODUL 1 KEHILANGAN TINGGI TEKAN ................................................. 1 1.1. Pendahuluan ............................................................................................... 1 1.2. Tujuan Praktikum ....................................................................................... 1 1.3. Alat Dan Bahan .......................................................................................... 2 1.4.
Landasan Teori .......................................................................................... 3
1.5.
Prosedur Percobaan ................................................................................... 5
1.6.
Data Hasil Percobaan ................................................................................ 8
1.7.
Perhitungan ................................................................................................ 9
1.8.
Analisis .................................................................................................... 42
1.9.
Kesimpulan .............................................................................................. 43
1.10. Saran ........................................................................................................ 43 1.11. Daftar Pustaka ......................................................................................... 44 1.12. Lampiran ................................................................................................. 44 MODUL 2 TUMBUKAN AKIBAT PANCARAN FLUIDA(Jet Impact) ....... 45 2.1.
Pendahuluan ............................................................................................ 45
2.2.
Tujuan ...................................................................................................... 46
2.3.
Alat dan Bahan ........................................................................................ 46
2.4.
Landasan Teori ........................................................................................ 49
2.5.
Prosedur Percobaan ................................................................................. 50
2.6.
Data Hasil Percobaan .............................................................................. 53
2.7.
Perhitungan .............................................................................................. 54
2.8. Analisis ..................................................................................................... 80 2.9. Kesimpulan ............................................................................................... 81 2.10. Saran ......................................................................................................... 81
Laporan Mekanika Fluida
ii
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
2.11. Daftar Pustaka ......................................................................................... 81 2.12. Lampiran ................................................................................................. 82 MODUL 3 OSBORNE REYNOLD.................................................................... 83 3.1.
Pendahuluan ............................................................................................ 83
3.2.
Tujuan Percobaan .................................................................................... 83
3.3.
Alat dan Bahan ........................................................................................ 84
3.4.
Landasan Teori ....................................................................................... 85
3.5.
Prosedur Percobaan ................................................................................ 87
3.6.
Data Hasil Pratikum ............................................................................... 90
3.7.
Perhitungan ............................................................................................. 90
3.8.
Analisis ................................................................................................... 97
3.9.
Kesimpulan ............................................................................................. 98
3.10. Saran ....................................................................................................... 99 3.11. Daftar Pustaka ........................................................................................ 99 3.12
Lampiran ................................................................................................ 99
MODUL 4 TINGGI METASENTRIK ........................................................... 100 4.1.
Pendahuluan ......................................................................................... 100
4.2.
Tujuan ................................................................................................... 100
4.3.
Alat dan Bahan ..................................................................................... 101
4.4.
Teori Dasar ........................................................................................... 102
4.5.
Prosedur Percobaan .............................................................................. 104
4.6.
Data Hasil Percobaan ........................................................................... 105
4.7.
Perhitungan ........................................................................................... 108
4.8.
Analisis ................................................................................................. 126
4.9.
Kesimpulan ........................................................................................... 127
4.10. Saran ..................................................................................................... 128 4.11. Daftar Pustaka ...................................................................................... 128 4.12. Lampiran .............................................................................................. 129 MODUL 5 TEKANAN HIDROSTATIS......................................................... 152 5.1.
Pendahuluan ......................................................................................... 152
5.2.
Tujuan Praktikum ................................................................................. 152
Laporan Mekanika Fluida
iii
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
5.3.
Alat dan Bahan ...................................................................................... 153
5.4.
Landasan Teori ...................................................................................... 154
5.5.
Prosedur Percobaan ............................................................................... 156
5.6.
Data Hasil Percobaan ............................................................................ 158
5.7.
Perhitungan ............................................................................................ 159
5.8.
Analisis .................................................................................................. 167
5.9.
Kesimpulan ............................................................................................ 169
5.10. Saran ...................................................................................................... 169 5.11. Daftar Pustaka ....................................................................................... 170 5.12. Lampiran ............................................................................................... 171 MODUL 6 AMBANG BATAS DAN AMBANG TAJAM ............................. 174 6.1.
Pendahuluan .......................................................................................... 174
6.2.
Tujuan Praktikum .................................................................................. 174
6.3.
Alat dan Bahan ...................................................................................... 175
6.4.
Teori Dasar ............................................................................................ 176
6.5.
Prosedur Percobaan .............................................................................. 178
6.6.
Data Hasil Percobaan ........................................................................... 180
6.7.
Perhitungan ........................................................................................... 182
6.8.
Analisis .................................................................................................. 190
6.9.
Kesimpulan ............................................................................................ 193
6.10. Saran ...................................................................................................... 193 6.11. Daftar Pustaka ....................................................................................... 194 6.12. Lampiran ............................................................................................... 194 MODUL 7 PINTU SORONG DAN AIR LONCAT ..................................... 173 7.1.
Pendahuluan .......................................................................................... 173
7.2.
Tujuan Praktikum .................................................................................. 173
7.3.
Alat Dan Bahan Praktikum.................................................................... 174
7.4.
Landasan Teori ..................................................................................... 176
7.5.
Prosedur Percobaan .............................................................................. 179
7.6.
Data Hasil Percobaan ........................................................................... 181
7.7.
Perhitungan ........................................................................................... 182
Laporan Mekanika Fluida
iv
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
7.8.
Analisis ................................................................................................ 200
7.9.
Kesimpulan .......................................................................................... 201
7.10.
Saran .................................................................................................... 201
7.11.
Daftar Pustaka ..................................................................................... 202
7.12.
Lampiran ............................................................................................. 202
MODUL 8 ALIRAN MELALUI VENTURIFLUME ................................... 204 8.1.
Pendahuluan ......................................................................................... 204
8.2.
Tujuan ................................................................................................... 204
8.3.
Alat dan Bahan ..................................................................................... 205
8.4.
Landasan Teori ..................................................................................... 206
8.5.
Prosedur Percobaan .............................................................................. 207
8.6.
Data Hasil Percobaan ........................................................................... 209
8.7.
Perhitungan ........................................................................................... 210
8.8.
Analisis .................................................................................................. 223
8.9
Kesimpulan ............................................................................................ 225
8.10. Saran ...................................................................................................... 225 8.11 Daftar Pustaka ....................................................................................... 225 8.12 Lampiran ............................................................................................... 226
Laporan Mekanika Fluida
v
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
DAFTAR GAMBAR
KEHILANGAN TINGGI TEKAN Gambar 1.3.1
Stopwatch ....................................................................................2
Gambar 1.3.2
Meja Hidraulika ...........................................................................2
Gambar 1.3.3
Gelas Ukur ...................................................................................2
Gambar 1.3.4
Piezometer ...................................................................................3
Gambar 1.5.1. Menyiapkan Alat dan Bahan ......................................................5 Gambar 1.5.2. Hidupkan Meja Hidraulik ............................................................5 Gambar 1.5.3. Putar Tuas ...................................................................................6 Gambar 1.5.4. Membuka satu pipanya ...............................................................6 Gambar 1.5.5. Mengukur Tinggi Fluida .............................................................6 Gambar 1.5.6. Buka Pipa Satunya .......................................................................7 Gambar 1.5.7. Mengukur Tinggi Fluida .............................................................7 Gambar 1.5.8. Menghitung Waktu Debit Air ......................................................7 Gambar 1.5.9. Mematikan Alat ...........................................................................8
TUMBUKAN AKIBAT PANCARAN FLUIDA Gambar 2.3.1. Meja Hidraulik ...........................................................................46 Gambar 2.3.2. Jet Impact Apparatus .................................................................46 Gambar 2.3.3. Piringan Cekung ........................................................................47 Gambar 2.3.4. Piringan Setengah Bola ..............................................................47 Gambar 2.3.5. Piringan Datar ............................................................................47 Gambar 2.3.6. Piringan 30° ..............................................................................48 Gambar 2.3.7. Beban Pemberat .........................................................................48 Gambar 2.3.8. Stopwatch ...................................................................................48 Gambar 2.5.1. Memastikan aliran listrik pada alat ............................................50 Gambar 2.5.2. Menghidupkan alat ....................................................................50 Gambar 2.5.3. Memasang piringan ...................................................................50 Gambar 2.5.4. Menambahkan beban pemberat .................................................51
Laporan Mekanika Fluida
vi
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Gambar 2.5.5. Membaca nilai simpangan .........................................................51 Gambar 2.5.6. Menghidupkan pompa ...............................................................51 Gambar 2.5.7. Menyeimbangkan neraca ...........................................................52 Gambar 2.5.7.
Menghitung debit .......................................................................52
Gambar 2.5.7.
Mematikan alat ..........................................................................52
OSBORNE REYNOLD Gambar 3.3.1. Meja Hidraulik ...........................................................................84 Gambar 3.3.2. Stopwatch ...................................................................................84 Gambar 3.3.3. Gelas Ukur ................................................................................84 Gambar 3.3.4. Tinta ...........................................................................................85 Gambar 3.3.5. Alat Osborne Reynold Satu Set .................................................85 Gambar 3.5.1. Sambungkan meja hidraulik ke stopkontak ...............................87 Gambar 3.5.2. Memasukkan tinta ......................................................................87 Gambar 3.5.3. Menyalakan meja .......................................................................87 Gambar 3.5.4. Buka tutup tinta..........................................................................88 Gambar 3.5.5. Atur katup ..................................................................................88 Gambar 3.5.5. Atur Suhu Air .............................................................................88 Gambar 3.5.5. Hitung volume dengan stopwacth ..............................................89 Gambar 3.5.5. Atur katup ...................................................................................89 Gambar 3.5.5. Matikan meja hidraulik ...............................................................89
TINGGI METASENTRIK Gambar 4.3.1. Penggaris..................................................................................101 Gambar 4.3.2. Bejana Air ...............................................................................101 Gambar 4.3.3. Ponton .....................................................................................101 Gambar 4.5.1. Mengukur panjang dan lebar ponton .......................................104 Gambar 4.5.2. Masukkan ponton ke air ...........................................................104 Gambar 4.5.3. Menggeser beban ....................................................................104
Laporan Mekanika Fluida
vii
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Gambar 4.5.4. Dengan tangga yang berbeda ...................................................105
TEKANAN HIDROSTATIS Gambar 5.3.1. Alat Peraga Tekanan Hidrostatis .............................................133 Gambar 5.3.2. Satu Set Alat Pemberat ............................................................133 Gambar 5.3.3. Gelas Ukur ...............................................................................133 Gambar 5.3.4. Gantungan pemberat ................................................................134 Gambar 5.4.1. Sketsa Alat Percobaan Tekanan Hidrostatis ............................135 Gambar 5.5.1. Kalibrasi sampai stabil .............................................................136 Gambar 5.5.2. Menggantungkan alat pemberat ...............................................136 Gambar 5.5.3. Mengisi air agar stabil .............................................................136 Gambar 5.5.4. Mengatur beban pengatur .......................................................137 Gambar 5.5.5. Mengisi air ...............................................................................137
ALIRAN DI ATAS PELIMPAH AMBANG LEBAR DAN TAJAM Gambar 6.3.1. Saluran Terbuka .......................................................................153 Gambar 6.3.2. Ambang Lebar .........................................................................153 Gambar 6.3.3. Ambang Tipis ..........................................................................153 Gambar 6.3.4. Alat Pengukur Kedalaman .......................................................154 Gambar 6.3.5. Penggaris..................................................................................154 Gambar 6.5.1. Menghidupkan saluran terbuka................................................156 Gambar 6.5.2. Kalibrasi alat ............................................................................156 Gambar 6.5.3. Menghidupkan alat ..................................................................156 Gambar 6.5.4. Mengatur debit air ....................................................................157 Gambar 6.5.5. Ukur tinggi air..........................................................................157 Gambar 6.5.6. Matikan keran air .....................................................................157 Gambar 6.5.7. Matikan alat saluran terbuka ....................................................158
PINTU SORONG DAN AIR LONCAT Gambar 7.3.1. Saluran Terbuka .......................................................................174
Laporan Mekanika Fluida
viii
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Gambar 7.3.2. Pintu Sorong ............................................................................174 Gambar 7.3.3. Pompa Air ................................................................................174 Gambar 7.3.4. Alat Pengukur Kedalaman .......................................................175 Gambar 7.3.5. Mistar .......................................................................................175 Gambar 7.3.6. Smart tool.................................................................................175 Gambar 7.5.1. Memasang pintu sorong ...........................................................180 Gambar 7.5.2. Mengalirkan air ........................................................................180 Gambar 7.5.3
Mengukur .................................................................................181
Gambar 7.12.2. Alat Pintu Sorong dan Air Loncat ...........................................197 Gambar 7.12.3. Mistar .......................................................................................197
ALIRAN MELALUI VENTURIFLUME Gambar 8.3.1. Venturi Aparatus .....................................................................205 Gambar 8.3.2. Meja Hidraulik .........................................................................205 Gambar 8.3.3. Stopwatch .................................................................................205 Gambar 8.4.1. Kondisi Ideal Venturimeter .....................................................206 Gambar 8.5.1. Meja Hidraulik Dihidupkan .....................................................207 Gambar 8.5.2. Katup dihidupkan.....................................................................208 Gambar 8.5.3. Ketinggian Air Diukur ............................................................208 Gambar 8.5.4. Debit Ditambah .......................................................................208 Gambar 8.5.5. Meja Hidraulik Dimatikan .......................................................209
Laporan Mekanika Fluida
ix
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
DAFTAR GRAFIK
KEHILANGAN TINGGI TEKAN Grafik 1.7.1
Log Hf vs Log Q ........................................................................39
Grafik 1.7.2
Fb vs Re .....................................................................................40
Grafik 1.7.3
Fdw vs Re ..................................................................................40
Grafik 1.7.4
HL (He 0) vs HL (He = 0) ......................................................41
Grafik 1.7.5.
