Modul 3 Aliran Dalam Pipa [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM HIDROLIKA I (IL 2101) MODUL 03 ALIRAN DALAM PIPA



Nama/NIM



: Amalia Nur Amira



NIM



: 15716030



Kelompok/shift



: 5/IIB



Tanggal Praktikum



: Rabu, 20 September 2017



Tanggal Pengumpulan



: Rabu, 4 Oktober 2017



PJ Modul



: Sofia Nur Fauziyah (15714002)



Asisten



: Nida Ulhusna (15714021) Virgia Rinanda (15714006)



PROGRAM STUDI REKAYASA INFRASTRUKTUR LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2017



I.



TUJUAN 1. Menghitung headloss pada pipa Piezometer Water Manometer dan U-tube



Mercury Manometer. 2. Menghitung koefisien friksi (f), koefisien Hazen-Williams (C), serta



koefisien kekasaran Manning (n) dalam perpipaan. 3. Menganalisis



kesalahan-kesalahan



yang



mungkin



terjadi



selama



keberjalanan praktikum.



II.



PRINSIP PERCOBAAN Pada praktikum yang berjudul Aliran dala Pipa, prinsip dasar yang digunakan adalah persamaan Bernauli. Dengan air yang mengalir dari hydraulic bench ke alat, akan terlihat perbedaan ketinggian pada piezometer dan U-tube manometer. Perbedaan ketinggian ini digunakan sebagai acuan untuk mengukur koefisien friksi (f), koefisien hazen-williams (C), dan koefisien kekasaran manning (n). Percobaan dilakukan pada 3 variasi debit, dengan masing-masing debitnya dilakukan lima kali pengukuran waktu kemudian kelima waktu dirata-ratakan.



III.



TEORI DASAR A. Pipa Piezometer Water Manometer Piezometer adalah alat sederhana yang dapat mengukur tekanan. Piezometer ini terdiri dari pipa gelas ujung-atas terbuka (yang berhubungan dengan atmoser), ujung-bawah yang dihubungkan pada lubang pada bejana yang



akan



digunakan



untuk



mengukur



tekanan. Rumus persamaan Hidrostatika:



Jika rumus di atas diterapkan pada Piezometer, maka persamaan tersebut menjadi



1



dimana, Pab = tekanan absolute dari zat cair pada tempat pemasangan dan Patm = tekanan atmosfer atau udara lingkungan Dengan demikian, kita dapat menghitung ketinggian zat cair dalam piezometer:



Atau hubungan: Pab = Pg + Patm dan Pg adalah tekanan lebih (gauge pressure) pada elevasi yang sama. Dari persamaan Hidrostatika, kita juga dapat mengukur ketinggian zat cair (h1) yaitu melalui hubungan:



Maka, h1 = PA /



1



B. U-TUBE MERCURY MANOMETER Pipa U adalah sebuah alat sederhana yang dapat mengukur vacuum (tekanan negative). Pipa U memiliki setidaknya dua jenis, yaitu: a. Pipa-U yang salah satu ujungnya terbuka (Lihat gambar sebelah kanan) b. Pipa jenis terbalik dimana ujung bebasnya dicelupkan ke dalam zat cair (Lihat gambar sebelah kiri)



2



Ada berbagai jenis pipa-U yang dapat digunakan untuk pengukuran tekanan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah:



Tabung C merupakan jenis manometer pipa-U yang kita gunakan di laboratorium. Beda tekanan diantara dua titik (lokasi aliran) diukur dengan menggunakan manometer diferensial. Jika manometer terisi Hg untuk mengukur beda tekanan antara P1 dan P2 dalam zat cair yang mempunyai berat jenis yang memenuhi kedua kaki penghubungnya, maka:



3



Untuk beda tekanan air, pipa-U yang digunakan adalah pipa-U dengan posisi terbalik yang bagian melengkungannya terletak di bagian atas dan terisi minyak atau minyak tanah (kerosene) seperti pada gambar di atas bagian d. Maka, persamaannya menjadi:



