4 laporan praktikum mekanika fluida dan hidrolika saluran terbuka

8/17/2019 4 Laporan Praktikum Mekanika Fluida Dan Hidrolika Saluran Terbuka

1/61

Laporan Praktikum Mekanika Fluida dan Hidrolika | 1

PENDAHULUAN

Sesuai dengan buku penuntun petunjuk “Praktikum Hidrolika Saluran

Terbuka” percobaan-percobaan dilakukan di laboratorium.

Penyelidikan di laboratorium meliputi:

Pengukuran debit air dalam suatu penampang.

Loncatan hidrolis

Bendung ambang lebar

Percobaan dan penyajian laporan hasil praktikum di laboratorium ini di

lakukan berkelompok.

Dalam laporan ini dicantumkan maksud atau tujuan, lokasi atau tempat

percobaan, alat dan prosedur pelaksanaannya. Sedangkan hasil praktikum

disajikan langsung dalam bentuk tabel lengkap dengan perhitungannya.

1.1. Latar Belakang

Pada umumnya, mahasiswa sangatlah sulit menerima suatu materi

kuliah pada saat proses perkuliahan berlangsung. Salah satu contohnya

mengenai penjelasan aliran pada saluran terbuka. Karena mengingat sifat-

sifat dari saluran terbuka sangatlah banyak. Sehingga, sangat sulit

menggambarkan aliran pada suatu bangunan air.

Untuk itu, kegiatan praktikum di laboratorium sangatlah membantu

dalam menunjang dan menambah pengetahuan dan pemahaman mahasiswa

mengenai permasalahan tersebut.

1.2.

Lingkup PercobaanPercobaan di laboratorium yang dilakukan mengenai ”Saluran Terbuka”

ini, pengujiannya terbatas hanya pada dua jenis bangunan air dalam saluran

terbuka, yaitu:

a.

Pintu tegak ( Sluice Gate ).

b. Loncatan Hidraulik

c. Bendung Ambang Lebar ( Board Crestsd Weir ).


2/61


Jenis bangunan di atas dipilih berdasarkan pada terapan di lapangan.

Karena bangunan tersebut berguna sebagai pengontrol aliran di saluran

terbuka.

Adapun beberapa materi yang langsung diperagakan dalam percobaan

meliputi:

a.

Debit Aliran yang melalui sluice gate.

b. Loncatan Hidrolis

c.

Sifat-sifat aliran : sub-kritis, kritis, dan superkritis

1.3. Tujuan dan Kegunaan

Dalam setiap praktikum pasti selalu memiliki tujuan dan kegunaan.

Adapun tujuan dan kegunaan dari praktikum ini adalah:

Tujuan praktikum

Untuk mengenalkan dan menambah pengetahuan mahasiswa dalam

kaitannya dengan materi yang diberikan pada kuliah tatap muka.

Mahasiswa dapat memahami sifat-sifat aliran saluran terbuka

setelah melakukan praktikum.

Mahasiswa dapat menggambarkan aliran pada suatu bangunan air.

Kegunaan praktikum

Untuk lebih mempertajam pengetahuan mahasiswa dalam

memahami masalah hidrolika, khususnya permasalahan pada aliran

saluran terbuka.

1.4. Aturan Mengikuti Praktikum

a.

Praktikum dikerjakan oleh mahasiswa secara berkelompok di bawah

bimbingan dari seorang asisten yang diambil dari anggota kelompok

dosen bidang keahlian hidro di program studi Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Udayana.

b. Batas waktu penyelesaian laporan untuk setiap kelompok adalah satu

bulan setelah pelaksanaan praktikum.

c. Apabila dalam batas waktu tersebut laporan belum selesai dan disetujui

oleh asisten, maka kelompok yang bersangkutan dinyatakan gugur.


3/61


d. Laporan dibuat dalam kertas dengan ukuran A4, diketik dengan jarak

1,5 spasi dan dijilid dengan warna sampul Fakultas Teknik.

e.

Laporan asli dikumpul di Lab. Hidrolika, sedangkan sebagai arsip

setiap anggota kelompok berupa fotocopy-nya.

f. Pada saat berlangsungnya praktikum, setiap kelompok akan didampingi

oleh teknisi dan asisten. Bila asisten tidak hadir, maka pelaksanaan

praktikum akan ditunda, dan hasil praktikum harus di acc oleh asisten.

g.

Setiap anggota kelompok harus hadir dan mengikuti praktikum sampai

selesai. Apabila diketahui melanggar hal tersebut, maka anggota

kelompok yang bersangkutan dinyatakan gugur.

1.5. Isi Laporan

Isi laporan menyajikan bagian-bagian sebagai berikut:

I.

PELAKSANAAN PERCOBAAN

1.1 Teori dasar.

1.2 Peralatan yang digunakan.

1.3

Cara kerja.

1.4 Tabulasi data percobaan.

II.

HASIL DAN PEMBAHASAN

2.1

Perhitungan.

2.2 Pembahasan.

2.3 Gambar hasil percobaan.

III. KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan

3.2 Saran


4/61


PRAKTIKUM HIDROLIKA SALURAN TERBUKA

Materi Percobaan : A

Debit Aliran yang Melalui "Slui ce Gate "

Dikerjakan Oleh :

Kelompok 6

1. Putu Glendy Prima Dipta 1404105045

2. I Nyoman Indra Kumara 1404105046

3.

I Made Aryatirta Predana 1404105047

4. I Putu Angga Pariyana Putra 1404105048

5. I Putu Gde Wira Suryatmaja 1404105049

6. Novia Lelyana 1404105050

7. Ni Kadek Sri 1404105051

8. I Putu Bagus Mega Dhendra 1404105052

Disetujui Oleh :

(Ir. I Ketut Suputra, MT.)

NIP. 19540817 198601 1 001

LABORATORIUM HIDROLIKA

JURUSAN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2015


5/61


02.g.YxYgx bxCd Q

g Y Cd Q 0Y2.g.xYgx bx

PERCOBAAN A : DEBIT ALIRAN YANG MELALUI “SLUICE GATE”

1. TUJUAN

a.

Mendemonstrasikan aliran melalui pintu sorong.

b. Menunjukan bahwa pintu sorong dapat digunakan sebagai alat ukur dan

pengatur debit.

2. TEORI DASAR

Pengaliran di bawah sluice gate mempunyai dua kondisi, yaitu pengaliran

bebas ( free flow ) dan pengaliran tenggelam ( submerge flow ). Kondisi

pengaliran bebas dicapai bila aliran di depan pintu adalah subkritis dan di

belakang pintu adalah superkritis. Untuk kondisi pengaliran tenggelam akan

dicapai bila kedalaman air di belakang pintu lebih tinggi dari bukaan pintu.

a. Pengaliran Bebas.