Kb vs Ki ....................................................................................41
TUMBUKAN AKIBAT PANCARAN FLUIDA Grafik 2.7.1.
Hubungan nilai F hitung dengan F ukur pada piringan datar ....76
Grafik 2.7.2.
Hubungan nilai F ukur dengan W pada piringan datar ..............77
Grafik 2.7.3.
Hubungan nilai F hitung dengan F ukur para piringan cekung .77
Grafik 2.7.4.
Hubungan nilai F ukur dengan W pada piringan cekung ..........78
Grafik 2.7.5.
Hubungan nilai F hitung dengan F ukur pada piringan setengah bola ............................................................................................78
Grafik 2.7.6.
Hubungan nilai F ukur dengan W pada piringan setengah bola 79
Grafik 2.7.7.
Hubungan nilai F hitung dengan F ukur pada piringan 30° .......79
Grafik 2.7.8.
Hubungan nilai F ukur dengan W pada piringan 30° ................80
OSBORNE REYNOLD Grafik 3.7.1.
Re vs Q aliran laminar ...............................................................95
Grafik 3.7.2.
Log F vs Log Re pada aliran laminar ........................................96
Grafik 3.7.3.
Re vs Q aliran transisi ................................................................96
Grafik 3.7.4.
Log F vs Log Re pada aliran transisi .........................................96
Grafik 3.7.5.
Re vs Q aliran turbulen ..............................................................97
Grafik 3.7.6.
Log F vs Log Re pada aliran turbulen .......................................97
Laporan Mekanika Fluida
x
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
TINGGI METASENTRIK Grafik 4.7.1.
Hubungan tinggi metasentrik dengan sudut tinggi massa pengatur 0 cm bagian kanan ....................................................121
Grafik 4.7.2.
Hubungan tinggi metasentrik dengan sudut tinggi massa pengatur 0 cm bagian kiri ........................................................122
Grafik 4.7.3.
Hubungan tinggi metasentrik dengan sudut tinggi massa pengatur 5 cm bagian kanan ...................................................122
Grafik 4.7.4.
Hubungan tinggi metasentrik dengan sudut tinggi massa pengatur 5 cm bagian kiri ........................................................123
Grafik 4.7.5.
Hubungan tinggi metasentrik dengan sudut tinggi massa pengatur 10 cm bagian kanan .................................................123
Grafik 4.7.6.
Hubungan tinggi metasentrik dengan sudut tinggi massa pengatur 10 cm bagian kiri ......................................................124
Grafik 4.7.7.
Hubungan tinggi metasentrik dengan sudut tinggi massa pengatur 15 cm bagian kanan .................................................124
Grafik 4.7.8.
Hubungan tinggi metasentrik dengan sudut tinggi massa pengatur 15 cm bagian kiri .....................................................125
Grafik 4.7.9.
Hubungan tinggi metasentrik dengan sudut tinggi massa pengatur 20 cm bagian kanan ..................................................125
Grafik 4.7.10.
Hubungan tinggi metasentrik dengan sudut tinggi massa pengatur 20 cm bagian kiri .....................................................126
TEKANAN HIDROSTATIS Grafik 5.7.1.
Hubungan tinggi air terhadap momen terendam sebagian ......146
Grafik 5.7.2.
Hubungan tinggi air terhadap momen terendam seluruhnya ...146
ALIRAN DI ATAS PELIMPAH AMBANG LEBAR DAN TAJAM Grafik 6.7.1.
H/L vs Cd ambang lebar ..........................................................163
Grafik 6.7.2.
H/L vs Cd ambang tajam .........................................................163
Grafik 6.7.3.
K¶YV&GDPEDQJOHEDU .............................................................164
Grafik 6.7.4
K¶YV&GDPEDQJWDMDP ............................................................164
Laporan Mekanika Fluida
xi
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Grafik 6.7.5.
H vs Q^2/3 ambang lebar ........................................................165
Grafik 6.7.6.
H vs Q^2/3 ambang tajam .......................................................165
Grafik 6.7.7.
V vs A ambang lebar ...............................................................166
Grafik 6.7.8.
V vs A ambang tajam ..............................................................166
Grafik 6.7.9.
Log Q vs Log H ambang lebar ................................................167
Grafik 6.7.10.
Log Q vs Log H ambang tajam................................................167
PINTU SORONG DAN AIR LONCAT Grafik 7.7.1.
Cc vs Yg/Yo (1) .......................................................................193
Grafik 7.7.2.
Cc vs Yg/Yo (2) .......................................................................193
Grafik 7.7.3.
Cv vs Yg/Yo (1).......................................................................194
Grafik 7.7.4.
Cv vs Yg/Yo (2).......................................................................194
Grafik 7.7.5.
Cv vs Fh (1) ...............................................................................19
Grafik 7.7.6.
Cv va Fh (2) .............................................................................195
Grafik 7.7.7.
Fg/Fh vs Yg/Yo (1) ..................................................................195
Grafik 7.7.8.
Fg/Fh vs Yg/Yo (2) ..................................................................196
Grafik 7.7.9.
Yb/Ya teori vs Yb/Ya percobaan (1) .......................................196
Grafik 7.7.10.
Yb/Ya teori vs Yb/Ya percobaan (2) .......................................197
Grafik 7.7.11.
Yb/Ya vs Fr (1) ........................................................................197
Grafik 7.7.12.
Yb/Ya vs Fr (2) ........................................................................198
Grafik 7.7.13.
Yc vs Emin (1) .........................................................................198
Grafik 7.7.14.
Yc vs Emin (2) .........................................................................199
ALIRAN MELALUI VENTURIFLUME Grafik 8.7.1.
Debit vs Beda ketinggian .........................................................221
Grafik 8.7.2.
Koefisien vs Debit ...................................................................221
Grafik 8.7.3.
Distance Along Venturi vs ADP 1 ...........................................222
Grafik 8.7.4.
Distance Along Venturi vs ADP 2 ...........................................222
Grafik 8.7.5.
Distance Along Venturi vs ADP 3 ...........................................223
Laporan Mekanika Fluida
xii
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
DAFTAR TABEL
KEHILANGAN TINGGI TEKAN Tabel 1.6.1.
Data pipa biru dibuka...................................................................8
Tabel 1.6.2.
Data pipa abu-abu dibuka ............................................................8
Tabel 1.7.1.
KTT akibat gesekan pipa lurus biru (3&4) ................................36
Tabel 1.7.2.
KTT akibat gesekan pipa lurus abu-abu ....................................37
Tabel 1.7.3.
KTT akibat ekspansi tiba-tiba ....................................................37
Tabel 1.7.4.
KTT akibat kontraksi tiba-tiba...................................................37
Tabel 1.7.5.
KTT tikungan siku tajam R = 0 .................................................38
Tabel 1.7.6.
KTT tikungan siku tajam R = 12,7 mm ....................................38
Tabel 1.7.7.
KTT tikungan siku tajam R = 50 mm ........................................38
Tabel 1.7.8.
KTT tikungan siku tajam R =100 mm .......................................39
Tabel 1.7.9.
KTT tikungan siku tajam R = 150 mm .....................................39
TUMBUKAN AKIBAT PANCARAN FLUIDA Tabel 2.6.1.
Piringan datar .............................................................................53
Tabel 2.6.2.
Piringan cekung .........................................................................53
Tabel 2.6.3.
Piringan setengah bola ...............................................................53
Tabel 2.6.4.
Piringan 30° ...............................................................................54
Tabel 2.7.1.
Data hasil perhitungan piringan datar ........................................74
Tabel 2.7.2.
Data hasil perhitungan piringan cekung ....................................74
Tabel 2.7.3.
Data hasil perhitungan piringan cekung setengah bola .............75
Tabel 2.7.4.
Data hasil perhitungan piringan 30° ..........................................76
OSBORNE REYNOLD Tabel 3.6.1.
Data hasil praktikum ..................................................................90
Tabel 3.7.1.
Data hasil perhitungan ...............................................................95
Laporan Mekanika Fluida
xiii
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
TINGGI METASENTRIK Tabel 4.6.1.
Data hasil percobaan untuk tinggi massa pengatur 0 cm .........105
Tabel 4.6.2.
Data hasil percobaan untuk tinggi massa pengatur 5 cm ........106
Tabel 4.6.3.
Data hasil percobaan untuk tinggi massa pengatur 10 cm .......106
Tabel 4.6.4.
Data hasil percobaan untuk tinggi massa pengatur 15 cm .......107
Tabel 4.6.5.
Data hasil percobaan untuk tinggi massa pengatur 20 cm .......107
Tabel 4.6.6.
Data hasil percobaan tinggi metasentrik ..................................108
Tabel 4.7.1.
Data hasil perhitungan untuk tingga massa pengatur 0 cm .....119
Tabel 4.7.2.
Data hasiil perhitungan untuk tinggi massa pengatur 5 cm .....119
Tabel 4.7.3.
Data hasiil perhitungan untuk tinggi massa pengatur 10 cm ..120
Tabel 4.7.4.
Data hasiil perhitungan untuk tinggi massa pengatur 15 cm ..120
Tabel 4.7.5.
Data hasiil perhitungan untuk tinggi massa pengatur 20 cm ..121
TEKANAN HIDROSTATIS Tabel 5.6.1.
Data hasil percobaan ................................................................138
Tabel 5.7.1
Data hasil perhitungan tekanan hidrostatis ..............................145
ALIRAN DI ATAS PELIMPAH AMBANG LEBAR DAN TAJAM Tabel 6.6.1.
Data hasil percobaan ................................................................158
Tabel 6.6.2.
Ambang lebar dan ambang tajam ............................................158
Tabel 6.6.3.
Hasil perhitungan dari percobaan ambang lebar .....................159
Tabel 6.6.4
Hasil perhitungan dari percobaan ambang tajam .....................159
PINTU SORONG DAN AIR LONCAT Tabel 7.6.1.
Pintu sorong pada debit tetap dan pintu sorong berubah .........181
Tabel 7.6.2.
Pintu sorong pada debit berubah dan pintu sorong tetap .........181
Tabel 7.7.1.
Debit tetap dan pintu sorong berubah ......................................192
Tabel 7.7.2.
Debit berubah dan pintu sorong tetap ......................................192
Laporan Mekanika Fluida
xiv
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
ALIRAN MELALUI VENTURIFLUME Tabel 8.6.1.
Data percobaan diameter pada tabung peizometer .................209
Tabel 8.6.2.
Ketinggian air pada tabung peizometer ...................................209
Tabel 8.7.1.
Data hasil perhitungan .............................................................218
Tabel 8.7.2.
Data hasil perhitungan .............................................................219
Tabel 8.7.3.