RUMUS DARCY WEISBACH Rumus Darcy Weisbach merupakan dasar menghitung head turun untuk aliran fluida dalam pipa-pipa dan saluran-saluran. 𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 𝐿 (𝑚)



V2



Head turun hL (m) = faktor gesekan f x 𝑔𝑎𝑟𝑖𝑠 𝑡𝑒𝑛𝑔𝑎ℎ 𝑑 (𝑚) x 2g RUMUS HAZEN-WILLIAMS



Rumus ini digunakan pada desain sistem pipa air. Rumus pembuangannya adalah 𝑄 = 0.2785𝐶1 𝑑 2.63 𝑆 0.54 Di mana 𝑄 = aliran dalam m3 / dtk, 𝑑 = garis tengah pipa dalam m, 𝑆 = kemiringan gradien hidraulik dan 𝐶1 = koefisien kekasaran relatif Hazen-Williams. RUMUS MANNING Rumus Manning adalah sebuah rumus empiris untuk aliran saluran terbuka. Rumus nya adalah 𝑉=



𝑘 2/3 1/2 𝑅 .𝑆 𝑛 ℎ



Di mana 𝑉 adalah kecepatan rata rata dalam m/s, 𝑛 adalah koefisien Manning dalam T/L1/3, 𝑅ℎ adalah radius hidraulik dalam m, dan 𝑆 adalah kemiringan dari permukaan air.



4



IV.



DATA DAN PERHITUNGAN a. Data Awal Suhu awal= 26,5o C Suhu akhir= 27,5o C Suhu Rata-rata (Trata-rata) = 27o C Panjang pipa = 52,4 cm Diameter pipa = 3 mm Volume gelas ukur = 1 liter ρair = 996,0261 kg/m3 Kekentalan kinematis air = 0,9297x10-6 m2/s



Tabel 1.1 Massa Jenis Air terhadap Suhu



Massa Jenis (kg/m3)



Temperatur/ Suhu (oC) 0



999.9



5



1000



10



999.7



20



998.2



30



995.7



40



992.2



50



988.1



60



983.2



70



977.8



80



971.8



90



965.3



100



958.4



5



1005 1000



Massa Jenis Air (kg/m3)



995 990 985 980 Massa Jenis Air 975



Poly. (Massa Jenis Air)



970 965 960



y = -0.0036x2 - 0.0685x + 1000.5 R² = 0.9993



955 0



20



40



60 Suhu



80



100



120



(oC)



Grafik 1.1 Hubungan Massa Jenis Air terhadap Suhu



Berdasarkan Grafik 1.1, didapat persamaan linear garis yaitu y = -0,0036x2 – 0,0685x + 1000,5 pada persamaan tersebut, faktor x menandakan suhu yang merupakan faktor pengubah dari massa jenis, sedangkan faktor y menandakan massa jenis air. Maka dari itu, akan didapat massa jenis air (ρair) pada suhu 26,5o C adalah ρair



= -0,0036(27)2 – 0,0685(27) + 1000,5 = 996,0261 kg/m3



6



2 1.8



v (10-3 m2/s)



1.6



1.4 y = 0.0002x2 - 0.0323x + 1.656 R² = 0.9817 Series1



1.2 1 0.8



Poly. (Series1)



0.6 0.4 0.2 0 0



20



40



60



80



100



120



Suhu (oC)



Grafik 1.2 Hubungan Kekentalan Kinematis terhadap Suhu



Berdasasrkan Grafik 1.2, didapat persamaan linear garis yaitu y = 0,0002x2-0,0323x+1,656 dengan faktor y merupakan kekentalan kinematis, sedangkan faktor x sebagai suhu yang merupakan faktor pengubah kekentalan kinematis. Pada percobaan, suhu rata-rata yang didapat yaitu bernilai 270 C, maka apabila disubstitusi ke dalam persamaan, akan didapat angka kekentalan kinematis. v



= 0,0002(27)2-0,0323(27)+1,656 = 0,9297x10-6 m2/s



Setelah menjalani praktikum dan didapat beberapa data, maka daftar data awal dalam praktikum dapat dilihat pada Tabel 1.2.