Dalam pengaliran bebas, debit diperoleh dengan rumus :

Dimana :

Q = debit yang melalui pintu ( 3/ )

Cd = koefisien debit.

b = lebar pintu ( m ).

Yg = tinggi bukaan pintu ( m ).

Y0 = tinggi muka air di hulu ( m ).

b.

Pengaliran Tenggelam.

Untuk pengaliran tenggelam, debit diperoleh dengan rumus:


6/61


bY

QV

0

0

20

2

0

2

0

00..2.2 bY g

QY

g

V Y H

bY

QV

1

1

21

2

1

2

1

11..2.2 bY g

QY

g

V Y H

Total Head di hulu dan hilir pintu.

Dimana:

H0 = total head di hulu ( m ).

H1 = total head dihilir pintu ( m ).

V0 = kecepatan rata-rata di hulu ( m/dt ).

V1 = kecepatan rata-rata di hilir ( m/dt ).

Y0 = tinggi muka air di hulu pintu ( m ).

Y1 = tinggi muka air di hilir pintu ( m ).

g

V

.2

2

0

g

V

.2

2

1 H0or

E0V0 Y0

YgY1

V1

H1or

E1

Water surface

Total head line

Section 1Section 0


7/61


3. PERALATAN

a. Flume ( saluran terbuka ).

b.

Pintu tegak ( sluice gate )

c. Point gauge


8/61


d. Pitot meter ( tabung pitot atau manometer )

4. CARA KERJA

a.

Siapkan peralatan posisi flume ( saluran terbuka ) horizontal dan posisi

pintu ( sluice gate ) tegak lurus dasar saluran.

b. Point gauge diletakkan disebelah hulu dan hilir pintu untuk mengukur

ketinggian airnya.

c. Pitot meter dipasang di sisi flume untuk mengukur debit air yang

mengalir dalam flume.

d. Tinggi bukaan pintu ( Y0 ) = 20 mm dari dasar saluran sebelah tinggi

bukaan awal percobaan.

e. Katup kontrol aliran pada tangki dibuka agar air mengalir dalam flume.

Tinggi muka air di hulu ( Y0 ) di atur supaya mencapai 60 mm dari dasar

saluran.

f.

Untuk mencapai ketinggian tersebut, debit air yang keluar diatur

sedemikian rupa dan nilainya dapat dilihat pada pitot meter.

g. Tinggi bukaan pintu ( Yg ) dinaikkan dengan interval 5 mm sampai

ketinggian 40 mm. Dalam hal ini ketinggian Y0 dipertahankan dengan

mengatur debitnya.

h. Debit air yang mengalir ( Q ) dan tinggi air di hilir ( Y1 ) dicatat setiap

menaikkan bukaan pintu.


9/61


i. Prosedur di atas diulangi dengan menggunakan Q yang konstan dan

bukaan pintu yang bervariasi ( minimum 5 variasi ). Catat nilai Y0 dan

Y1.

5. HASIL PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

Hasil Pengamatan

PERCOBAAN A : DEBIT ALIRAN YANG MELALUI "SLUICE

GATE "

Tanggal Percobaan : 15 Mei 2015

Kelompok : 6



3.




6.

Novia Lelyana 1404105050

7. Ni Kadek Sri 1404105051

8.

I Putu Bagus Mega Dhendra 1404105052

Dosen :Ir. I Ketut Suputra, MT. Paraf:

Tabel Hasil Percobaan :

Lebar flume ( b ) = 0,078 meter

Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m/dt2

Tabel Hasil Percobaan dengan Yg Konstan

PercobaanYg

(meter)

Yo

(meter)

Y1

(meter)

Q1

(liter/dt)

Q2

(liter/dt)

Q3

(liter/dt)

1. 0,020 0,100 0,018 10/7,56 10/7,56 10/7,56

2. 0,020 0,115 0,020 10/7,45 10/7,15 10/7,31

3. 0,020 0,124 0,021 10/6,90 10/6,97 10/6,87


10/61


4. 0,020 0,137 0,022 10/5,45 10/6,16 10/6,43

5. 0,020 0,142 0,024 10/5,70 10/5,83 10/5,88

Tabel Hasil Percobaan dengan Q konstan

PercobaanYg

(meter)

Yo

(meter)

Y1

(meter)

Q1

(liter/dt)

Q2

(liter/dt)

Q3

(liter/dt)

1. 0,020 0,115 0,023 10/7,57 10/7,41 10/7,53

2. 0,025 0,088 0,026 10/7,57 10/7,41 10/7,53

3. 0,030 0,074 0,033 10/7,57 10/7,41 10/7,53

4. 0,035 0,062 0,043 10/7,57 10/7,41 10/7,53

5. 0,040 0,055 0,046 10/7,57 10/7,41 10/7,53

Hasil Perhitungan

a.

Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate)

dengan Yg Konstan

1. 10 liter/7.56 detik = 1.322 liter/detik

10 liter/7.56 detik = 1.322 liter/detik

10 liter/7.56 detik = 1.322 liter/detik

+

Q = 3.966 liter/detik

Q1=3.966 liter/detik

3= 1.322 liter/detik = 0.001322 m3/detik

2. 10 liter/7,45 detik = 1,342 liter/detik

10 liter/7,15detik = 1,398 liter/detik

10 liter/7,31 detik = 1,367 liter/detik

+

Q= 4,107 liter/detik

Q2=4,107 liter /detik

3= 1,369 liter/detik = 0,001369 m3/detik





11/61


+


Q3=

4,338 liter /detik

3 = 1,446 liter/detik = 0.001446 m

3

/detik


10 liter/6,16detik = 1,623 liter/detik


+



3

= 1,673 liter/detik = 0,001673 m3/detik




+




Variasi Yg ( m ) Yo ( m ) Y1( m ) Q ( m /dt )

1. 0,020 0,100 0.018 0.001322

2. 0020 0,115 0.020 0.001369

3. 0,020 0,124 0.021 0.001446

4. 0,020 0,137 0.022 0.001673

5. 0,020 0,142 0.024 0.001723

b. Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate)

dengan Q Konstan

1. 10 liter/7,57 detik = 1,321 liter/ detik

10 liter/7,41 detik = 1,349 liter/ detik


+

Q= 3,998 liter/ detik


12/61


Q=3,998 liter / detik

3= 1,333 liter/ detik = 0,001333 m3/detik

Variasi Yg ( m ) Yo ( m ) Y1 ( m ) Q ( m /dt )