Data hasil perhitungan .............................................................220
Laporan Mekanika Fluida
xv
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
MODUL I
Laporan Mekanika Fluida
xvi
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
LEMBAR ASISTENSI PRAKTIKUM
Judul Modul Praktikum
: Kehilangan Tinggi Tekan
Kelompok
: 07
Nama Ketua Kelompok
: Riska Fadilah Rangkuti
119310035
Nama Anggota
: 1. Putri Nur Indah Sari
119310032
2. Santi Dwi Apriyanti
119310033
3. Sarah Dila Rahmawati Putri
119310034
No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Tanggal 31 Maret 2021 13 April 2021 17 April 2021 18 April 2021 19 April 2021 19 April 2021 19 April 2021
KETERANGAN Penentuan Format Laporan Perhitungan Excel dan Grafik Format Laporan, Ukuran, Font dan Spasi Laporan yang Sudah Direvisi Laporan yang Sudah Direvisi Laporan yang Sudah Direvisi Laporan yang Sudah Direvisi
Lampung Selatan,
PARAF
2021
Asisten Praktikum,
Preza Setiawan NIM. 119210174
Laporan Mekanika Fluida
xvii
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
MODUL 1 KEHILANGAN TINGGI TEKAN 1.1. Pendahuluan Dalam suatu aliran fluida close conduit (saluran tertutup) atau pipa, terjadi kehilangan tinggi tekan, Hal-hal yang menjelaskan terjadinya kehilangan tinggi tekan dapat digolongan menjadi dua jenis, yaitu : a.
Major Losses Major losses adalah kehilangan tinggi tekan akibat gosokan yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa abu perubahan kecepatan yang dialami oleh aliran fluida. Contohnya adalah kehilangan tinggi akibat gesekan pada pipa lurus.
b.
Minor Losses Minor losses adalah kehilangan tinggi tekan akibat perubahan geometri pipa. Contohnya adalah kehilangan tinggi tekan karena kontraksi tibatiba. Ekspansi tiba-tiba, dan lingkungan pada pipa
Dalam praktikum ini, digunakan dua pipa yaitu pipa biru dan pipu abu-abu. Pipa-SLSD EÕUX apat kehilangan WHUG tinggi tekan akibat faktor gesekan pipa lurus, tikungan tajam dengan jari-jari 0 mm, dan tikungan dengan jari -jari 12,7 mm. Sementara pada pipa abu-abu terdapat kehilangan tinggi tekan akibat faktor gesekan pipa lurus, kontraksi, ekspansi. tikungan dengan jarijari 50 mm, 100 mm, dan 150 mm.
1.2. Tujuan Praktikum Tujuan dari praktikum ini adalah : a. Mempelajari pengaruh efisien gesekan pada pipa b. Menghitung besarnya tinggi tekan akibat gesekan pada pipa lurus, ekspansi tiba ±tiba, kontraksi tiba ±tiba dan tikungan.
Laporan Mekanika Fluida
1
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
1.3. Alat Dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum tinggi tekan ini adalah sebagai berikut : a.
Stopwatch
Gambar 1.3.1. Stopwatch b.
Meja hidrolik
Gambar 1.3.2. Meja Hidrolik c. Gelas ukur
Gambar 1.3.3. Gelas Ukur
Laporan Mekanika Fluida
2
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
d. Piezometer
Gambar 1.3.4. Piezometer 1.4.
Landasan Teori
1.4.1. Teori Dasar Penggunaan pipa banyak ditemukan dalam berbagai kegiatan, seperti instalasi sistem plambing gedung, sistem penyediaan air minum, pengaliran air pada industri, penyaluran air buangan dan berbagai penggunaan lainnya. Dalam pengalirannya, air pada saluran tertutup tentulah memiliki berbagai permasalahan. Salah satunya adalah kehilangan energi yang sangat merugikan dalam aliran fluida di dalam sistem perpipaan, karena dapat menurunkan tingkat efisiensi aliran fluida. Kehilangan energi pada sistem perpipaan dalam keadaan nyatanya banyak disebabkan oleh pemakaian sambungan-sambungan, perubahan diameter, percabangan aliran dan perubahan arah aliran di sepanjang pipa. (Bambang,1993).
Kehilangan tinggi tekan suatu fluida dalam pipa dapat terjadi karena faktor gesekan (major losses) atau akibat faktor perubahan bentuk geometri pipa (minor losses). Major Losses merupakan kehilangan tinggi tekan akibat gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding pipa atau perubahan kecepatan yang dialami oleh aliran fluida, contohnya yaitu kehilangan tinggi akibat gesekan pada pipa lurus.(Asdak, 2007)
Laporan Mekanika Fluida
3
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
1.4.2. Kehilangan tinggi tekan pada pipa lurus Suatu pipa lurus dengan diameter (D) yang tetap, akan mempunyai tinggi tekan akibat gesekan sepanjang pipa (L) sebesar : /Y
+O I
(1.1)
'J
Dimana : Hl
= kehilangan tinggi tekan akibat gesekan (m)
F
= koefisien gesek (tidak berdimensi)
L
= panjang pipa (m)
D
= diameter pipa (m)
V
= kecepatan aliran (m/s)
g
= percepatan gravitasi (m/s2)
1.4.3. Kehilangan Tinggi Tekan Akibat Ekspansi Tiba-Tiba Terdapat 2 rumus untuk ekspansi tiba-tiba ini yaitu yang pertama tanpa adanya tinggi tekan yang dirumuskan dengan :
൫ 3-3൯ Ȗ
'
9
> -ቀ ቁ J '
(1.2)
Lalu yang kedua yaitu dengan adanya tinggi tekan yang dirumuskan sebagai berikut : ൫ 3-3൯ Ȗ
'
9
> - ቀ ቁ - - J ' &F
(1.3)
1.4.4. Kehilangan Tinggi Tekan Akibat Tikungan Pipa Rumus umum yang biasa digunakan adalah : 9
+O .
J
(1.4)
Dimana : Hl = kehilangan energi akibat tikungan K = koefisien kehilangan tinggi tekan
Laporan Mekanika Fluida
4
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Kehilangan tinggi tekan di dalam pipa di dalam tikungan dan sepanjang yang dimamati +O +OE +I
(1.5)
Kehilangan tinggi tekan pada tikungan dibedakan atas 2 macam yaitu : a. Akibat perubahan geometri dengan koefisien tinggi tekan b. Akibat geometri dan gesekan pada tikungan lingkaran dengan koefisien tinggi tekan (Andayani,2017) 1.5. Prosedur Percobaan Berikut ini merupakan prosedur percobaan pada praktikum kali ini : a.
Siapkan semua alat yang dibutuhkan untuk praktikum
Gambar 1.5.1. Menyiapkan Alat dan Bahan b.
Hidupkan meja hidrolik dengan menekan tombol hitam
Gambar 1.5.2. Hidupkan Meja Hidrolik
Laporan Mekanika Fluida
5
Institut Teknologi Sumatera
c.
Kelompok 7
Lalu putar tuas berwarna merah hingga fluida mengalir
Gambar 1.5.3. Putar Tuas d.
Buka salah satu pipa antara pipa biru dan pipa abu-abu pada piezometer
e.
Gambar 1.5.4. Buka Satu Pipa Lalu hitung tinggi pada setiap nomor pipa yang di buka
Gambar 1.5.5. Mengukur Tinggi Fluida
Laporan Mekanika Fluida
6
Institut Teknologi Sumatera
f.
Kelompok 7
Lalu buka pipa yang sebelumnya tertutup dan tutup pipa yang tadi terbuka
g.
Gambar 1.5.6. Buka Pipa Satu nya Lakukan hal yang sama pada pipa yang terbuka dengan menghitung tinggi pada setiap nomor pipa
Gambar 1.5.7. Mengukur tinggi fluida h.
Lalu untuk menghitung waktu debit air, siapkan stopwatch dan gelas ukur, hitung waktu yang digunakan untuk mengisi gelas ukur sebanyak 500 mL
Gambar 1.5.8. Menghitung Waktu Debit Air
Laporan Mekanika Fluida
7
Institut Teknologi Sumatera
i.
Kelompok 7
Setelah itu matikan kembali alat yang telah digunakan dan praktikum pun selesai
Gambar 1.5.9. Mematikan Alat 1.6. Data Hasil Percobaan Tabel 1.6.1 Data pipa biru di buka Percobaan ke-
Tinggi Piezometer (mm) waktu(t)
volume(L) 1
2
5
6
11
12
13
14
15
16
1
9
1
821,86
717,6
868,88
754,4
0,151
0,153
0,063
0,061
0,149
0,145
2
6,3
1
879,29
657,26
961,82
706,38
0,257
0,255
0,178
0,176
0,227
0,265
3
5,7
1
912,47
733,8
984,79
774,22
0,233
0,232
0,168
0,144
0,199
0,250
Tabel 1.6.2 Data Pipa abu-abu di buka percobaan ke-
waktu (t)
Volume(L)
Tinggi Piezometer (mm) 3
4
7
8
9
10
Q
1
7,5
1
151,84
149,89
352,34
369,86
364,02
272,53
0,000133
2
5,4
1
248
250
428
456
448
296
0,000185
3
5,1
1
252
254
430
460
450
298
0,000196
Laporan Mekanika Fluida
8
Institut Teknologi Sumatera
1.7.
Kelompok 7
Perhitungan
1.7.1. Pipa biru di buka a. Nilai Q Rumus dalam mencari Q : 9 W
4
Hasil perhitungan tiap percobaan :
Q =
= 0,111111
4
=
4
=
b. Nilai v Rumus mencari v : 4 9 $ Hasil perhitungan tiap percobaan :
Y
= 765,261
Y
= 1093,231
Y
Laporan Mekanika Fluida
= 1208,308
9
Institut Teknologi Sumatera
c.
Kelompok 7
Nilai Hf Rumus dalam mencari Hf : Y >+ +@ Hasil perhitungan tiap percobaan : Y - 0,002 Y - = 0,002 Y - = 0,002
d.
Nilai Re Rumus dalam mencari Re : Y' 5H X Hasil perhitungan tiap percobaan :
5H
= 10,407
5H
= 14,86
5H e.
= 16,43
Nilai Fb Rumus dalam mencari Fb :
)E ξ5H
Hasil perhitungan tiap percobaan : ඥ
= 0,175
ඥ
= 0,1609
)E )E
)E
ඥ
Laporan Mekanika Fluida
= 0,1596
10
Institut Teknologi Sumatera
f.
Kelompok 7
Nilai Fdw Rumus dalam mencari Fdw : 'J+I )GZ / 9 Hasil perhitungan tiap percobaan : -
)GZ
)GZ
= 0,000583
)GZ
= 0,000583
g.
Nilai Log Hf Rumus dalam mencari Log Hf : /2* +I Hasil Perhitungan tiap percobaan : ሺ ሻ /2*
h.
= 1,36
ሺ ሻ /2*
ሺ ሻ /2*
Nilai Log Q Rumus dalam mencari Log Q : /2* 4 Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ሻ /2*
= 0,9542
ሺ ሻ /2*
ሺ ሻ /2*
Laporan Mekanika Fluida
11
Institut Teknologi Sumatera
1.7.2 a.
Kelompok 7
Pipa abu-abu Dibuka Nilai Q Rumus dalam mencari Q : 9 4
W
Hasil perhitungan tiap percobaan :
4
4
= 0,1851852
= 0,1960784
4 b.
=
Nilai v Rumus mencari v :
4 $
Y Hasil perhitungan tiap percobaan :
Y
= 247,43
Y
= 343,664
Y
= 363,87
c. Nilai Hf Rumus dalam mencari Hf : Y >+ @ Hasil perhitungan tiap percobaan : Y - = 0,00584 Y - Y -
Laporan Mekanika Fluida
12
Institut Teknologi Sumatera
d.
Kelompok 7
Nilai Re Rumus dalam mencari Re :
Y ' X
5H Hasil perhitungan tiap percobaan :
= 6,48
5H
= 9,003
5H
= 9,53
5H e.
Nilai Fb Rumus dalam mencari Fb : )E ξ5H Hasil perhitungan tiap percobaan :
)E
=
ඥ
)E
=
ඥ
)E
=
ඥ
f.
Nilai Fdw Rumus dalam mencari Fdw : 'J+I
)GZ
/ 9
Hasil perhitungan tiap percobaan : )GZ
Laporan Mekanika Fluida
13
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
)GZ )GZ g.
Nilai Log Hf Rumus dalam mencari Log Hf : /2* +I Hasil Perhitungan tiap percobaan : /2* ൫ - ൯ =
h.