Tabel 1.2 Data Pengukuran Ketinggian dan Waktu pada Piezometer dan Manometer



Variasi hPiezometer (mm) 1 750 715 2 650 635 3 645 635



hU-tube (mm) 215 175 210 185 200 195



7



t (s) 8.5 8.34 8.75 8.43 8.44 3.85 3.75 3.68 3.69 3.81 11.31 11.25 11.25 11.31 10.94



b. Pengolahan Data 1. Mencari Nilai Headloss Piezometer (hL Piezometer) Melalui selisih tinggi fluida pada pipa piezometer, akan didapat nilai headloss pada piezometer, yaitu melalui rumus hL Piezometer = ΔhPiezometer maka akan dihasilkan nilai headloss seperti berikut 1. hL Piezometer = ΔhPiezometer = 0,035 m 2. hL Piezometer = ΔhPiezometer = 0,015 m 3. hL Piezometer = ΔhPiezometer = 0,01 m



2. Mencari Nilai Headloss U-Tube Manometer (hL U-Tube) Melalui selisih tinggi fluida pada pipa U-Tube manometer, akan didapat nilai headloss pada U-Tube manometer, yaitu melalui rumus hL U-Tube = 12,6 x ΔhU-Tube maka akan dihasilkan nilai headloss seperti berikut 1. hL U-Tube = 12,6 x ΔhU-Tube = 12,6 x 0,04 = 0,504 m 2. hL U-Tube = 12,6 x ΔhU-Tube = 12,6 x 0,025 = 0,315 m 3. hL U-Tube = 12,6 x ΔhU-Tube = 12,6 x 0,005 = 0,063 m



3. Mencari Nilai Debit Aktual (Qaktual) Melalui nilai waktu rata-rata dan volume gelas ukur sebanyak 1 liter, akan didapat nilai debit aktual, yaitu melalui rumus Qaktual = volume / trata-rata maka akan dihasilkan nilai debit aktual seperti berikut 1. Qaktual = volume / trata-rata = 0,001 / 8,492 = 1,178x10-4 2. Qaktual = volume / trata-rata = 0,001 / 3,756 = 2,662x10-4 3. Qaktual = volume / trata-rata = 0,001 / 11,212 = 9,919x10-5



4. Mencari Nilai Kecepatan (V) Dengan adanya nilai debit aktual dan luas permukaan dari pipa dengan diameter 3 mm, akan didapat nilai kecepatan melalui rumus



8



V = Qaktual / A sebelumnya, dicari luas permukaan pipa terlebih dahulu dengan rumus A



= ¼ x π x d2 = ¼ x π x 0,0032 = 7,07x10-6 m2



selanjutnya, substitusi nilai luas permukaan pipa dan nilai kecepatan ke dalam persamaan debit. Maka akan didapat 1. V = Qaktual / A = 1,178 x 10-4 / 7,07x10-6 = 16,659 m/s 2. V = Qaktual / A = 2.662x10-4 / 7,07x10-6 = 37,665 m/s 3. V = Qaktual / A = 9.919x10-5 / 7,07x10-6 = 12,618 m/s



5. Mencari Nilai Koefisien Friksi (f) Dalam menentukan nilai koefisien friksi, dapat dihitung melalui persamaan Darcy Weisbach, yaitu 𝐿 𝑉2 ℎ𝐿 = 𝑓 𝐷 2𝑔 maka akan didapat nilai koefisien friksi melalui rumus 𝑓 = ℎ𝐿



𝐷 2𝑔 𝐿 𝑉2



berdasarkan hasil praktikum, terdapat dua jenis nilai koefisien friksi, yaitu koefisien friksi pada piezometer dan koefisien friksi pada UTube manometer.