1. 0.020 0.115 0.023 0,001333

2. 0.025 0.088 0.026 0,001333

3. 0.030 0.074 0.033 0,001333

4. 0.035 0.062 0.043 0,001333

5. 0.040 0.055 0.046 0,001333

a. Hitung Cd untuk setiap nilai Q

Percobaan I

Perhitungan untuk nilai Yg konstan

Perhitungan Vo

Rumus :bYo

QVo

1. bYo

QVo

=

078,0100,0

001322,0

= 0,169 m/dt

2. bYo

QVo

=

078,0115,0

001369,0

= 0,152 m/dt

3. bYo

QVo

=

078,0124,0

001446,0

= 0,149 m/dt

4. bYo

QVo

=

078,0137,0

001673,0

= 0,156 m/dt

5. bYo

QVo

=

078,0142,0

001723,0

= 0,155 m/dt

Perhitungan V1

Rumus :bY

QV

1

1

1. bY

QV

1

1 =

078,0018,0

001322,0

= 0,941 m/dt


13/61


2. bY

QV

1

1 =

078,0020,0

001369,0

= 0,877 m/dt

3. bY

QV

11

=078,0021,0

001446,0

= 0,882 m/dt

4. bY

QV

1

1 =

078,0022,0

001673,0

= 0,974 m/dt

5. bY

QV

1

1 =

078,0024,0

001723,0

= 0,920 m/dt

Perhitungan Ao

Rumus :

Vo

Q Ao

1. Vo

Q Ao =

169,0

001322,0 = 0,007 m/dt

2. Vo

Q Ao =

152,0

001369,0 = 0,009 m/dt

3. Vo

Q Ao =

149,0

001446,0 = 0,009 m/dt

4.

Vo

Q

Ao = 156,0

001673,0

= 0,010 m/dt

5.

Vo

Q Ao =

155,0

001723,0 = 0,011 m/dt

Perhitungan A1

Rumus : 1

1V

Q A

1.

1

1

V

Q A =

941,0

001322,0 = 0,0014 m/dt

2.

1

1V

Q A =

877,0

001369,0 = 0,0015 m/dt

3.

1

1V

Q A =

882,0

001446,0 = 0,0016 m/dt

4.

1

1V

Q A =

974,0

001673,0 = 0,0017 m/dt


14/61


5. 1

1V

Q A =

920,0

001723,0 = 0,0018 m/dt

Perhitungan Ho

Rumus : g

VoYo Ho

2

2

1. g

VoYo Ho

2

2

=81,92

169,0100,0

2

= 0,101 m

2.

g

VoYo Ho

2

2

=81,92

152,0115,0

2

= 0,116 m

3. g

VoYo Ho2

2

=81,92

149,0124,02

= 0,125 m

4. g

VoYo Ho

2

2

=81,92

156,0137,0

2

= 0,138 m

5. g

VoYo Ho

2

2

=81,92

155,0142,0

2

= 0,143 m

Perhitungan H1

Rumus : g V Y H 2

2

111

1. g

V Y H

2

2

111 =

81,92

0,941018,0

2

= 0,063 m

2.

g

V Y H

2

2

1

11 =81,92

877,0020,0

2

= 0,059 m

3.

g

V Y H

2

2

111 =

81,92

882,0021,0

2

= 0,060 m

4.

g

V Y H

2

2

1

11 =81,92

974,0022,0

2

= 0,070 m

5. g

V Y H

2

2

111 =

81,92

920,0024,0

2

= 0,067 m

Perhitungan Cd

Rumus :Yo g Yg b

QCd

...2


15/61


1.

100,081,92020,0.078,0

001322,0

xCd = 0,605

2.

115,081,92020,0078,0

001369,0

Cd = 0,584

3. 124,081,92020,0.078,0

001446,0

Cd = 0,594

4. 137,081,92020,0078,0

001673,0

Cd = 0,654

5. 142,081,92020,0078,0

001723,0

Cd = 0,661

Tabel Hasil Perhitungan Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Slui ce Gate )

dengan Yg konstan

NoYg

(m )

Yo

( m )

Y1

( m )

Vo

( m/dt )

V1

(m/dt)

Ao

( m2)

A1

( m2 )

Q

( m3/dt )

CdHo

( m )

H1

( m )

1. 0,020 0,100 0,018 0,169 0,941 0,007 0,0014 0,001322 0,605 0,101 0,063

2. 0,020 0,115 0,020 0,152 0,877 0,009 0,0015 0,001369 0,584 0,116 0,059

3. 0,020 0,124 0,021 0,149 0,882 0,009 0,0016 0,001446 0,594 0,125 0,060

4. 0,020 0,137 0,022 0,156 0,974 0,010 0,0017 0,001673 0,654 0,138 0,070

5. 0,020 0,142 0,024 0,155 0,920 0,011 0,0018 0,001723 0,661 0,143 0,067

Percobaan II

Perhitungan untuk Q konstan

Perhitungan Vo

Rumus :bYo

QVo

1. bYo

QVo

=

078,0115,0

0,001333

= 0,148 m/dt

2. bYo

QVo

=

078,0088,0

0,001333

= 0,194 m/dt

3.

bYo

QVo

=

078,0074,0

0,001333

= 0,230 m/dt


16/61


4. bYo

QVo

=

078,0062,0

0,001333

= 0,275 m/dt

5.

bYo

QVo

=078,0055,0

0,001333

= 0,310 m/dt

Perhitungan V1

Rumus :bY

QV

1

1

1.

bY

QV

1

1 =

078,0023,0

0,001333

= 0,743 m/dt

2.

bY

QV

1

1 =

078,0026,0

0,001333

= 0,657 m/dt

3.

bY

QV

1

1 =

078,0033,0

0,001333

= 0,517 m/dt

4.

bY

QV

1

1 =

078,0043,0

0,001333

= 0,397 m/dt

5. bY

QV

1

1 =

078,0046,0

0,001333

= 0,371 m/dt

Perhitungan Ao

Rumus :Vo

Q Ao

1. Vo

Q Ao =

148,0

001333,0 = 0,0096 m/dt

2. Vo

Q Ao =

194,0

001333,0 = 0,0068 m/dt

3.

Vo

Q Ao =

230,0

001333,0 = 0,0057 m/dt

4.