/2* ൫ - ൯
=
/2* ൫ - ൯
=
Nilai Log Q Rumus dalam mencari Log Q : /2* 4 Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ሻ /2* = - ሺ ሻ /2* = - ሺ ሻ /2* = -
Laporan Mekanika Fluida
14
Institut Teknologi Sumatera
1.7.3
Kelompok 7
KTT akibat ekspansi tiba-tiba
a) Nilai Q Rumus dalam mencari Q : 9 4 W Hasil perhitungan tiap percobaan :
4 4 4 b) Nilai v Rumus mencari v : 4 Y $ Hasil perhitungan tiap percobaan : Y Y Y
Laporan Mekanika Fluida
15
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
c) Nilai HL Rumus dalam mencari HL : +/ >+ +@ Hasil perhitungan tiap percobaan : +/ -
=
+/ -
=
+/ -
=
d) 1LODL+/ KH 0) 5XPXVGDODPPHQFDUL+/ KH 0) :
Y ' +/ > ቆ ቇ@ J ' Hasil perhitungan tiap percobaan :
+/
- ቀ
ቁ൨
=
+/
- ቀ
ቁ൨
+/
- ቀ
ቁ൨
=
=
e) Nilai HL (he = 0) Rumus dalam mencari HL(he = 0) : Y ' ' +/ >൬ ൰ ൬ ൰ @ J ' ' Hasil perhitungan tiap percobaan :
+/
ቀ
ቁ- ቀ
ቁ൨
Laporan Mekanika Fluida
=
16
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
+/
ቀ
ቁ൨
ቁ- ቀ
+/
ቀ
ቁ൨
ቁ- ቀ
1.7.4
=
=
KTT akibat kontraksi tiba-tiba a) Nilai Q Rumus dalam mencari Q : 9 4 W Hasil perhitungan tiap percobaan :
4
=
4
=
4
=
b) Nilai v Rumus mencari v : 4 Y $ Hasil perhitungan tiap percobaan :
Y
Y
Y
Laporan Mekanika Fluida
= = =
17
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
c) Nilai HL Rumus dalam mencari HL : +/ >+ + @ Hasil perhitungan tiap percobaan : +/ -
= -
+/ -
= -
+/ -
= -
d) 1LODL+/ KH 0) 5XPXVGDODPPHQFDUL+/ KH 0) : Y ' +/ > ൬ ൰ @ J ' Hasil perhitungan tiap percobaan :
+/
- ቀ
ቁ൨
+/
- ቀ
ቁ൨
+/
- ቀ
ቁ൨
=
=
=
e) Nilai HL(he=0) Rumus dalam mencari HL(he=0) : Y ' ' +/ > ൬ ൰ ൬ ൰ @ J ' ' Hasil perhitungan tiap percobaan :
+/
ቀ
ቁ- ቀ
= ቁ൨
Laporan Mekanika Fluida
18
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
+/ ቈ ൬ ൰ ൬ ൰ +/ ቈ ൬ ൰ ൬ ൰
1.7.5
KTT tikungan siku tajam R=0
a. Nilai Q Rumus dalam mencari Q : 9 4 W Hasil perhitungan tiap percobaan :
4
=
4
=
4
=
b. Nilai v Rumus mencari v :
4 Y $ Hasil perhitungan tiap percobaan :
Y
Y
Y
Laporan Mekanika Fluida
= = =
19
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
c. Nilai Re Rumus dalam mencari Re :
Y' 5H X Hasil perhitungan tiap percobaan :
5H
=
5H
=
5H
=
d. Nilai Fb Rumus dalam mencari Fb : )E ξ5H Hasil perhitungan tiap percobaan :
)E
ඥ
)E
ඥ
)E
ඥ
=
=
=
e. Nilai Ht Rumus dalam mencari Ht : +W >+ +@ Hasil perhitungan tiap percobaan : +W - = Ͳǡ ͳͳͶͶͺ +W - = - Laporan Mekanika Fluida
20
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
+W - = - f. Nilai Hf Rumus dalam mencari Hf :
)E/ Y 'J
+I Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
=
ሺ ሺ ሻ ሻ
ሺ ሻ ሺ ሻ +I ሺ ሺ ሻ ሻ ሺ ሻ ሺ ሻ +I ሺ ሺ ሻ ሻ
g. Nilai HLG Rumus dalam mencari Ht : +/* +W +I Hasil perhitungan tiap percobaan +/* - - - +/* - - = - +/* - - = - h. Nilai kb Rumus dalam mencari kb :
+/*J Y
NE Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
Laporan Mekanika Fluida
= -
21
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
= -
ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
= -
i. Nilai Kl Rumus dalam mencari Kl :
J Y
5 ቇ+I @ /
.O > +W ቆ Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ሻ
.O
ሺ ሻ ሺ ሻ
ቂ - -ቀ - ሺሻሺ ሻቁ ቃ = -
ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ 1.7.6
KTT tikungan siku tajam R=12,7 mm a. Nilai Q Rumus dalam mencari Q :
9 W
4 Hasil perhitungan tiap percobaan :
4
4
4
Laporan Mekanika Fluida
= = =
22
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
b. Nilai v Rumus mencari v : 4 Y $ Hasil perhitungan tiap percobaan :
Y
=
Y
=
Y
=
c. Nilai Re Rumus dalam mencari Re :
Y' X
5H Hasil perhitungan tiap percobaan :
5H
=
5H
=
5H
=
d. Nilai Fb Rumus dalam mencari Fb : )E ξ5H Hasil perhitungan tiap percobaan :
)E
ඥ
Laporan Mekanika Fluida
=
23
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
)E
=
ඥ
)E
=
ඥ
e. Nilai Ht Rumus dalam mencari Ht : +W >+ +@ Hasil perhitungan tiap percobaan : +W -
= -
+W -
= -
+W -
= -
f. Nilai Hf Rumus dalam mencari Hf :
)E/ Y 'J
+I
Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
ሺ ሺ ሻ ሻ
=
ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
ሺ ሺ ሻ ሻ
=
ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
Laporan Mekanika Fluida
ሺ ሺ ሻ ሻ
=
24
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
g. Nilai HLG Rumus dalam mencari Ht : +/* +W +I Hasil perhitungan tiap percobaan +/* - -
= -
+/* - -
= -
+/* - -
= -
h. Nilai Kb Rumus dalam mencari kb :
+/*J Y
NE
Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
= -
ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
= -
ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
= -
i. Nilai Kl Rumus dalam mencari Kl :
J Y
5 ቇ+I @ /
.O > +W ቆ Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ሻ
.O
ሺ ሻ ሺ ሻ
ቂ - -ቀ - ሺሻሺ
ቃ= - ቁ
ሻ
ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሻ ሻ ሺ Laporan Mekanika Fluida
25
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ 1.7.7
KTT tikungan siku tajam R=50 mm a. Nilai Q Rumus dalam mencari Q :
9 4 W Hasil perhitungan tiap percobaan :
4
=
4
4
= =
b. Nilai v Rumus mencari v : 4 $
Y
Hasil perhitungan tiap percobaan :
Y
Y
Y
Laporan Mekanika Fluida
= = =
26
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
c. Nilai Re Rumus dalam mencari Re :
Y' X
5H Hasil perhitungan tiap percobaan :
5H
=
5H
=
5H
=
d. Nilai Fb Rumus dalam mencari Fb :
)E ξ5H Hasil perhitungan tiap percobaan :
)E
=
ඥ
)E
=
ඥ
)E
=
ඥ
e. Nilai Ht Rumus dalam mencari Ht : +W >+ +@ Hasil perhitungan tiap percobaan : +W - = - +W -
Laporan Mekanika Fluida
27
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
+W - = f. Nilai Hf Rumus dalam mencari Hf :
)E/ Y 'J
+I
Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
ሺ ሺ ሻ ሻ
=
ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
=
ሺ ሺ ሻ ሻ
ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
ሺ ሺ ሻ ሻ
=
g. nilai HLG Rumus dalam mencari Ht : +/* +W +I Hasil perhitungan tiap percobaan +/* - - = - +/* - - = - +/* - - = - h. Nilai Kb Rumus dalam mencari kb :
+/*J Y
NE
Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
Laporan Mekanika Fluida
-
28
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
= -
ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
= -
i. Nilai Kl Rumus dalam mencari Kl :
J Y
5 ቇ+I @ /
.O > +W ቆ Hasil perhitungan tiap percobaan :
ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ 1.7.8
KTT tikungan siku tajam R=100 mm a. Nilai Q Rumus dalam mencari Q :
9 4 W Hasil perhitungan tiap percobaan :
4
4
4
Laporan Mekanika Fluida
= = =
29
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
b. Nilai v Rumus mencari v : 4 $
Y
Hasil perhitungan tiap percobaan :
Y
=
Y
Y
= =
c. Nilai Re Rumus dalam mencari Re :
Y' X
5H Hasil perhitungan tiap percobaan :
5H
=
5H
=
5H
=
d. Nilai Fb Rumus dalam mencari Fb : )E ξ5H Hasil perhitungan tiap percobaan :
)E
ඥ
Laporan Mekanika Fluida
=
30
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
)E
ඥ
)E
=
ඥ
e. Nilai Ht Rumus dalam mencari Ht : +W >+ +@ Hasil perhitungan tiap percobaan : +W - = +W - = - +W - = - f. Nilai Hf Rumus dalam mencari Hf :
)E/ Y 'J
+I
Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
ሺ ሺ ሻ ሻ
=
ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
ሺ ሺ ሻ ሻ
=
ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
Laporan Mekanika Fluida
ሺ ሺ ሻ ሻ
=
31
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
g. Nilai HLG Rumus dalam mencari Ht : +/* +W +I Hasil perhitungan tiap percobaan +/* - - = - +/* - - = - +/* - - = - h. Nilai Kb Rumus dalam mencari kb :
+/*J Y
NE
Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
= -
= -
= -
i. Nilai Kl Rumus dalam mencari Kl :
J Y
5 ቇ+I @ /
.O > +W ቆ Hasil perhitungan tiap percobaan :
ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ
Laporan Mekanika Fluida
32
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ 1.7.9
KTT tikungan siku tajam R=150 mm a. Nilai Q Rumus dalam mencari Q : 9 W
4
Hasil perhitungan tiap percobaan :
4
=
4
4
= =
b. Nilai v Rumus mencari v : 4 $
Y
Hasil perhitungan tiap percobaan :
Y
Y
Y
Laporan Mekanika Fluida
= = =
33
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
c. Nilai Re Rumus dalam mencari Re :
Y' X
5H Hasil perhitungan tiap percobaan :
5H
=
5H
=
5H
=
d. Nilai Fb Rumus dalam mencari Fb : )E ξ5H Hasil perhitungan tiap percobaan :
)E
=
ඥ
)E
=
ඥ
)E
=
ඥ
e. Nilai Ht Rumus dalam mencari Ht : +W >+ +@ Hasil perhitungan tiap percobaan :
Laporan Mekanika Fluida
34
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
+W - = - +W - = - +W - = - f. Nilai Hf Rumus dalam mencari Hf :
)E/ Y 'J
+I
Hasil perhitungan tiap percobaan : ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
ሺ ሺ ሻ ሻ
=
ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
ሺ ሺ ሻ ሻ
=
ሺ ሻ ሺ ሻ
+I
ሺ ሺ ሻ ሻ
=
g. Nilai HLG Rumus dalam mencari Ht : +/* +W +I Hasil perhitungan tiap percobaan : +/* - - = - +/* - - = - +/* - - = - h. Nilai Kb Rumus dalam mencari kb :
+/*J Y
NE