a. Koefisien Friksi (f) pada Piezometer 0,003 2.9,81



1. 𝑓 = 0,035 0,524 16,6592 = 1,417x10-5 0,003 2.9,81



2. 𝑓 = 0,015 0,524 37,6652 = 1,188x10-6 0,003 2.9,81



3. 𝑓 = 0,01 0,524 12,6182 = 1,417x10-5



b. Koefisien Friksi (f) pada U-Tube Manometer 0,003 2.9,81



1. 𝑓 = 0,504 0,524 16,6592 = 2,040x10-4



9



0,003 2.9,81



2. 𝑓 = 0,315 0,524 37,6652 = 1,275x10-4 0,003 2.9,81



3. 𝑓 = 0,063 0,524 12,6182 = 2,550x10-5



6. Mencari Nilai Slope (S) Untuk menentukan nilai slope, dapat ditentukan melalui rumus S = hL / L dengan besarnya panjang pipa (L) adalah 52,4 cm, maka akan didapat nilai slope dari piezometer dan U-Tube.



a) Slope (S) pada Piezometer 1. S = 0,035 / 0,524 = 0,067 2. S = 0,015 / 0,524 = 0,029 3. S = 0,01 / 0,524 = 0,019 Slope dalam derajat 0,5 (S0,5) pada Piezometer 1. S = (0,035 / 0,524)0,5 = 0,258 2. S = (0,015 / 0,524)0,5 = 0,169 3. S = (0,01 / 0,524)0,5 = 0,138 Slope dalam derajat 0,54 (S0,54) pada Piezometer 1. S = (0,035 / 0,524)0,54 = 0,232 2. S = (0,015 / 0,524)0,54 = 0,147 3. S = (0,01 / 0,524)0,54 = 0,118



b) Slope (S) pada U-Tube Manometer 1. S = 0,504 / 0,524 = 0,962 2. S = 0,315 / 0,524 = 0,601 3. S = 0,063 / 0,524 = 0,120 Slope dalam derajat 0,5 (S) pada U-Tube Manometer 1. S = (0,504 / 0,524)0,5 = 0,981 2. S = (0,315 / 0,524)0,5 = 0,775 3. S = (0,063 / 0,524)0,5 = 0,347 Slope dalam derajat 0,54 (S) pada U-Tube Manometer 1. S = (0,504 / 0,524)0,54 = 0,979 10



2. S = (0,315 / 0,524)0,54 = 0,760 3. S = (0,063 / 0,524)0,54 = 0,319



7. Mencari Nilai Koefisien Hazen-Williams (C) Dalam menentukan nilai koefisien Hazen-Williams, diperlukan nilai debit aktual, diameter pipa yang diketahui sebesar 3 mm, dan nilai slope pada derajat ke-0,54. Kemudian ketiganya disubstitusi pada persamaan Hazen-Williams sebagai berikut 𝑄 = 0,2785𝐶1 𝑑 2.63 𝑆 0.54 maka nilai C1 dapat dicari melalui rumus 𝐶1 =



𝑄 0,2785𝑑 2,63 𝑆 0,54



a. Koefisien Hazen-Williams pada Piezometer 1. 𝐶1 = 2. 𝐶1 = 3. 𝐶1 =



1,178𝑥10−4 0,2785.0,0032,63 .0,232 2,662𝑥10−4 0,2785.0,0032,63 .0,147 9,919𝑥10−5 0,2785.0,0032,63 .0,118



= 7870,516 = 28069,625 = 13029,621



b. Koefisien Hazen-Williams pada U-Tube Manometer 1. 𝐶1 = 2. 𝐶1 = 3. 𝐶1 =



1,178𝑥10−4 0,2785.0,0032,63 .0,979 2,662𝑥10−4 0,2785.0,0032,63 .0,760 9,919𝑥10−5 0,2785.0,0032,63 .0,319