Vo

Q Ao =

275,0

001333,0 = 0,0048 m/dt

5. Vo

Q Ao =

310,0

001333,0 = 0,0043 m/dt

Perhitungan A1

Rumus :

1

1V

Q A


17/61


1. 1

1V

Q A =

743,0

001333,0 = 0,0017 m/dt

2. 1

1 V

Q A =

657,0

001333,0 = 0,0020 m/dt

3. 1

1V

Q A =

517,0

001333,0 = 0,0025 m/dt

4. 1

1V

Q A =

397,0

001333,0 = 0,0033 m/dt

5. 1

1V

Q A =

371,0

001333,0 = 0,0035 m/dt

Perhitungan Ho

Rumus : g

VoYo Ho

2

2

1. g

VoYo Ho

2

2

=81,92

148,0115,0

2

= 0,116 m

2. g

VoYo Ho

2

2

=81,92

194.0088,0

2

= 0,089 m

3. g

VoYo Ho

2

2

=81,92

230.0074,0

2

= 0,076 m

4. g

VoYo Ho

2

2

=81,92

275.0062,0

2

= 0,065 m

5. g

VoYo Ho

2

2

=81,92

310.0055,0

2

= 0,059 m

Perhitungan H1

Rumus : g

V Y H

2

2

1

11

1. g

V Y H

2

2

111 =

81,92

743,0023,0

2

= 0,051 m

2.

g

V Y H

2

2

1

11 =81,92

657.0026,0

2

= 0,048 m


18/61


3.

g

V Y H

2

2

1

11 =81,92

517,0033,0

2

= 0,046 m

4.

g

V

Y H 2

2

1

11 = 81,92

397.0

043,0

2

= 0,051 m

5.

g

V Y H

2

2

1

11 =81,92

371.0046,0

2

= 0,053 m

Perhitungan Cd

Rumus :Yo g Yg b

QCd

...2

1.

115,081,92020,0078,0

001333,0

Cd = 0,568

2.

088,081,92020,0078,0

001333,0

Cd = 0,520

3.

074,081,92020,0078,0

001333,0

Cd = 0,472

4. 062,081,92020,0078,0

001333,0

Cd = 0,442

5. 55,081,92020,0078,0

001333,0

Cd = 0,411

Tabel Hasil Perhitungan Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Slui ce Gate )

dengan Q konstan

NoYg

( m )

Yo

( m )

Y1

( m )

Vo

( m/dt)

V1

( m/dt )

Ao

( m2

)

A1

( m2)

Q

( m3/dt )

CdHo

( m )

H1

( m )

1. 0,020 0,115 0,023 0,148 0,743 0,0096 0,0017 0,001333 0,568 0,116 0,051

2. 0,025 0,088 0,026 0,194 0,657 0,0068 0,0020 0,001333 0,520 0,089 0,048

3. 0,030 0,074 0,033 0,230 0,517 0,0057 0,0025 0,001333 0,472 0,076 0,046

4. 0,035 0,062 0,043 0,275 0,397 0,0048 0,0033 0,001333 0,442 0,065 0,051

5. 0,040 0,055 0,046 0,310 0,371 0,0043 0,0035 0,001333 0,411 0,059 0,053


19/61


b. Gambarkan grafik antara Q dengan Yo untuk Yg konstan dan grafik

antara Yo dengan Yg untuk kondisi Q konstan, untuk menunjukkan

karakteristik aliran.

Grafik untuk menunjukkan karakteristik aliran.

Dari grafik di atas didapatkan grafik linier yang berarti bahwa :

berdasarkan hasil praktikum yang dilakukan, hubungan antara nilai Q

dengan Yo adalah berbanding lurus, dimana semakin besar nilai debit

(Q) yang mengalir pada suatu saluran dengan ketinggian bukaan pintu

(Yg) konstan, maka ketinggian muka air sebelum melalui pintu ( sluice

gate) yang diberi notasi Yo akan semakin tinggi. Berlaku juga

sebaliknya.

0.001322 0.001369 0.001446

0.00167 0.001723

0

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

0.0012

0.0014

0.0016

0.0018

0.002

0.1 0.115 0.124 0.137 0.142

Q

Yo

Grafik Hubungan antara Q dengan Yo untuk Kondisi YgKonstan


20/61


Dari grafik di atas didapatkan grafik linier yang berarti bahwa :

berdasarkan hasil praktikum yangdilakukan, antara ketinggian muka air

sebelum melalui pintu ( sluice gate) dengan notasi (Yo) berbanding

terbalik dengan ketinggian bukaan pintu (Yg) untuk kondisi dimana

debit air yang mengalir melalui saluran (Q) konstan. Pada saat debit air

mengalir konstan, semakin besar bukaan pintu (Yg), maka ketinggian

muka air yang mengalir sebelum melalui pintu (Yo) akan menurun.

c. Gambarkan grafik antara Cd dengan Q untuk Yg konstan dan grafik

antara Cd dengan Yg untuk kondisi Q konstan, untuk menunjukkan

perubahan nilai Cd dalam aliran

Grafik untuk menunjukkan perubahan nilai Cd dalam aliran.

0.115

0.088

0.074

0.0620.055

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04

Yo

Yg

Grafik Hubungan antara Yo dengan Yg untuk Kondisi Q

Konstan


21/61


Dari grafik di atas didapatkan grafik yang cenderung linier yang

berarti bahwa : berdasarkan hasil praktikum yang dilakukan, pada

kondisi bukaan pintu (Yg) konstan, maka besarnya nilai koefisien debit

(Cd) dengan rumusYo g Yg b

QCd

...2 berbanding lurus dengan

besarnya debit yang mengalir (Q). Dimana semakin besar debit yang

mengalir pada suatu saluran, maka koefisien debit yang terjadi juga

akan semakin tinggi. Begitu pula sebaliknya. Namun terdapat juga

penurunan Cd dari Q sebesar 0,001322 ke Q sebesar 0,001369. Hal ini

dapat terjadi karena kesalahan dalam pengukuran sehingga diperlukan

percobaan lebih lanjut.

0.605

0.584

0.594

0.654 0.661

0.54

0.56

0.58

0.6

0.62

0.64

0.66

0.68

0.001322 0.001369 0.001446 0.00167 0.001657

Cd

Q

Grafik Hubungan antara Cd dengan Q untuk

Yg Konstan


22/61


Berdasarkan grafik di atas didapatkan grafik linier yang berarti

bahwa, berdasarkan praktikum yang dilakukan, pada saat debit (Q)

yang mengalir melalui suatu saluran adalah konstan, maka antara

ketinggian bukaan pintu (Yg) dengan koefisien debit (Cd) dengan

rumus Yo g Yg b

Q

Cd ...2 terjadi hubungan yang berlawanan /

berbanding terbalik. Semakin tinggi bukaan pintu, maka nilai koefisien

debitnya akan semakin kecil.

6. KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan dalam percobaan dan perhitungan yang telah

dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan:

1.

Pengaruh dari nilai Yg dan Q terhadap nilai Cd untuk pengaliran di

bawah pintu

a. Untuk nilai Yg konstan.

Dengan bertambahnya nilai Yo maka nilai Q menjadi bertambah

besar (berbanding lurus).

Dengan bertambahnya nilai Q maka nilai Cd menjadi bertambah

besar (berbanding lurus).

b.