Hasil perhitungan tiap percobaan : Laporan Mekanika Fluida
35
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
= -
ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
= -
ሺ ൫ - ൯ ሻ
NE
= -
i. Nilai kl Rumus dalam mencari Kl :
J Y
5 ቇ+I @ /
.O > +W ቆ Hasil perhitungan tiap percobaan :
ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ ሺ ሺ ሻ ሺ ሻ ሻ .O ቈ ቆ ቇ ሺ ሺ ሻ ሻ 1.7.10 Tabel Hasil Percobaan Tabel 1.7.1 KTT akibat gesekan pipa lurus biru ( 3 &4) KTT akibat gesekan pipa lurus biru ( 3 &4)
no
Q
v
Hf
Re
Fb
Fdw
Log
Log
Hf
Q
1
2
3
0,111
0,158
0,175
765,26
1093,23
1208,30
0,002
0,002
0,002
10,407
14,86
16,43
0,175
0,160
0,156
-0,00058
0,000583
0,000583
1,36
0,95
-
-
2,69
0,79
-
-
2,69
0,75
Sumber : Data Hasil Percobaan
Laporan Mekanika Fluida
36
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Tabel 1.7.2. KTT akibat gesekan pipa lurus abu-abu KTT akibat gesekan pipa lurus abu-abu (8 & 9)
no
Q
v
Hf
Re
Fb
Fdw
1
0,133
247,43
Log
Log
Hf
Q
2,301
-0,87
-
0,005
6,482
0,198
0,00280
2
0,185
343,66
-
0,008
9,003
0,182
-0,0044
2,096
0,732 -
3
0,196
363,87
-0,01
9,533
0,179
-0,0056
2
0,707
Sumber : Data Hasil Percobaan
Tabel 1.7.3. KTT akibat ekspansi tiba-tiba KTT akibat ekspansi tiba-tiba H KH 0) H (he=0)
No
Q
v
HL
1
0,133
247,43
0,017
2896,96
614,89
2
0,185
343,66
0,028
5588,27
1186,14
3
0,196
363,87
0,03
6265,05
1329,79
Sumber : Data Hasil Percobaan
Tabel 1.7.4. KTT akibat kontraksi tiba-tiba KTT akibat kontraksi tiba-tiba HL KH 0) HL (he=0)
No
Q
v
HL
1
0,133
247,43
-0,092
2896,96
614,89
2
0,185
343,66
-0,179
5588,27
1186,14
3
0,196
363,87
-0,152
6265,05
1329,79
Sumber : Data Hasil Percobaan
Laporan Mekanika Fluida
37
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Tabel 1.7.5. KTT tikung siku tajam R = 0 Tikungan siku tajam R = 0 (5 & 6) no
Q
v
Re
Fb
Ht
Hf
HLG
Kb
-
-
328158
10,98
-10,98
-
-
-
612578
10,04
10,046
-9,79
-9,79
1
0,111
765,26
10,40
0,175
0,114
328157,7
2
0,158
1093,23
14,86
0,160
0,255
612577,5
Kl
3
0,175
1208,30
16,43
0,156
-0,21
729837,2
729837
Sumber : Data Hasil Percobaan
Tabel 1.7.6. KTT tikungan siku tajam R = 12,7mm Tikungan siku tajam R = 12,7 mm (1 & 2) no
Q
v
Re
Fb
Ht
Hf
HLG
1
0,111
765,26
10,40
0,175
-
0,158
1093,23
14,86
0,160
-
3
0,175
1208,30
16,43
0,156
-10,98
10,72
-
0,222 612577,5 612578 10,046 -
Kl -
0,104 328157,7 328158 -
2
Kb
-9,81
-
0,179 729837,2 729837
-9,79
-9,56
Kb
Kl
-10,98
-9,96
Sumber : Data Hasil Percobaan
Tabel 1.7.7. KTT tikungan siku tajam R = 50mm Tikungan siku tajam R = 50 mm (15 & 16) n o
Q
v
Re
Fb
Ht -
1
0,111
765,26
10,40
0,175
4,1x10 -6
2
3
0,158
0,175
1093,23
1208,30
14,86
16,43
Laporan Mekanika Fluida
0,160
0,156
Hf
328157, 7
3,73 x
612577,
10-5
5
5,1 x
729837,
10-5
2
HLG 32815 8 -
-
61257
10,04
7
6
-9,11
72983
-9,79
-8,89
7
38
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Sumber : Data Hasil Percobaan
Tabel 1.7.8. KTT tikungan siku tajam R = 100mm Tikungan siku tajam R =100 mm (11 & 12) no
Q
v
Re
Fb
Ht
Hf
HLG
Kb
Kl
328158
-10,98
-8,95
-
-
612577
10,046
-8,18
729837
-9,79
-7,98
HLG
Kb
Kl
328158
-10,98
-7,93
-
-
612577
10,046
-7,25
-9,79
-7,08
2,044 x 1
0,111
765,26
10,40
10 -6
0,175
328157,7
-1,965 x 2
0,158
1093,23
14,86
0,160
10
-6
612577,5
-1,063 x 3
0,175
1208,30
16,43
0,156
10
-6
729837,2
Sumber : Data Hasil Percobaan
Tabel 1.7.9. KTT tikungan siku tajam R = 150mm Tikungan siku tajam R = 150 mm (13 & 14) no
Q
v
Re
Fb
Ht
Hf
-2 x 1
0,111
765,26
10,40
0,175
10
-6
328157,7
-2 x 2
0,158
1093,23
14,86
0,160
10
-6
612577,5
-2,3 x 103
0,175
1208,30
16,43
0,156
5
729837,2
729837
Sumber : Data Hasil Percobaan
1.7.11 Grafik Percobaan
Log Hf VS Log Q 3
2.301
2
1.36
2.096
2
-0.79
-0.75
-2.69
-2.69
Log Hf
1 0 -1
-0.95
-2
-3 -4
Log Q
Grafil 1.7.1 Log Hf VS Log Q
Laporan Mekanika Fluida
39
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Fb VS Re 0.17593403
0.4
0.160925313
0.156948778
0.198036451
0.18242244
0.179834232
10.40756005
14.86794293 Re
16.43298956
0.35 0.3 Fb
0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
Grafik 1.7.2 Fb VS Re
Fdw VS Re 0.001 0
Fdw
-0.001 -0.002
-0.000583027 10.40756005
0.000583027
0.000583027
14.86794293
16.43298956
-0.002807962
-0.003 -0.004
-0.004492738
-0.005 -0.006
-0.005615923 Re
Grafik 1.7.3 Fdw VS Re
Laporan Mekanika Fluida
40
+/ KH
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
+/ KH 96+/ KH 7000
6265.058134 5588.277163
6000 5000 4000
2896.962881
3000 2000 1000 0
614.8981575
1186.146137 HL (he=0)
1329.797054
Grafik 1.7.4 +/ KH 0) VS HL (he=0)
Kb
Kb VS Kl -9.2 -9.4 -9.6 -9.8 -10 -10.2 -10.4 -10.6 -10.8 -11 -11.2
-10.98294437
-10.04600347
-9.797761074 -9.797761074 -9.797760658 -9.797758254 -9.797758255
-10.04600347 -10.04600293 -10.04599929
-10.98294437 -10.98294404 -10.98294056
Kl
Grafik 1.7.5 Kb VS Kl
Laporan Mekanika Fluida
41
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
1.8. Analisis Pada percobaan kehilangan tinggi tekan ini dilakukan beberapa percobaan yaitu 9 percobaan yang terbagi oleh kehilangan tinggi tekan pada pipa lurus, lalu kehilangan tinggi tekan akibat ekpansi dan akibat kontraksi, lalu kehilangan tinggi tekan pada pipa tikungan tajam dengan R yang bervariasi yaitu R = 0, R = 12,7mm, R = 50mm, R = 100mm, dan R = 150mm. Dan pada percobaan ini juga dibandingkan nilai-nilai yang telah di cari dengan persamaan yang diberikan. Pada pecobaan pertama dan kedua membandingkan hal yang sama dan mencari atau menghitung hal yang sama juga, dan jika dibandingkan untuk nilai Q dan v yang dihasilkan suatu perbedaan yang cukup jauh untuk nilai v yang dimana lebih tinggi nilai untuk pipa biru yang bernilai 765,26 dibanding pipa abu-abu yang bernilai 247,43 lalu sedangkan nilai Q nya lebih tinggi di pipa abu-abu yang bernilai 0,133 dibanding pipa biru yang bernilai 0,111. Lalu untuk nilai log yang dihasilkan dari percobaan pertama dan kedua memiliki nilai yang tidak terlalu berbeda jauh yaitu hanya berbeda 1 - 0,5 saja. Lalu pada percobaan 3 dan 4 yang tentang kehilangan tinggi tekan akibat ekspansi dan kontraksi, memiliki nilai yang sama dalam Q dan v nya dikarenakan dalan satu pipa yang sama sehingga nilai nya pun sama juga. Lalu untuk nilai HL dengan he 0 dan he = 0 juga pada percobaan 3 dan 4
ini memiliki nilai yang sama yDQJEHUQLODL XQWXN 0 dan 614,89 untuk nilai he = 0, juga yang berbeda dari percobaan ini terletak pada nilai HL biasanya, karena rumus dalam mencari HL tersebut ialah pengurangan terhadap pipa nya saja sehingga sacara otomatis berbeda karena pada percobaan 3 dn 4 berbeda pipa yang di amatinya. Lalu pada pencarian yng terakhir yaitu kehilangan tinggi tekan akibat siku tikungan tajam yang mana pada percobaan ni memiliki 5 jenis R yang di amati seperti yang telah disebutkan diawal tadi, untuk kelimapercobaan nilai Q, v, Re, dan Fb nya memiliki nilai yang sama yaitu berturut-turut, 0,111; 765,26; 10,40; 0,17 dikarenakan terdapat dalam pipa yang sama yaitu pipa biru, lalu perbedaaan nya terdapat pada nilai Kl nya yang jikadilihat berdasarkan yang sudah dihitung maka bisa dilihat nilai dari pipa dengan R Laporan Mekanika Fluida
42
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
yang panjang memiliki nilai Kl yang relatif lebih besar jika dibanding dengan yang miliki R yang pendek atau bahkan R nya 0, seperti pada R = 0 nilai kl nya adalah -10,98 sedangkan untuk R = 12,7 mm nilai kl nya adalah -1,72. Lalu perbedaan yang lainnya ialah pada nilai Ht nya yang itu merupakan pengurangan dari nilai pipa yang dilawatinya sehingga berbeda nilai yang dihasilkan sebab setiap percobaan menggunakan pipa yang berbeda satu sama lain. Lalu pada nilai HLG juga memiliki nilai yang sangat besar seperti pada R = 100 mm yang memiliki nilai HLG nya 328158 karena pengurangan yang dilakukan tidak terlalu seimbang sehingg menghasilkan hasil yang seperti itu. Pada semua percobaan yang telah dilakukan kehilangan tinggi tekan ini memiliki banyak hal yang perlu dihitung dan di amati sehingga harus penuh ketelitian dalam mengolah data yang telah diambil atau dalam proses pengambilan data tetsebut. 1.9. Kesimpulan Pada praktikum ini bisa disimpulkan bahwa : 1. Kehilangan tinggi tekan merupakan pengurangan nilai dari tinggi suatu fluida yang sedang diamati 2. Pada percobaan kontraksi dan ekspansi memiliki nilai yang sama sehingga bisa dikatakan bahwa percobaan tersebut sama dan bentuk percobaann nya. 3. Untuk pipa tikungan yang miliki R yang panjang akan bernilai beesar sehingga bisa disimpulkan bahwa semakin panjang R nya maka akan semakin besar pula nilai Kl yang dihitung atau yang dihasilkan. 1.10. Saran Adapun saran untuk praktikum ini adalah : 1. Praktikan lebih berhati-hati dalam mengolah data sehingga data perhitungan yang dihasilkan bagus dan sempurna 2. Praktikan mencatat dengan baik semua yang ada dalam percobaan sehingga tidak kebingungan dalam percobaan nya.