= 1865,127 = 5429,256 = 4819,734



8. Mencari Nilai Koefisien Kekasaran Manning (n) Dalam menentukan nilai koefisien kekasaran manning, diperlukan nilai kecepatan, nilai radius hidraulik dalam m, dan nilai slope dalam derajat ke-0,5. Kemudian ketiganya disubstitusi ke dalam persamaan kekasaran Manning, yaitu 𝑉=



11



𝑘 2/3 1/2 𝑅 .𝑆 𝑛 ℎ



dengan nilai k sama dengan 1, maka akan didapat nilai n melalui rumus 𝑛=



1 2/3 1/2 𝑅 .𝑆 𝑉 ℎ



nilai radius hidraulik (Rh) didapat dengan membagi angka luas basah dengan angka keliling basah, sehingga = πr2 / 2πr



Rh



=r/2 = 1,5 mm / 2 = 0,75 mm = 0,75x10-3 m



a. Koefisien Kekasaran Manning pada Piezometer 1. 𝑛 = 2. 𝑛 = 3. 𝑛 =



1 16,659 1 37,665 1 12,618



(0,75.10−3 )2/3 . 0,258 = 1,278x10-4 (0,75.10−3 )2/3 . 0,169 = 3,704x10-5 (0,75.10−3 )2/3 . 0,138 = 9,028x10-5



b. Koefisien Kekasaran Manning pada U-Tube Manometer 1. 𝑛 = 2. 𝑛 = 3. 𝑛 =



1 16,659 1 37,665 1 12,618



(0,75.10−3 )2/3 . 0,981 = 4,861x10-4 (0,75.10−3 )2/3 . 0,775 = 1,699x10-4 (0,75.10−3 )2/3 . 0,347 = 2,270x10-4



c. Data Akhir



Tabel 2.1 Hasil Perhitungan Debit Aktual dan Kecepatan Variasi



ΔhPiezometer (m)



hL Piezometer (m)



ΔhU-Tube (m)



hL U-Tube (m)



trata-rata (s)



Qaktual (m3/s)



V (m/s)



1



0.035



0.035



0.04



0.504



8.492



1.178x10-4



16.659



3.756



-4



37.665



-5



12.618



2 3



0.015 0.01



0.015 0.01



0.025 0.005



0.315 0.063



11.212



2.662x10 9.919x10



Tabel 2.2 Hasil Perhitungan Koefisien Friksi pada Piezometer



12



Qaktual (m3/s) 1.178x10-4 2.662x10-4 8.919x10-5



Variasi 1 2 3



Koefisien Friksi 1.417x10-5 1.188x10-6 7.055x10-6



Tabel 2.3 Hasil Perhitungan Koefisien Friksi pada U-Tube Manometer



Qaktual (m3/s) 1.178x10-4 2.662x10-4 8.919x10-5



Variasi 1 2 3



Koefisien Friksi 2.040x10-4 1.275x10-4 2.550x10-5



Tabel 2.4 Hasil Perhitungan Headloss dan Gradient Hidrolis pada Piezometer Variasi 1 2 3



hL Piezometer (m) 0.035 0.015 0.01



SPiezometer 0.067 0.029 0.019



S0.5Piezometer 0.258 0.169 0.138



S0.54 Piezometer 0.232 0.147 0.118



Tabel 2.4 Hasil Perhitungan Headloss dan Gradient Hidrolis pada U-Tube Manometer HL U-Tube (m)



SU-Tube



S0.5U-Tube



S0.54U-Tube



1 2 3



0.504 0.315 0.063



0.962 0.601 0.120



0.981 0.775 0.347



0.979 0.760 0.319



V.