Untuk nilai Q konstan.

0.568

0.520.472

0.4420.411

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.02 0.025 0.03 0.035 0.04

Cd

Yg

Grafik Hubungan antara Cd denganYg untuk Kondisi

Q Konstan


23/61


Dengan bertambahnya nilai Yg maka nilai Yo menjadi

berkurang (berbanding terbalik) dan yang pada titik batasnya

ketika Yo = Yg akan terlihat seperti tidak terdapat pintu yang

menghalangi air.

Dengan bertambahnya nilai Yg maka nilai Cd menjadi

berkurang (berbanding terbalik). Dapat dilihat pada grafik di

atas.

c. Dalam percobaan ini, parameter yang sangat berpengaruh terhadap

nilai Cd adalah Yg, Y0, dan Q (debit aliran).

2.

Perbandingan hasil perhitungan H0 dan H1

a.

Besar nilai H1 berbanding lurus dengan H0. Semakin besar nilai H1,

maka nilai H0 juga semakin besar dan demikian sebaliknya.

b. Untuk nilai Yg konstan

Nilai H0 mengalami peningkatan dan umumnya memiliki nilai

yang lebih besar dibandingkan nilai H1

Nilai H1 mengalami peningkatan

c. Untuk nilai Q konstan.

Nilai H0 mengalami penurunan tetapi nilai yang dimiliki

masih lebih besar dari nilai H1

Nilai H1 mengalami penurunan

d. Perbedaan itu terjadi karena dipengaruhi oleh nilai Q, Vo ,dan Yo

pada perhitungan Ho dan nilai Q, V1, dan Y1 pada perhitungan H1.

7. SARAN

1.

Seharusnya untuk mempercepat kerja percobaan menggunakan alat

pengukur debit (pitot meter) untuk mengukur debit aliran air.

2. Kekentalan air diperhitungkan karena air kotor.

3.

Dalam melakukan praktikum hendaknya pengukuran tinggi air dilakukan

pada saat air benar-benar mencapai tinggi yang konstan agar

mendapatkan hasil yang optimal.


24/61


4. Sebelum melaksanakan praktikum sebaiknya memahami panduan

pelaksanaan praktikum terlebih dahulu, agar hasil praktikum lebih akurat

dan lancar dalam melaksanakan praktikum.


25/61



Materi Percobaan :B

Loncatan Hidraulik

Dikerjakan Oleh :

Kelompok 6



3.




6. Novia Lelyana 1404105050

7. Ni Kadek Sri 1404105051


Disetujui Oleh :


NIP. 19540817 198601 1 001



FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2015


26/61


PERCOBAAN B : LONCATAN HIDRAULIK

1. TUJUAN

Menunjukkan karakteristik loncat air pada aliran setelah „ sluice gate‟.

2. TEORI DASAR

Loncatan hidraulik merupakan salah satu bentuk aliran berubah secara

cepat (rapidly variete flow). Loncatan hidraulik terjadi apabila aliran di

saluran berubah dari super kritis menjadi subkritis.

Pemakaian praktis dari loncatan hidrolik, antara lain: (1) sebagai peredam

energi pada bendungan, saluran dan struktur hidrolik yang lain dan untuk

mencegah pengikisan struktur di bagian hilir; (2) untuk menaikkan kembali

tinggi energi atau permukaan air pada daerah hilir saluran pengukur dan juga

menjaga agar permukaan air saluran irigasi atau saluran distribusi yang lain

tetap tinggi; (3) untuk memperbesar tekanan pada lapis lindung sehingga

memperkecil tekanan angkat pada struktur tembok, dengan memperbesar

kedalaman air pada lapis lindung; (4) untuk memperbesar debit, dengan

mempertahankan air bawah balik, karena tinggi energi efektif akan berkurang

bila air bawah dapat menghilangkan loncatan hidrolik; (5) untuk

menunjukkan kondisi – kondisi aliran tertentu, misal adanya aliran superkritis

atau adanya penampang kontrol, sehingga letak pos pengukuran dapat

ditentukan.

g

V

.2

2

1

TailgateWater within control volume

Section 3Section bSection aSection 0 Section 1

H

H0or

E0

Y0

H1or

E1

Y2V2Y1V1Yg

Y b

V b

Y3V3

H3or

E3

g

V

.2

2

0 g

V

.2

2

3


27/61


1.81.2

1 5,021

1

3 r F y

y

5,01

1

. y g

V Fr

g

V y

g

V y H bb

a

a22

22

31

3

13

4 y y

y y H

Suatu loncatan hidraulik dapat terbentuk dalam saluran apabila

memenuhi persamaan berikut :

Dengan :

y1 = tinggi muka air sebelum loncatan.

y3 = tinggi muka air setelah loncatan.

Fr1 = bilangan froude saat y1,

Dari gambar di atas dapat dilihat hitungan kehilangan tinggi ( H ) dengan

kedalaman air sebelum loncatan atau ( ya ) dan kedalaman air setelah loncatan

(y b) dapat dijabarkan sebagai berikut:

Karena sectionnya sempit, maka ya = y1, dan dapat disederhanakan oleh

rumus berikut ini:

Dengan:

H = total kehilangan energi sepanjang loncat air.Va = kecepatan rata-rata sebelum loncat air (m/dt)

ya = kedalaman rata-rata sebelum loncat air (m).

V b = kecepatan rata-rata setelah loncat air (m/dt)

y b = kedalaman rata-rata setelah loncat air (m).


28/61


3. PERALATAN

a. Flume ( Saluran Terbuka )

b. Pintu Tegak ( Sluice Gate )

c.

Point Gauge


29/61


d. Pitot Meter ( Tabung Pitot dan Manometer )

5. CARA KERJA

a. Siapkan peralatan dan pastikan posisi saluran tebuka horizontal dan

posisi pintu tegak lurus dasar saluran.

b.

Letakkan point gauge di sebelah hilir dan setelah hulu pintu.

c. Atur dan pasang pitot meter di sisi flume.

d. Aturlah tinggi bukaan pintu (yg) = 20 mm dan tinggi muka air di hulu

pintu (y0) = …….mm, dan pastikan dalam kondisi konstan.

e. Letakkan tail gate di sisi paling ujung flume.

f. Alirkan air perlahan-lahan dengan membuka katup control aliran, sampai

membentuk loncatan air di sebelah hilir pintu. Amati dan gambar sketsa

loncatan airnya.

g. Naikkan tinggi muka air di hulu dengan memutar katup kontrol aliran

dan naikkan pula tail gate di ujung flume. Amati loncatan air dan gambar

sketsanya.

h. Untuk tiap langkah di atas, ukur dan catat nilai-nilai y1, yg, y3 dan Q.

i.