Laporan Mekanika Fluida
43
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
1.11.Daftar Pustaka %DPEDQJ7ULDGPRGMR ³ Hidraulika II´ 100 x 1 h > 0,1 m Untuk h
= 0,106 m
Mteoritis
= 1,7165-(11,03625 x 0,1) = 0,5480 Nm
Untuk h
= 0,112 m
Mteoritis
= 1,962-(14,715 x 0,106)+(122,625 x 0,106^3) = 0,4862 Nm
Untuk h
= 0,117 m
Mteoritis
= 1,962-(14,715 x 0,111)+(122,625 x 0,111^3) = 0,4371 Nm
Untuk h
= 0,122 m
Mteoritis
= 1,962-(14,715 x 0,116)+(122,625 x 0,116^3) = 0,3891 Nm
Untuk h
= 128 m
Mteoritis
= 1,962-(14,715 x 0,122)+(122,625 x 0,122^3) = 0,3363 Nm
Untuk h
= 133 m
Mteoritis
= 1,962-(14,715 x 0,127)+(122,625 x 0,127^3) = 0,2930 Nm
Laporan Mekanika Fluida
163
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Untuk h
= 138 m
Mteoritis
= 1,962-(14,715 x 0,132)+(122,625 x 0,132^3) = 0,2541 Nm
Untuk h
= 143 m
Mteoritis
= 1,962-(14,715 x 0,137)+(122,625 x 0,137^3) = 0,2160 Nm
Untuk h
= 149 m
Mteoritis
= 1,962-(14,715 x 0,143)+(122,625 x 0,143^3) = 0,1752 Nm
Untuk h
= 154 m
Mteoritis
= 1,962-(14,715 x 0,148)+(122,625 x 0,148^3) = 0,1441 Nm
Laporan Mekanika Fluida
164
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
5.7.4. Grafik dan Tabel Hasil Perhitungan Tabel 5.7.1. Data Hasil Perhitungan Tekanan Hidrostatis Massa (kg)
F(N)
Y(m)
Momen Aktual(Nm)
Momen Teoritis(Nm)
0,02
0,1962
0,051
0,0392
1,1542
0,04
0,3924
0,059
0,0784
1.0653
0,06
0,5886
0,065
0,1177
0,9991
0,08
0,7848
0,071
0,1569
0, 9330
0,1
0,981
0,076
0,1962
0,8781
0,12
1,1772
0,08
0,2354
0,8340
0,14
1,3734
0,086
0,2746
0,7673
0,16
1,5696
0,091
0,3139
0,7122
0,18
1,7658
0,096
0,3531
0,6570
0,2
1,962
0,101
0,3924
0,6022
0,22
2,1582
0,106
0,4316
0,5480
0,24
2,3544
0,112
0,4708
0,4862
0,26
2,5506
0,117
0,5101
0,4371
0,28
2,7468
0,122
0,5493
0,3891
0,3
2,943
0,128
0,5886
0,3363
0,32
3,1392
0,133
0,6278
0,2930
0,34
3,3354
0,138
0,6670
0,2541
0,36
3,5316
0,143
0,7063
0,2160
0,38
3,7278
0,149
0,7455
0,1752
0,4
3,924
0,154
0,7848
0,1441
Keterangan Terendam Seluruhnya Terendam Seluruhnya Terendam Seluruhnya Terendam Seluruhnya Terendam Seluruhnya Terendam Seluruhnya Terendam Seluruhnya Terendam Seluruhnya Terendam Seluruhnya Terendam Seluruhnya Terendam Sebagian Terendam Sebagian Terendam Sebagian Terendam Sebagian Terendam Sebagian Terendam Sebagian Terendam Sebagian Terendam Sebagian Terendam Sebagian Terendam Sebagian
Sumber :Data Hasil Perhitungan
Laporan Mekanika Fluida
165
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Momen (Nm)
Tinggi vs Momen 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000
Aktual Teoritis
0
0.05
0.1 Tinggi (m)
0.15
0.2
Grafik 5.7.41. Hubungan Tinggi Air Terhadap Momen Terendam Sebagian
Tinggi vs Momen 1.400 Momen (Nm)
1.200 1.000 0.800
0.600
Aktual
0.400
Teoritis
0.200 0.000 0
0.02
0.04
0.06 0.08 Tinggi (m)
0.1
0.12
Grafik 5.7.2. Hubungan Tinggi Air Terhadap Momen Terendam Seluruhnya
Laporan Mekanika Fluida
166
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
5.8. Analisis Tekanan di dalam fluida tak bergerak yang di akibatkan oleh adanya gaya gravitasi disebut tekanan hidrostatik. Pada percobaan praktikum tekanan hidrostatis ada 3 komponen yang mempengaruhinya yaitu kedalaman air,gaya normal, dan momen gaya. Pertama, ditinjau hubungan masa terhadap kedalaman air. Hal ini dibuktikan pada percobaan pertama dengan beban yang ditentukan sebesar 0,02 kg, didapatkan ketinggian air 0,051 m. Pada percobaan kedua dengan beban 0,04 kg menghasilkan kedalaman didapatkan 0,059 m. Selanjutnya, pada percobaan ketiga dengan beban 0,06 kg didapatkan kedalaman 0,065 m. Begitu pun seterusnya hingga beban 0,4 kg didapat kedalaman 0,154 m. Hal ini dapat disimpulkan bahwa massa berbanding lurus dengan kedalaman air. Semakin besar masa maka semakin besar atau tinggi kedalaman airnya. Masa juga bergantung pada gaya yang mempengaruhinya, Pada Kedalaman air sebesar 0,051 m dengan massa 0,02 kg, didapatkan gaya normal sebesar 0,1962 N. Pada percobaan kedua dengan kedalaman air 0,059 m dan beban 0,04 kg, didapatkan gaya normal sebesar 0,3924 N. Selanjutnya, pada kedalaman 0,065 m dan beban 0,06 kg, gaya yang bekerja sebesar 0,5886 N. Jadi, semakin besar masa yang diperoleh maka semakin besar pula gaya normal yang didapatkan terhadap suatu benda tersebut. Dan juga megetahui momen teoritis untuk terendam sebagian dan terendam seluruhnya, dimana terendam seluruhnya h < 1 dan untuk terendam sebagian h > 100. Diamana kedalaman atau ketinggian air sangat berpengaruh pada momen teoritis untuk terendam seluruhnya dan terendam sebagian ini, pada kedalaman air 0,051 m diperoleh momen teoritis 1,1536 Nm sampai dengan ketinggian air 0,096 m diperoleh momen teoritis 0,6570 Nm dimana dari kedalaman itu diketahui bahwa hanya terendam sebagian dan dari ketinggian 0,051 m sampai 0,096 itu diketahui terendam seluruhnya. Jadi semakin kecil atau rendah ketinggian air semakin tinggi nilai teoritisnya atau nilai ketinggian air berbanding terbalik dengan momen teoritis tersebut.
Laporan Mekanika Fluida
167
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Setelah meninjau kedalaman dan gaya yang bekerja pada sistem, massa juga mempengaruhi momen aktual, semakin besar massa maka nilai momen aktual akan semakin besar, sebaliknya jika massa nya lebih ringan maka nilai momen aktual juga semakin kecil. Terlihat bahwa dengan massa 0,02 kg memiliki momen aktual 0,0392 Nm. Dengan masa 0,04 kg, didapatkan momen aktual 0,0784 Nm. Dan selanjutnya momen teoritis jika ketinggiannya besar maka momen teoritisnya akan bernilai rendah, sebaliknya jika ketinggiannya rendah maka nilai momen teoritis akan tinggi. Dibuktikan terhadap masa 0,02 kg memiliki momen teoritis 1,1542. Dan dengan masa 0,04 kg, didapatkan momen teoritis 1,0653. Pada tabel hasil perhitungan momen aktual, momen teoritis dan gaya, pada grafik momen aktual terhadap kedalaman air menunjukkan bahwa garis linear dimulai dari kanan bawah menuju kiri atas dengan kemiringan yang sejajar. Begitu pula dengan grafik momen teoritis terhadap kedalaman air menunjukkan bahwa garis linear dimulai dari kanan bawah menuju kiri atas dengan kemiringan yang konstan, yang artinya semakin dalam kedalaman air maka akan semakin kecil nilai momen aktual dan momen teoritisnya.
Laporan Mekanika Fluida
168
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
5.9. Kesimpulan Adapun kesimpulan pada praktikum kali ini adalah: a. Berdasarkan hasil praktikum tekanan hidrostatis yang telah diperoleh dapat disimpulkan bahwa kedalaman air itu berpengaruh terhadap tekanan hidrostatis yang akan dihasilkan. Semakin tinggi kedalamannya maka semakin kecil nilai momen aktual dan momen teoritisnya. Sehingga dapat dikatakan bahwa ketinggian air berbanding terbalik dengan momen yang dihasilkan. b. Dari hasil praktikum pula dapat kita ketahui bahwa massa juga sangat berpengaruh terhadap tekanan hidrostatis. Semakin besar masa maka semakin besar pula gaya, momen aktual, dan momen teoritisnya atau sama saja dengan semakin besar tekanan hidrostatisnya. Sehingga dapat dikatan bahwa massa berbanding lurus dengan tekanan hidrostatis. c. Selain itu, tekanan hidrostatis juga sangat dipengaruhi oleh percepatan gravitasi. 5.10. Saran Adapun saran pada praktikum kali ini adalah: a. Dalam praktikum kali ini masih banyak kekurangan karena praktikum hanya sebatas video. b. Dalam mengamati alat ukur, diharapkan membaca skala dengan teliti agar tidak terjadi kesalahan dalam pendataan. c. Saat pengeditan video harap backsoundnya sedikit lebih kecil karena suara praktikan terdengar kurang jelas. d. Saat menonton video praktikum, diharapkan memperhatikan serta memahami prosedur percobaan, agar tidak ada data yang terlewatkan.
Laporan Mekanika Fluida
169
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
5.11. Daftar Pustaka Bruce R. Munson, D. F. (2002). Fundamentals of Fluid Mechanics. Ed. IV. New York: John Willey & Sons, Inc. Streeter, Victor L, and Wylie, Benjamin E. 1975. Fluid Mechanics. Tokyo: McGraw-Hill Kogakusha, Ltd. Team Laboratorium Hidrologi. (2019). Modul Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika. Lampung Selatan: ITERA. Tim Laboratorium Hidroteknik. (2018). Pedoman Pelaksanaan Praktikum Hidrolika. Bandar Lampung: Laboratorium Hidroteknik.
Laporan Mekanika Fluida
170
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
5.12. Lampiran
Laporan Mekanika Fluida
171
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
MODUL VI
Laporan Mekanika Fluida
172
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
LEMBAR ASISTENSI PRAKTIKUM
Judul Modul Praktikum
: Ambang Batas dan Ambang Tajam
Kelompok
: 07
Nama Ketua Kelompok
: Riska Fadilah Rangkuti
119310035
Nama Anggota
: 1. Putri Nur Indah Sari
119310032
2. Santi Dwi Apriyanti
119310033
3. Sarah Dila Rahmawati Putri
119310034
No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Tanggal 31 Maret 2021 13 April 2021 17 April 2021 18 April 2021 19 April 2021 19 April 2021 19 April 2021
KETERANGAN Penentuan Format Laporan Perhitungan Excel dan Grafik Format Laporan, Ukuran, Font dan Spasi Laporan yang Sudah Direvisi Laporan yang Sudah Direvisi Laporan yang Sudah Direvisi Laporan yang Sudah Direvisi
PARAF
Lampung Selatan,
2021
Asisten Praktikum,
Preza Setiawan NIM. 119210174
Laporan Mekanika Fluida
173
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
MODUL 6 AMBANG BATAS DAN AMBANG TAJAM 6.1. Pendahuluan Untuk menghitung debit saluran air dapat digunakan alat yaitu ambang lebar dan ambang tajam. Dalam pengaplikasian dalam kehidupan sehari-hari, anbang digunakan untuk meninggiikan muka air di daerah sungai atau dalam saluran irigasi untuk mengairi area persawahan dan untuk menentukan debit air yang mengalir pada saluran terbuka. Ambang lebar dan ambang tipis dibedakan pada bentuk fisiknya yang mengakibatkan perbedaan jatuhnya aliran. Pada ambang lebar air akan jatuh lebih lunak daripada ambang tipis. Ambang merupakan salah satu jenis bangunan air yang dapat digunakan untuk menaikkan tinggi muka air serta menentukan debit aliran air yang ada. Dalam percobaan praktikum kali ini akan ditinjau aliran pada ambang yang merupakan aliran berubah tiba-tiba. Selain itu, dengan cara memperhatikan aliran pada ambang lebar atau tajam dapat dipelajari karakteristik dan sifatsifat aliran secara garis besar. Ambang yang digunakan yaitu ambang lebar dan ambang tajam. 6.2. Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari percobaan ini, yaitu sebagai berikut. a. Mempelajar karakteristik aliran yang melalu ambang batas dan ambang lebar b. Menentukan pengaruh perubahan keadaan tinggi muka air di hilir terhadap muka air di hulu saluran. c. Menentukan hubungan tinggi muka air di atas ambang terhadap debit air yang melimpah diatas ambang.
Laporan Mekanika Fluida
174
Institut Teknologi Sumatera
6.3.