Variasi



ANALISIS Pada praktikum modul 3 yang berjudul Aliran dalam Pipa, percobaan diawali dengan mengukur suhu fluida terlebih dahulu sebagai suhu fluida awal. Lalu dilanjutkan dengan menghubungkan outlet hydraulic bench ke alat dan outlet alat ke gelas ukur dengan volume 1 liter. Kemudian air dialirkan ke gelas ukur dan hitung waktu dari air pertama kali masuk ke gelas ukur sampai volume 1 liter atau dalam keadaan penuh. Dalam proses pengaliran air, catat tinggi piezometer (titik A dan B) dan tinggi dari U-Tube manometer (titik X dan Y). Percobaan dilakukan dengan 3 variasi debit yang dapat diatur dengan memutar needle valve. Dalam pengukuran debit, setiap debit dilakukan lima



13



kali pengukuran waktu dengan nilai volume yang sama. Percobaan diakhiri dengan mengukur suhu fluida sebagai suhu fluida akhir. Pada percobaan ini, suhu awal yang dihasilkan sebesar 26,50 C dan suhu akhir sebesar 27,50 C, sehingga suhu rata-rata sebesar 270 C. Melalui persamaan y = -0,0036x2 – 0,0685x + 1000,5 dengan besarnya massa jenis sebagai y dan besarnya suhu sebagai x, maka pengukuran suhu akan mempengaruhi angka massa jenis fluida (dalam percobaan ini adalah air) menjadi sebesar 996,0261 kg/m3. Kemudian nilai suhu juga akan mempengaruhi nilai kekentalan kinematis air melalui persamaan y = 0,0002x2-0,0323x+1,656 dengan besarnya kekentalan kinematis sebagai y dan besarnya suhu sebagai x, dengan suhu rata-rata sebesar 270 C, maka akan didapat nilai kekentalan kinematis yaitu 0,9297x10-6 m2/s. Dalam



menghitung



angka



headloss,



terdapat



perbedaan



antara



piezometer dan U-Tube manometer. Pada piezometer, perbedaan ketinggian pada piezometer sama dengan headloss pada piezometer tersebut, lain halnya dengan U-Tube manometer. Pada U-Tube manometer, angka headloss didapat dari hasil perkalian perbedaan ketinggian pada U-Tube manometer dengan faktor pengali yaitu 12,6. Faktor pengali ini didapat akibat adanya dua jenis fluida dalam U-Tube manometer, yaitu air dan raksa. Angka 12,6 merupakan rapat relatif dari raksa, sedangkan untuk air besarnya rapat relatif adalah 1. Kemudian, dalam perhitungan koefisien kekasaran Hazen-Williams (C) maupun



kekasaran



Manning



(n),



tentunya



ada



faktor-faktor



yang



mempengaruhi. Untuk koefisien Hazen-Williams, faktor yang mempengaruhi diantaranya debit (Q), diameter (d), dan gradien hidrolis (S). Sedangkan faktor yang mempengaruhi nilai kofisien kekasaran Manning diantaranya kecepatan, radius hidrolis (R), dan gradien hidrolis (S).



14



1. Grafik Hubungan Kecepatan terhadap Headloss



Piezometer 1,600



Kecepatan (m2/s2)



1,400 1,200 1,000 0,800



y = 21023x R² = -0.478



0,600 0,400 0,200 0,000 0



0.005



0.01



0.015



0.02



0.025



0.03



0.035



0.04



Headloss (m)



Grafik 2.1 Hubungan Kecepatan terhadap Headloss pada Piezometer



U-Tube Manometer 1,600



Kecepatan (m2/s2)



1,400 1,200 1,000



y = 1670.7x R² = -0.156



0,800 0,600 0,400 0,200 0,000 0



0.1



0.2



0.3



0.4



0.5



0.6



Headloss (m)



Grafik 2.2 Hubungan Kecepatan terhadap Headloss pada U-Tube Manometer



Berdasarkan Grafik 2.1 dan Grafik 2.2, terlihat koefisien korelasi dengan angka sebesar -0,478 dan -0,156. Apabila angka koefisien korelasi semakin mendekati 0, maka tidak ada hubungan yang saling mempengaruhi antara kecepatan dengan headloss, sebaliknya, apabila angka koefisien korelasi semakin mendekati 1, maka kedua faktor tersebut saling mempengaruhi satu