Ulangi lagi prosedur di atas untuk variasi Q yang lain dan tinggi bukaan

yg.


30/61



Hasil Pengamatan

PERCOBAAN B : LONCATAN HIDRAULIK

Tanggal Percobaan : 15 Mei 2015

Kelompok : 6

1.

Putu Glendy Prima Dipta 1404105045


3.




6.


7. Ni Kadek Sri 1404105051




Lebar flume ( b ) = 0,078 meter

Percepatan gravitasi (g) = 9,81 m/dt2

Tabel Hasil Percobaan dengan Yg konstan

PercobaanYg

(meter)

Yo

(meter)

Y1

(meter)

Y3

(meter)

Q1

(liter/dt)

Q2

(liter/dt)

Q3

(liter/dt)

1. 0,020 0,128 0,014 0,071 10/6,00 10/6,18 10/6,57

2. 0,020 0,131 0,018 0,069 10/7,57 10/7,45 10/7,53

3. 0,020 0,140 0,019 0,072 10/6,71 10/6,95 10/7,16

4. 0,020 0,150 0,021 0,073 10/6,35 10/6,81 10/6,45

5. 0,020 0,166 0,021 0,076 10/5,48 10/5,53 10/5,03


31/61


Tabel Hasil Percobaan dengan Q konstan

PercobaanYg

(meter)

Yo

(meter)

Y1

(meter)

Y3

(meter)

Q1

(liter/dt)

Q2

(liter/dt)

Q3

(liter/dt)

1. 0,020 0,155 0,020 0,078 10/5,37 10/5,25 10/5,10

2. 0,021 0,125 0,020 0,077 10/5,37 10/5,25 10/5,10

3. 0,022 0,121 0,023 0,077 10/5,37 10/5,25 10/5,10

4. 0,023 0,115 0,025 0,077 10/5,37 10/5,25 10/5,10

5. 0,024 0,109 0,030 0,077 10/5,37 10/5,25 10/5,10

Hasil Perhitungan

a.

Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan

Yg konstan




+

Q = 4,807 liter/detik

detik liter 602,1

3

detik liter 807,4

Q1 = 0,001602 m3/detik

2. 10 liter/07,57 detik = 1.321 liter/ detik



+

Q = 3,991 liter/ detik

detik liter 330,1

3

detik liter 991,3

Q2 = 0,001330 m3/detik

3.




+



32/61


detik liter 442,1

3

detik liter 325,4

Q3 = 0,001442 m3/detik




+


detik liter 531,1

3

detik liter 593,4

Q4 = 0,001531 m3/detik




+


detik liter 874,1

3

detik liter 621,5

Q5 = 0,001874 m3/detik

KondisiYg konstan

PercobaanYg

(meter)

Yo

(meter)

Y1

(meter)

Y3

(meter)

Q

(m3/dt)

1. 0,020 0,128 0,014 0,071 0,001602

2. 0,020 0,131 0,018 0,069 0,001330

3. 0,020 0,140 0,019 0,072 0,001442

4. 0,020 0,150 0,021 0,073 0,001531

5. 0,020 0,166 0,021 0,076 0,001874

Perhitungan V1

Rumus :bY

Q

A

QV

11

1

1. 014,0078,0

001602,0

1

1

bY

QV = 1,467 m/dt


33/61


2. 018,0078,0

001330,0

1

1

bY

QV = 0,947 m/dt

3. 019,0078,0

001442,0

11

bY

QV = 0,973 m/dt

4.

021,0078,0

001531,0

1

1

bY

QV = 0,935 m/dt

5.

021,0078,0

001874,0

1

1

bY

QV = 1,144 m/dt

Perhitungan V3

Rumus :

bY

Q

A

QV

33

3

1. 071,0078,0

001602,0

3

3

bY

QV = 0,289 m/dt

2. 069,0078,0

001330,0

3

3

bY

QV = 0,247 m/dt

3.

072,0078,0

001442,0

3

3

bY

QV = 0,257 m/dt

4. 073,0078,0

001531,0

3

3 bY

QV = 0,269 m/dt

5. 076,0078,0

001874,0

3

3

bY

QV = 0,316 m/dt

Perhitungan H1

Rumus : g

V Y H

2

2

111

1.

81,92

467,1014,0

2

221

11

g

V Y H = 0,124 m

2. 81,92

947,0018,0

2

22

111

g

V Y H = 0,064 m

3.

81,92

973,0019,0

2

22

1

11

g

V Y H = 0,067 m

4. 81,92

935,0021,0

2

22

111

g

V Y H = 0,066 m


34/61


5.

81,92

144,1021,0

2

22

1

11

g

V Y H = 0,088 m

Perhitungan ΔH

Rumus :31

3

13

4

)(

y y

y y H

1. 071,0014,04

)014,0071,0(

4

)( 3

31

3

13

y y

y y H = 0,047 m

2. 069,0018,04

)018,0069,0(

4

)( 3

31

3

13

y y

y y H = 0,027 m

3.

072,0019,04)019,0072,0(

4)( 3

31

313

y y y y H = 0,027 m

4. 073,0021,04

)021,0073,0(

4

)( 3

31

3

13

y y

y y H = 0,023 m

5. 076,0021,04

)021,0076,0(

4

)( 3

31

3

13

y y

y y H = 0,026 m

Perhitungan H3

Rumus : H H H 13

1. 047,0124,013 H H H = 0,077 m

2. 027,0064,013 H H H = 0,037 m

3. 027,0067,013 H H H = 0,040 m

4. 023,0066,013 H H H = 0,043 m

5. 026,0088,013 H H H = 0,062 m

Tabel Hasil Perhitungan Loncatan Hidrolis dengan Yg konstan

No. Yg

( m )

Yo

( m )

Y1

( m )

Y3

( m )

V1

( m/dt )

V3

( m/dt)

Q

( m3/dt )

H1

( m )

H3

( m )

H

( m )

1. 0,020 0,128 0,014 0,071 1,467 0,289 0,001602 0,124 0,077 0,047

2. 0,020 0,131 0,018 0,069 0,947 0,247 0,001330 0,064 0,037 0,027

3. 0,020 0,140 0,019 0,072 0,973 0,257 0,001442 0,067 0,040 0,027


35/61


4. 0,020 0,150 0,021 0,073 0,935 0,269 0,001531 0,066 0,043 0,023

5. 0,020 0,166 0,021 0,076 1,144 0,316 0,001874 0,088 0,062 0,026

b.

Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Pintu Tegak (Sluice Gate) dengan

Q konstan




+

Q = 5.728 liter/ detik

detik liter 909,1

3

detik liter 728,5

Q = 0,001909 m3/detik

Kondisi Q konstan

PercobaanYg

(meter)

Yo

(meter)

Y1

(meter)

Y3

(meter)

Q

(m3/dt)

1. 0,020 0,155 0,020 0,078 0,0019092. 0,021 0,125 0,020 0,077 0,001909

3. 0,022 0,121 0,023 0,077 0,001909

4. 0,023 0,115 0,025 0,077 0,001909

5. 0,024 0,109 0,030 0,077 0,001909

Perhitungan V1

Rumus :bY

Q

A

QV

11

1

1. 020,0078,0

0,001909

1

1

bY

QV = 1,223 m/dt

2. 020,0078,0

0,001909

1

1

bY

QV = 1,223 m/dt

3.

023,0078,0

001909,0

1

1

bY

QV = 1,064 m/dt


36/61


4. 025,0078,0

0,001909

1

1

bY

QV = 0,979 m/dt

5. 030,0078,0

0,001909

11

bY

QV = 0,816 m/dt

Perhitungan V3

Rumus :bY

Q

A

QV

33

3

1.

078,0078,0

0,001909

3

3

bY

QV = 0,314 m/dt

2.

077,0078,0

0,001909

3

3

bY

QV = 0,318 m/dt

3. 077,0078,0

0,001909

3

3

bY

QV = 0,318 m/dt

4. 077,0078,0

0,001909

3

3

bY

QV = 0,318 m/dt

5.

077,0078,0

0,001909

3

3

bY

QV = 0,318 m/dt

Perhitungan H1

Rumus : g

V Y H

2

2

1

11

1. 81,92

223,1020,0

2

22

111

g

V Y H = 0,096 m

2.

81,92

223,1020,0

2

22

1

11

g

V Y H = 0,096m

3. 81,92

064,1023,0

2

22

111

g

V Y H = 0,081 m

4.

81,92

979,0025,0

2

22

1

11

g

V Y H = 0,074 m

5. 81,92

816,0030,0

2

22

111

g

V Y H = 0,064 m


37/61


Perhitungan ΔH

Rumus :31

3

13

4

)(

y y

y y H

1. 078,0020,04

)020,0078,0(

4

)( 3

31

3

13

y y

y y H = 0.031 m

2. 077,0020,04

)020,0077,0(

4

)( 3

31

3

13

y y

y y H = 0.030 m

3. 077,0023,04

)023,0077,0(

4

)( 3

31

3

13

y y

y y H = 0.022 m

4.

077,0025,04)025,0077,0(

4)( 3

31

313

y y y y H = 0.018 m

5. 077,0030,04

)030,0077,0(

4

)( 3

31

3

13

y y

y y H = 0.011 m

Perhitungan H3

Rumus : H H H 13

1. 031,0096,013

H H H = 0,065 m

2. 030,0096,013 H H H = 0,066 m

3. 022,0081,013 H H H = 0,059 m

4. 018,0074,013 H H H = 0,056 m

5. 011,0064,013 H H H = 0,053 m

Tabel Hasil Perhitungan Loncatan Hidrolis dengan Q konstan

No. Yg

( m )

Yo

( m )

Y1

( m )

Y3

( m )

V1

( m/dt )

V3

( m/dt)

Q

( m3/dt )

H1

( m )

H3

( m )

H

( m )

1. 0,020 0,155 0,020 0,078 1,223 0,314 0,001909 0,096 0,065 0,031

2. 0,021 0,125 0,020 0,077 1,223 0,318 0,001909 0,096 0,066 0,030

3. 0,022 0,121 0,023 0,077 1.064 0,318 0,001909 0,081 0,059 0,022

4. 0,023 0,115 0,025 0,077 0,979 0,318 0,001909 0,074 0,056 0,018

5. 0,024 0,109 0,030 0,077 0,818 0,318 0,001909 0,064 0,053 0,011


38/61


a. Hitung V1 dan gambarkan grafik hubunganhubungan antara1

2

1

Y g

V

dan

1

3

Y

Y

Perhitungan: Dengan Yg konstan

Kondisi Yg konstan = 0,020 m dan g = 9.81 m/dt2

1

2

1

Y g

V

1.

014,081,9

467,1 2

1

2

1

Y g

V = 15,670

2.

018,081,9

947,0 2

1

2

1

Y g

V = 5,079

3.019,081,9

973,0 2

1

2

1

Y g

V = 5,079

4.021,081,9

935,0 2

1

2

1

Y g

V = 4,244

5.021,081,9

144,1 2

1

2

1

Y g

V = 6,353

1

3

Y

Y 1.

014,0

071,0

1

3

Y

Y = 5,071

2.018,0

069,0

1

3

Y

Y = 3,833

3.019,0

072,0

1

3

Y

Y = 3,789

4. 021,0

073,0

1

3

Y

Y

= 3,476

5.021,0

076,0

1

3

Y

Y = 3,619

No.1

2

1

Y g

V

1

3

Y

Y

1 15,670 5,071

2 5,079 3,833


39/61


3 5,079 3,789

4 4,244 3,476

5 6,353 3,619

Grafik hubungan antara1

2

1

Y g

V

dan

1

3

Y

Y untuk kondisi Yg konstan

Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa hubungan1

3

Y

Y

dengan1

2

1

Y g

V

cenderung berbanding lurus dimana jika nilai1

3

Y

Y

tinggi maka nilai1

2

1

Y g

V

akan semakin tinggi. Dimana Yg konstan = 0,020 m. Namun terdapat juga

penurunan dalam grafik tersebut. Hal ini dapat terjadi karena kesalahan

dalam pengukuran sehingga diperlukan percobaan lebih lanjut.

Perhitungan: Dengan Q konstan

Kondisi Q konstan = 0,001909 m3/dt dan g = 9.81 m/dt2

0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

0.000 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000 16.000 18.000

1

3

Y

Y

1

2

1

Y g

V


40/61


1

2

1

Y g

V

1.

1

2

1

gxY

V =

020.081.9

1,2232

x7.623

2.1

2

1

gxY

V

= 623.7020.081.9

1,2232

x

3.1

2

1

gxY

V = 017.5

023.081.9

1.0642

x

4.1

2

1

gxY

V = 908.3

025.081.9

979.0 2

x

5.030,081,9

818,0 2

1

2

1

Y g

V = 2.273

1

3

Y

Y 1.