Kelompok 7
Alat dan Bahan a. Satu set saluran terbuka
Gambar 6.3.1. Saluran Terbuka b. Ambang Lebar
Gambar 6.3.2. Ambang Lebar c. Ambang Tipis.
Gambar 6.3.3. Ambang Tipis
Laporan Mekanika Fluida
175
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
d. Alat Pengukuran Kedalaman.
Gambar 6.3.4. Alat Pengukur Kedalaman
e. Penggaris
Gambar 6.3.5. Penggaris 6.4. Teori Dasar Aliran pada ambang atau pelimpah merupakan salah satu jenis aliran pada saluran terbuka. Profil pelimpah akan menentukan bentukan tirai luapan (flow nappe) yang akan terjadi di atas ambang tersebut. Tirai luapan ini dianggap mengalami pengudaraan, yaitu keadaan saat permukaan atas dan bawah tirai luapan tersebut memiliki tekanan udara luar sepenuhnya. Namun, pengudaraan di bawah tirai luapan kurang sempurna. Hal ini berti terjadi pengurangan tekanan dibawah tirai luapan akibat udara yang tergantikan oleh pancaran air. Pengurangan tekanan ini dapat menimbulkan hal-hal yang akan terjadi sebagai berikut.
Laporan Mekanika Fluida
176
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
a. Perbedaan tekanan meningkat di ambang. b. Perubahaan bentuk tirai luapan sesuai dengan ambang yang digunakan. c. Peningkatan debit, disertai fluktuasi. d. Bentuk hidrolik yang tidak stabil. Dalam praktikum kali ini, data yang dihasilkan sudah didapatkan. Setelah didapatkan maka cari perhitungan dengan menggunakan rumus berikut. Untuk menghitung kecepatan aliran pada ambang lebar dan ambang tipis dapat digunakan rumus sebagai berikut. 4
9
(6.4.1)
$
Untuk menghitung bilangan froude pada ambang lebar dan ambang tipis dapat digunakan rumus sebagai berikut. 9
)U
ඥJ\
(6.4.2)
Kemudian, untuk mencari energi spesifik di ambang lebar dan ambang tajam dapat digunakan rumus sebagai berikut.
(V
9
\
ඥJ
(6.4.3)
8QWXNPHQFDULK¶SDGDDPEDQJOHEDUGDQ sebagai berikut. K +-7LQJJLDPEDQJ
(6.4.4)
Pada ambang lebar untuk mencari nilai Cd digunakan rumus sebagai berikut.
&G
4DNWXDO
E K
(6.4.5)
Pada ambang tipis untuk mencari nilai Cd digunakan rumus sebagai berikut.
&G
4DNWXDO
E K ඥJ
(6.4.6)
Kemudian dalam mencari Qteori pada ambang lebar dan ambang tipis dapat digunakan rumus sebagai berikut. 4WHRUL EYK(6.4.7)
Laporan Mekanika Fluida
177
Institut Teknologi Sumatera
6.5.
Kelompok 7
Prosedur Percobaan a. Hidupkanlah alat yaitu satu set saluran terbuka.
Gambar 6.5.1. Menghidupkan saluran terbuka b. Kalibrasikan alat dengan memutar tuas
Gambar 6.5.2. Kalibrasikan Alat c. Hidupkan alat dengan menekan kebawah tuas.
Gambar 6.5.3. Menghidupkan alat
Laporan Mekanika Fluida
178
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
d. Atur debit yang digunakan dalam set saluran terbuka.
Gambar 6.5.4. Mengatur debit air e. Ukur tinggi pada ketiga tinggi ambang dengan menggunakan alat pengukur kedalaman yang sebelumnya sudah terpasang alat tersebut
Gambar 6.5.5. Ukur tinggi air f. Kemudian, matikan keran air nya atau pengatur debitnya.
Gambar 6.5.6. Matikan keran air
Laporan Mekanika Fluida
179
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
g. Kemudian matikan mesin dan bersihkan mesin dengan menggunakan lap
Gambar 6.5.7. Matikan alat saluran terbuka 6.6. Data Hasil Percobaan Tabel 6.6.1. Data Hasil Percobaan AMBANG LEBAR Percobaan
DEBIT (m3/S)
Y ( m)
A ( m2)
1
0,00077
0,0977
0,0072
2
0,00197
0,10877
0,00816
3
0,0037
0,1987
0,00992
AMBANG TAJAM Percobaan
DEBIT (m3/S)
Y ( m)
A ( m2)
1
0,0017
0,01977
0,0072
2
0,00197
0,10977
0,00816
3
0,0057
0,15987
0,00992
Sumber : Data Hasil Percobaan
Tabel 6.6.2. Ambang Lebar dan Ambang Tajam Keternagan
Ambang Lebar
Ambang Tipis
Tinggi
0,06
0,06
Panjang
0,08
0,05
Lebar
0,08
0,05
Sumber : Data Hasil Percobaan
Laporan Mekanika Fluida
180
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Tabel 6.6.3. Hasil perhitungan dari percobaan ambang lebar Percobaan
V = Q/A
Fr
Es
+¶
Cd
1
0,1069
0,1092
0,1003
0,018
2,3375
2
0,2414
0,2337
0,1219
0,024
3,8844
3
0,3729
0,2671
0,2301
0,031
4,9698
Percobaan Qteori
H/L
Log h
Log Q
1
0,00067
0,975
-1,1079
-3,114
0,0084
2
0,00162
1,05
-1,0757
-2,706
0,0157
3
0,00271
1,1375
-1,0409
-2,432
0,0239
4
Sumber : Data Hasil Percobaan
Tabel 6.6.4. Hasil perhitungan dari percobaan ambang tajam Percobaan
V = Q/A
Fr
Es
+¶
Cd
1
0,2361
0,5361
0,0324
0,71
0,0091
2
0,2414
0,5481
0,1229
0,81
0,0183
3
0,5745
0,5537
0,2344
0,9
0,0452
Percobaan Qteori
H/L
Log h
Log Q
1
0,0091
15,4
-0,1135
-2,77
0,0142
2
0,0105
17,4
-0,0604
-2,71
0,0157
3
0,0275
19,2
-0,0177
-2,244
0,0319
4
Sumber : Data Hasil Percobaan
Laporan Mekanika Fluida
181
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
6.7. Perhitungan 6.7.1. Ambang Lebar Percobaan 1 :
V
=
Fr
=
Es
= 0,0977
= 0,10028
+¶ = 0,078 ±0,06
= 0,018 m
Cd
=
Qteori = 0,078 x 0,10964 x 0,08 H/L
=
= 0,10694 m/s = 0,1092
= 2,3375 = 0,000667 = 0,975 m
Log H Log Q 4
= -1,1079 = -3,114 = 0,0084
Percobaan 2 :
V
=
Fr
=
Es
= 0,10877
+¶ = 0,084 ±0,06 Cd
=
Qteori = 0,084 x 0,2414 x 0,08 H/L
=
Log H Log Q 4
Laporan Mekanika Fluida
= 0,2414 m/s = 0,2337 = 0,10028 = 0,024 m = 3,8844 = 0,00162 = 1,05 m = -1,0757 = -2,706 = 0,0157
182
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Percobaan 3 :
V
=
Fr
=
Es
= 0,1987
= 0,2301
+¶
= 0,091 ±0,06
= 0,031 m
Cd
=
Qteori
= 0,091 x 0,37298 x 0,08
H/L
=
= 0,37298 m/s = 0,2671
= 4,9698 = 0,002715 = 1,1375 m
Log H Log Q 4
= -1,0409\ = -2,4318 = 0,0239
6.7.2. Ambang Tajam Percobaan 1 :
V
=
Fr
=
Es
= 0,01977
= 0,03235
+¶
= 0,77 ±0,06
= 0,71 m
Cd
=
Qteori
= 0,77 x 0,2361 x 0,05
H/L
=
Log H Log Q 4
Laporan Mekanika Fluida
= 0,2361 m/s = 0,5361
= 0,01924 = 0,00909 = 15,4 m = -0,1135 = -2,7696 = 0,01424
183
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Percobaan 2 :
V
=
Fr
=
Es
= 0,15987
= 0,1229
+¶
= 0,87 ±0,06
= 0,81 m
Cd
=
Qteori
= 0,87 x 0,2414 x 0,05
H/L
=
= 0,2414 m/s = 0,5482
= 0,0183 = 0,01050 = 17,4 m
Log H Log Q 4
= -0,0604 = -2,7055 = 0,01571
Percobaan 3 :
V
=
Fr
=
Es
= 0,15987 +
= 0,2344
+¶
= 0,96 ±0,06
= 0,9 m
Cd
=
Qteori
= 0,96 x 0,5746 x 0,05
H/L
=
Log H Log Q 4
Laporan Mekanika Fluida
= 0,5746 m/s = 0,5537
= 0,0452 = 0,0275 = 19,2 m = -0,0177 = -2,2441 = 0,03191
184
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
H/L vs Cd ambang lebar 6 Cd ambang lebar
4.969867531 5 3.884498815 4 3
2.337585998
2 1 0 0.975
1.05 H/L
1.1375
Grafik 6.7.1. H/L vs Cd ambang lebar
Cd Ambang tajam
H/L vs Cd Ambang tajam 0.05 0.045 0.04 0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0
0.045215032
0.019245675
0.018302501
15.4
17.4 H/L
19.2
Grafik 6.7.2. H/L vs Cd ambang tajam
Laporan Mekanika Fluida
185
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
h' vs Cd ambang lebar 6 Cd ambang lebar
4.969867531 5 3.884498815 4 3
2.337585998
2 1 0 0.018
0.024 h'
0.031
Grafik 6.7.3. K¶ vs Cd ambang lebar
Cd ambang tajam
h' vs Cd ambang tajam 0.05 0.045 0.04 0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0
0.045215032
0.019245675
0.018302501
0.71
0.81 h'
0.9
Grafik 6.7.4. K¶ vs Cd ambang tajam
Laporan Mekanika Fluida
186
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
H VS Q^2/3 Ambang lebar Q^2/3 Ambang lebar
0.03 0.023922202
0.025 0.02
0.015714871
0.015 0.01
0.008400926
0.005 0 0.078
0.084 H
0.091
Grafik 6.7.5. H vs Q^(2/3) ambang lebar
H VS Q^2/3 ambang tajam 0.031909248
Q^2/3 ambang tajam
0.035 0.03 0.025 0.02 0.015
0.014244021
0.015714871
0.01 0.005 0 0.078
0.084 H
0.091
Grafik 6.7.6. H vs Q^(2/3) ambang tajam
Laporan Mekanika Fluida
187
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
V vs A ambang lebar 0.012
0.00992 A ambang lebar
0.01
0.00816 0.0072
0.008
0.006 0.004 0.002 0 0.106944444
0.241421569 V
0.372983871
Grafik 6.7.7.V vs A ambang lebar
V vs A ambang tajam 0.012 0.00992
A ambang tajam
0.01
0.00816 0.0072
0.008 0.006 0.004 0.002 0
0.236111111
0.241421569 V
0.574596774
Grafik 6.7.8. V vs A ambang tajam
Laporan Mekanika Fluida
188
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Log Q vs Log H ambang lebar -1 Log H ambang lebar
-3.113509275
-2.705533774
-2.431798276
-1.02 -1.040958608
-1.04 -1.06
-1.075720714
-1.08 -1.1
-1.107905397
-1.12
Log Q
Grafik 6.7.9. Log Q vs Log H ambang lebar
Log Q vs Log H ambang tajam AxisLog H ambang tajam
0 -2.769551079
-2.705533774
-0.017728767 -2.244125144
-0.02 -0.04 -0.060480747 -0.06 -0.08 -0.1
-0.113509275
-0.12
Log Q
Grafik 6.7.10. Log Q vs Log H ambang tajam
Laporan Mekanika Fluida
189
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
6.8. Analisis Modul ini membahas tentang pelimpah ambang lebar dan ambang tajam. Dengan menggunakan satu set alat multiguna, mistar ukur, pelimpah ambang tajam dan pelimpah ambang lebar. Praktikan meletakkan pelimpah ambang lebar ke saluran air. Ukur menggunakan mistar untuk menentukan nilai h, Y1 dan juga Y2. Putar keran dengan aliran yang berbeda selama tiga kali. Setiap percobaan tentukan selang waktu yang berbeda sebanyak tiga kali percobaan. Secara visualisasi, pelimpah ambang lebar mempunyai profil muka air yang bergerak secara paralel, sedangkan pelimpah ambang tajam mempunyai profil muka air yang panjang mercu lebih kecil. Ambang merupakan salah satu jenis bangunan air yang digunkan untuk menaikkan tinggi muka air serta dapat mengatur debit aliran air demi kebutuhan dan keperluan lainnya. Pengetahuan untuk sifat ambang ini sangat perlu di ketahui untuk perenecanaan bangunan air untuk pendistribusian air maupun pengaturan sungai. Fungsi dari mempelajari praktikum ini yaitu untuk pengaplikasian dalam perencanaan bangunan waduk, bendungan dan bangunan air lainnya. Pemodelan ambang ini juga berguna untuk meninggikan muka air sehingga dapat mengairi ke tempat yang jauh dan lebih luas. Pada praktikum kali ini juga didapatkan data yang dihasilkan dan perhitungan yang telah didapatkan. Untuk menghitung kecepatan aliran pada ambang lebar dan ambang tipis didapatkan perhitungan. Pada percobaan pertama ambang lebar didapatkan nilai kecepatannya yaitu 0,10634
m/s,
kemudian
pada
percobaan
kedua
didapatkan
nilai
kecepatannya yaitu 0,2414 m/s, dan pada percobaan ketiga didapatkan nilai kecepatannya yaitu 0,3729 m/s. Kemudian pada percobaan pertama ambang tipis didapatkan hasil yaitu 0,2361 m/s, pada percobaan kedua ambang tipis didapatkan hasil yaitu 0,2414 m/s, dan pada percobaan ketiga ambang tipis didapatkan hasil yaitu 0,5745 m/s.