15



sama lain. Maka hal tersebut menunjukkan besarnya kecepatan tidak mempengaruhi nilai headloss, hal ini tidak sejalan dengan literatur yang menunjukkan hubungan besarnya kecepatan (V2) berbanding lurus dengan besarnya headloss seperti pada persamaan Darcy Weisbach, yaitu 𝐿 𝑉2 ℎ𝐿 = 𝑓 𝐷 2𝑔



2. Grafik Hubungan Debit Aktual terhadap S0,54



Piezometer 0,003E-04



Debit Aktual (m3/s)



0,003E-04 y = 0.0009x R² = -0.463



0,002E-04 0,002E-04 0,001E-04 5,000E-08 0,000E+00 0,000



0,000



0,000



0,000



0,000



S0,54



Grafik 2.3 Hubungan Kecepatan terhadap Headloss pada Piezometer



16



0,000



U-Tube Manometer 0,003E-04



Debit Aktual (m3/s)



0,003E-04 y = 0.0002x R² = -0.085



0,002E-04 0,002E-04 0,001E-04 5,000E-08 0,000E+00 0,000



0,000



0,000



0,001



0,001



0,001



0,001



S0,54



Grafik 2.4 Hubungan Kecepatan terhadap Headloss pada U-Tube Manometer



Berdasarkan Grafik 2.3 dan Grafik 2.4, terlihat koefisien korelasi dengan angka sebesar -0,468 dan -0,085. Apabila angka koefisien korelasi semakin mendekati 0, maka tidak ada hubungan yang saling mempengaruhi antara debit aktual dengan S0,54, sebaliknya, apabila angka koefisien korelasi semakin mendekati 1, maka kedua faktor tersebut saling mempengaruhi satu sama lain. Maka hal tersebut menunjukkan besarnya debit aktual tidak mempengaruhi nilai S0,54, hal ini tidak sejalan dengan literatur yang menunjukkan hubungan besarnya debit aktual berbanding lurus dengan nilai S0,54 seperti pada persamaan Hazen-Williams, yaitu 𝑄 = 0,2785𝐶1 𝑑 2.63 𝑆 0.54



2. Grafik Hubungan Kecepatan terhadap S0,5



17



Piezometer 0,040



Kecepatan (m/s))



0,035 0,030



y = 108.48x R² = -0.405



0,025 0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 0,000



0,000



0,000



0,000



Akar Gradien Hidrolis



0,000



0,000



0,000



(S0,5)



Grafik 2.5 Hubungan Kecepatan terhadap Akar Gradien Hidrolis pada Piezometer



U-Tube Manometer 0,040



Kecepatan (m/s))



0,035 y = 29.656x R² = -0.037



0,030 0,025



0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 0,000



0,000



0,000



0,001



Akar Gradien Hidrolis



0,001



0,001



0,001



(S0,5)



Grafik 2.6 Hubungan Kecepatan terhadap Akar Gradien Hidrolis pada U-Tube Manometer



Berdasarkan Grafik 2.5 dan Grafik 2.6, terlihat koefisien korelasi dengan angka sebesar -0,405 dan -0,037. Apabila angka koefisien korelasi semakin mendekati 0, maka tidak ada hubungan yang saling mempengaruhi antara kecepatan dengan S0,5, sebaliknya, apabila angka koefisien korelasi semakin mendekati 1, maka kedua faktor tersebut saling mempengaruhi satu sama lain.