Laporan Mekanika Fluida
190
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Kemudian untuk mencari bilangan Froude atau nilai Fr nya pada masingmasing ambang. Pada ambang lebar percobaan pertama didapatkan hasil 0,1092, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu 0,2337, dan pada percobaan ketiga didapatkan nilai yaitu 0,2671. Pada ambang tipis percobaan pertama didapatkan hasil yaitu 0,5361, pada percobaan kedua didapatkan hasil yaitu 0,5461, dan pada percobaan ketiga didapatkan hasil yaitu 0,5537. Kemudian untuk mencari nilai energi spesifik dimasing-masing ambang yaitu ambang lebar dan ambang tipis. Pada ambang lebar percobaan pertama didapatkan hasil yaitu 0,1002, pada percobaan kedua didapatkan hasil yaitu 0,1219, dan pada percobaan ketiga didapatkan hasil yaitu 0,2301. Kemudian pada ambang tipis didapatkan percobaan pertama yaitu 0,0323, pada percobaan kedua didapatkan hasil yaitu 0,1229, dan percobaan ketiga didapatkan hasil yaitu 0,2344. Kemudian untuk mencari nilai total tinggi ambang dengan tiga kali percobaan dengan masing-masing ambang. Pada ambang lebar percobaan pertama didapatkan hasil yaitu 0,018 m, pada percobaan kedua didapatkan hasil yaitu 0,024 m, dan pada percobaan ketiga didapatkan hasil yaitu 0,031 m. kemudian pada percobaan pertama ambang tipis didapatkan hasil yaitu 0,71 m, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu 0,81 m, dan pada percobaan ketiga didapatkan hasil yaitu 0,9 m. Kemudian untuk mencari nilai Cd pada kedua ambang tersebut. Pada percobaan pertama ambang lebar didapatkan nilai yaitu 2,3375, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu 3,8844, dan pada percobaan ketiga didapatkan nilai yaitu 4,9696. Kemudian pada ambang tipis percobaan pertama didapatkan nilai yaitu 0,0192, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu 0,0183, dan pada percobaan ketiga yaitu didapatkan nilai 0,0452.
Laporan Mekanika Fluida
191
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Kemudian untuk mencari nilai debit secara teori pada kedua ambang tersebut. Pada percobaan pertama ambang lebar didapatkan nilai yaitu 0,00066, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu 0,0016, dan pada percobaan ketiga didapatkan nilai yaitu 0,0027. Kemudian pada ambang tipis percobaan pertama didapatkan nilai yaitu 0,0091, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu 0,0105, dan pada percobaan ketiga yaitu didapatkan nilai 0,02758. Kemudian untuk mencari nilai perbandingan ketinggian dan lebar ambang pada kedua ambang tersebut. Pada percobaan pertama ambang lebar didapatkan nilai yaitu 0.975, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu 1,05, dan pada percobaan ketiga didapatkan nilai yaitu 1,137. Kemudian pada ambang tipis percobaan pertama didapatkan nilai yaitu 15,4, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu 017,4, dan pada percobaan ketiga yaitu didapatkan nilai 19,2. Kemudian untuk mencari nilai Log dari H pada kedua ambang tersebut. Pada percobaan pertama ambang lebar didapatkan nilai yaitu -1,1079, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu -1,0757, dan pada percobaan ketiga didapatkan nilai yaitu -1,041. Kemudian pada ambang tipis percobaan pertama didapatkan nilai yaitu -0,1135, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu -0,0605, dan pada percobaan ketiga yaitu didapatkan nilai 0,0177. Kemudian untuk mencari nilai Log dari Q pada kedua ambang tersebut. Pada percobaan pertama ambang lebar didapatkan nilai yaitu -3,144, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu -2,706, dan pada percobaan ketiga didapatkan nilai yaitu -2,432. Kemudian pada ambang tipis percobaan pertama didapatkan nilai yaitu -2,77, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu -2,706, dan pada percobaan ketiga yaitu didapatkan nilai -2,244.
Laporan Mekanika Fluida
192
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
Kemudian untuk mencari nilai dari Q2 akar 3 pada kedua ambang tersebut. Pada percobaan pertama ambang lebar didapatkan nilai yaitu 0,0084, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu 0,0157, dan pada percobaan ketiga didapatkan nilai yaitu 0,0239. Kemudian pada ambang tipis percobaan pertama didapatkan nilai yaitu 0,0142, pada percobaan kedua didapatkan nilai yaitu 0,0157, dan pada percobaan ketiga yaitu didapatkan nilai 0,0319.
6.9. Kesimpulan Kesimpulan yang didapat dari praktikum aliran diatas pelimpah ambang lebar dan ambang tajam yaitu: a. Jika debit dinaikkan maka tinggi muka air menjadi naik dan kecepatan aliran pada kedua jenis ambang semakin besar. b. Pada saat mengamati aliran terdapat perubahaan keadaan tinggi muka air di hulu dan hilir hal ini disebabkan oleh adanya perbedaanlebar dan tinggi muka air. c. Aliran pada pelimpah ambang lebar selalu bergerak secara paralel antara satu dengan yang lainnya.
6.10. Saran Adapun saran untuk praktikum kali ini adalah : a. Suara dalam video praktikum diharapkan untuk pratikan lebih besar dikarenakan tidak terlalu jelas. b. Praktikan diharapkan lebih tenang dan tidak terburu-buru dalam menjelaskan di dalam video.
Laporan Mekanika Fluida
193
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
6.11. Daftar Pustaka Frank M, White. 1991. Mekanika Fluida Jilid I. Surabaya: Erlangga. Chow, V. T. 1986. Hidrolika Saluran Terbuka. Jakarta: Erlangga. Chow,Ven Te. 1959. Open-Channel Hydraulics. Tokyo: McGraw- Hill Kogakusha, Ltd. Dosen Universitas Pertamina. 2018. Modul Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika. Jakarta: Universitas Pertamina.
6.12. Lampiran
Laporan Mekanika Fluida
194
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
MODUL VII
Laporan Mekanika Fluida
195
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
LEMBAR ASISTENSI PRAKTIKUM
Judul Modul Praktikum
: Pintu Sorong dan Air Loncat
Kelompok
: 07
Nama Ketua Kelompok
: Riska Fadilah Rangkuti
119310035
Nama Anggota
: 1. Putri Nur Indah Sari
119310032
2. Santi Dwi Apriyanti
119310033
3. Sarah Dila Rahmawati Putri
119310034
No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Tanggal 31 Maret 2021 13 April 2021 17 April 2021 18 April 2021 19 April 2021 19 April 2021 19 April 2021
KETERANGAN Penentuan Format Laporan Perhitungan Excel dan Grafik Format Laporan, Ukuran, Font dan Spasi Laporan yang Sudah Direvisi Laporan yang Sudah Direvisi Laporan yang Sudah Direvisi Laporan yang Sudah Direvisi
Lampung Selatan,
PARAF
2021
Asisten Praktikum,
Preza Setiawan NIM. 119210174
Laporan Mekanika Fluida
196
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
MODUL 7 PINTU SORONG DAN AIR LONCAT 7.1.
Pendahuluan Pintu sorong adalah sistem mirip sistem irigasi yang berfungsi untuk mengatur keluar masuknya debit air.koefisien debit air pada pintu sorong merupakan fungsi parameter hidrolis yang mana terbagi menjadi sua aliran yaitu aliran bebas dan aliran terendam. Aliran yang mengalir dibawah pintu sorong dimulai dari aliran superkritis kemudian berubah menjadi aliran subkritis yang mana pada aliran super kritis kedalaman air kecil dengan kecepatan besar,dan sebaliknya pada aliran sub kritis kedalaman air besar dengan kecepatan kecil. Air loncat adalah fenomena yang terjadi karena adanya tekanan pada air di bawah bagian yang tidak terutup sepenuhnya pada pintu sorong.loncatan air ini menyebabkan turbulensi yang melepaskan energi yang cukup besar.proses airloncat juga biasanya digunakan untuk meredam Sebagian besar energi yang terjadi,selain itu air loncat juga digunakan untuk menaikkan tinggi muka air di bagian hilir dan untuk menyediakan keutuhan tinggi tekanan pengairan ke dalam suatu saluran.
7.2.
Tujuan Praktikum Adapun tujuan dari lilakukannya praktikum tentang pintu sorong dan air loncat ini yaitu: a. Mempelajari sifat aliran yang melalui pintu sorong b. Menentukan koefisien kecepatan dan koefisien kontraksi c. Menentukan gaya-gaya yang bekerja pada pintu sorong Fg dan Fb d. Mengamati profil aliran air loncat. e. Menghitung besarnya kehilangan energi akibat air loncat. f. Menghitung kedalaman kritis dan energi minimum.
Laporan Mekanika Fluida
173
Institut Teknologi Sumatera
7.3.
Kelompok 7
Alat Dan Bahan Praktikum Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah sebagai berikut: a. Saluran terbuka
Gambar 7.3.1. Saluran Terbuka b. Pitu sorong
Gambar 7.3.2. Pintu Sorong c. Pompa air
Gambar 7.3.3. Pompa Air
Laporan Mekanika Fluida
174
Institut Teknologi Sumatera
Kelompok 7
d. Alat pengukur kedalaman
Gambar 7.3.4. Alat Pengukur Kedalaman e. Mistar
Gambar 7.3.5. Mistar f.
Smart tool
Gambar 7.3.6.Smart tool
Laporan Mekanika Fluida
175
Institut Teknologi Sumatera
7.4.
Kelompok 7
Landasan Teori Pintu sorong yang di gunakan adalah pintu air gesek tegak dengan tipe aliran bawah.pada rancangan pintu sorong ini perhatian utaman adalah hubungan antar ebit dan distri busi tekanan pada pintu sorong dan samping saluran. Debit Aliran (Q) Berdasarkan Venturimemeter Dalam praktikum pintu sorong dan air loncat pengukuran debit digunakan dengan venturimeter.dengan menerapkan prinsip kekekalan energi,implusmomentum,dan kontinuitas (kekekalan massa),serta dengan asumsi terjadi kehilangan
energi,dapat
diterapkan
persamanaan
Bernoulli
untuk
menghitung besar debit berdasarkan tinggi muka air sebelum dan pada kontraksi. Besar debit (Q) dapat diperoleh dengan rumus: G ቈ - ȡ D G
൫ ȡ U -ȡ D ൯ ቀʌG ቁJ¨K
4ඩ
(7.4.1)
Dimana: d1
= 3,15cm
d2
= 2,00cm
g
= 9,81m/s2
ȡDLU = 1,00gr/cm3 pada suhu 0ιC ȡ Hg
= 13,6gr/cm3
Besarnya debit teoretis adalah : 4U
J