18



Maka hal tersebut menunjukkan besarnya kecepatan tidak mempengaruhi nilai S0,5, hal ini tidak sejalan dengan literatur yang menunjukkan hubungan besarnya kecepatan berbanding lurus dengan nilai S0,5 seperti pada persamaan kekasaran Manning, yaitu 𝑉=



𝑘 2/3 1/2 𝑅 .𝑆 𝑛 ℎ



Dalam praktikum kali ini, ada banyak sekali ketidak-sesuaian antara hasil praktikum dengan literatur, tentunya hal ini disebabkan karena kesalahankesalahan selama proses praktikum dilakukan. Kesalahan-kesalahan tersebut dapat berasal dari praktikan atau dari alat itu sendiri. Kesalahan dari praktikan meliputi kesalahan dalam pengukuran waktu pada saat pengaliran air ke dalam gelas ukur dan kesalahan dalam membaca pengukuran tinggi piezometer dan tinggi U-Tube manometer.



VI.



APLIKASI



HYDRAULIC



BENCH



DI



BIDANG



REKAYASA



INFRASTRUKTUR LINGKUNGAN Dalam bidang Rekayasa Infrastruktur Lingkungan, aliran dalam pipa dapat diaplikasikan untuk mengukur headloss pada sistem perpipaan tertutup dalam distribusi air, baik air bersih maupun air minum, sehingga sistem dapat berjalan dengan baik dan proses pendistribusian air dapat terlaksana secara optimal. Lalu pengukuran headloss juga dapat digunakan dalam mengukur ketinggian permukaan air tanah atau batuan yang dapat dimanfaatkan untuk memantau satibilitas konstruksi pada timbunan, DAM, dan reservoir, mengendalikan operasi drainase, investigasi hidrologi dan suplai air, studi polusi lingkungan, dan pengukura permeabilitas tanah. Selain itu, pengukuran headloss juga dapat diterapkan pada turbin reaksi, turbo pump, dan turbo blower.



VII.



KESIMPULAN



19



Headloss pada piezometer dan U-Tube manometer dapat dilihat melalui Tabel 3.1.



Variasi 1 2 3



Headloss Piezometer (m) Headloss U-Tube (m) 0.035 0.504 0.015 0.315 0.01 0.063 Tabel 3.1 Headloss pada Piezometer dan U-Tube Manometer



Nilai koefisien friksi (f), koefisien Hazen-Williams (C), dan koefisien kekasaran manning (n) dalam perpipaan berdasarkan hasil praktikum adalah sebagai berikut a. Koefisien Friksi (f) pada Piezometer 1. 𝑓 = 1,417x10-5 2. 𝑓 = 1,188x10-6 3. 𝑓 = 1,417x10-5



b. Koefisien Friksi (f) pada U-Tube Manometer 1. 𝑓 = 2,040x10-4 2. 𝑓 = 1,275x10-4 3. 𝑓 = 2,550x10-5 c. Koefisien Hazen-Williams pada Piezometer 1. 𝐶1 = 7870,516 2. 𝐶1 = 28069,625 3. 𝐶1 = 13029,621 d. Koefisien Hazen-Williams pada U-Tube Manometer 1. 𝐶1 = 1865,127 2. 𝐶1 = 5429,256 3. 𝐶1 = 4819,734 e. Koefisien Kekasaran Manning pada Piezometer 1. 𝑛 =1,278x10-4 2. 𝑛 = 3,704x10-5 3. 𝑛 = 9,028x10-5



20



f. Koefisien Kekasaran Manning pada U-Tube Manometer 1. 𝑛 = 4,861x10-4 2. 𝑛 = 1,699x10-4 3. 𝑛 = 2,270x10-4 Kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi selama keberjalanan praktikum diantaranya dalam melakukan pengukuran waktu selama proses pengaliran air ke dalam gelas ukur dan kesalahan dalam membaca pengukuran ketinggian pada piezometer dan U-Tube manometer.



VIII.



DAFTAR PUSTAKA Giles, Ranald V. 196. Seri Buku Schaum. Mekanika Fluida dan Hidraulika. Guildford: Erlangga. Finnemore, E.John and Joseph B. Franzini. 2002. Fluid Mechanics with Engineering Application. California : The McGraw Companies.



21