1

3

Y

Y =

020.0

078.0= 3.9

2.1

3

Y

Y =

020.0

077.0= 3.85

3.1

3

Y

Y =

023.0

077.0= 3.34

4.1

3

Y

Y =

025.0

077.0= 3.08

5.030,0

077,0

1

3

Y

Y = 2.56

No.1

2

1

Y g

V

1

3

Y

Y

1 7.623 3.9

2 7.623 3.85

3 5.017 3.34

4 3.908 3.08

5 2.273 2.56


41/61


Grafik hubungan antara1

2

1

Y g

V

dan

1

3

Y

Y untuk kondisi Q konstan


3

Y

Y dengan

1

2

1

Y g

V

berbanding lurus dimana jika nilai1

3

Y

Y

tinggi maka nilai1

2

1

Y g

V

akan

semakin tinggi. Dimana Q konstan = 0,001909 m3/dt.

b. Hitung ΔH/Y1 dan gambarkan grafik hubungan antara1Y

H dengan

1

3

Y

Y


1Y

H 1.

014,0

047,0

1

Y

H = 3,357

2.018,0

027,0

1

Y

H = 1,500

3.019,0

027,0

1

Y

H = 1,421

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1

3

Y

Y

1

2

1

Y g

V


42/61


4.021,0

023,0

1

Y

H = 1,095

5.021,0

026,0

1

Y

H = 1,238

No.1Y

H

1

3

Y

Y

1 3,357 5,071

2 1,500 3,833

3 1,421 3,789

4 1,095 3,476

5 1,238 3,619

Grafik hubungan antara1Y

H dengan

1

3

Y

Y dengan kondisi Yg konstan

0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000

1Y

H

1

3

Y

Y


43/61



3

Y

Y

dengan1Y

H

berbanding lurus, dimana jika nilai 1

3

Y

Y

tinggi maka nilai

1Y

H

akan

semakin tinggi. Dimana Yg konstan = 0,020 m.


1Y

H 1.

1Y

H =

020.0

0.031= 1.55

2. 1Y

H

= 020.0

030.0

= 1.5

3.1Y

H =

023.0

022.0= 0.95

4.1Y

H =

025.0

018.0=0.72

5.1Y

H =

030.0

011.0= 0.36

No.1Y

H

1

3

Y

Y

1 1.55 3.9

2 1.5 3.85

3 0.95 3.34

4 0.72 3.08

5 0.36 2.56


44/61


Grafik hubungan antara1Y

H dengan

1

3

Y

Y dengan kondisi Q konstan


3

Y

Y dengan

1Y

H

berbanding lurus, dimana jika nilai1

3

Y

Y

tinggi maka nilai1Y

H akan

semakin tinggi. Q konstan = 0,001909 m3/dt.

c. Hitunglah nilai Yc (kedalaman kritis) dan ujilah apakah Y1


45/61


3.

3/1

2

23/1

2

2

078,081,9

001442,01

b g

QYc

= 0,033

4.

3/1

2

23/1

2

2

078,081,9001531,01

b g QYc

= 0,034

5.

3/1

2

23/1

2

2

078,081,9

001874,01

b g

QYc

= 0,039

No.Y1

(m)

Yc

(m)

Y3

(m)

1 0,014 0.035 0,071

2 0,018 0.031 0,069

3 0,019 0.033 0,072

4 0,021 0.034 0,073

5 0,021 0,039 0,076

Melihat tabel di atas, maka dapat disimpulkan nilai Yc terletak diantara Y1

dan Y3. Maka: Y1 < Yc < Y3


Yc =

3/1

2

2

.

.

b g

Q

Yc =

3/1

2

2

078.081,9

)0.001909(1

x = 0.0393

Karena Q konstan = 0,001909 m3

/dt, maka nilai Yc sama untuk setiap

percobaan yaitu 0,0393.

No.Y1

(m)

Yc

(m)

Y3

(m)

1 0,020 0.0393 0,078

2 0,020 0.0393 0,077

3 0,023 0.0393 0,077


46/61


4 0,025 0.0393 0,077

5 0,030 0.0393 0,077

Melihat tabel di atas, maka dapat disimpulkan nilai Yc terletak diantara Y1

dan Y3. Maka: Y1 < Yc < Y3

d.

Hitung nilaiYc

H


Yc

H 1.

035,0

047,0

Yc

H = 1,343

2.031,0

027,0

Yc

H = 0,871

3.033,0

027,0

Yc

H = 0,818

4.034,0

023,0

Yc

H = 0,676

5.

039,0

026,0

Yc

H = 0,667

No. H

(m)

Yc

(m) Yc

H

1 0,047 0.035 1,343

2 0,027 0.031 0,871

3 0,027 0.033 0,818

4 0,023 0.034 0,676

5 0,026 0,039 0,667


Yc

H 1.

0393,0

031,0

Yc

H = 0.788

2.

0393,0

030,0

Yc

H = 0,763


47/61


3.0393,0

022,0

Yc

H = 0,559

4.0393,0

018,0

Yc

H = 0,458

5.0393,0

011,0

Yc

H = 0,278

No. H

(m)

Yc

(m) Yc

H

1 0,031 0.0393 0.788

2 0,030 0.0393 0.763

3 0,022 0.0393 0.559

4 0,018 0.0393 0.458

5 0,011 0.0393 0.279

6. KESIMPULAN


dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan:

1.

Pada loncatan hidrolis, terjadi pengurangan kecepatan aliran secara

mendadak dari V1 menjadi V3 dan pertambahan kedalaman aliran dari Y1

menjadi Y3.

2. Hasil perhitungan H danYc

H dengan Yg konstan, dapat dilihat sebagai

berikut:

No.

H

(m) Yc

H

1. 0,047 1,343

2. 0,027 0,871

3. 0,027 0,818

4. 0,023 0,676

5. 0,026 0,667


48/61


Kurva hubungan antara energi spesifik H denganYc

H

Dimana Yg = 0.020 m

Dari kurva hubungan antara energi spesifik H dengan

Yc

H ,

didapatkan grafik cenderung linier, ini menunjukkan bahwa kehilangan

(ΔH) sebanding atau berbanding lurus dengan perhitunganYc

H . Namun

terdapat juga penurunan yang tidak terlalu besar dalam grafik tersebut.

Hal ini dapat terjadi karena kesalahan dalam pengukuran sehingga

diperlukan percobaan lebih lanjut.

3.

Hasil perhitungan H

dan Yc

H

dengan Q konstan, dapat dilihat sebagai

berikut:

No. H

(m) Yc

H

1. 0,031 0.788

2. 0,030 0.763

3. 0,022 0.559

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.045 0.050

H

Yc

H


49/61


4. 0,018 0.458

5 0,011 0.279

Kurva hubungan antara energi spesifik H denganYc

H

Dimana Q konstan = 0,001909 m3/dt.

Dari kurva hubungan antara energi spesifik H denganYc

H ,

didapatkan grafik linier, ini menunjukkan bahwa kehilangan (ΔH)

sebanding atau berbanding lurus dengan perhitunganYc

H .

4. Loncatan hidrolik yang mana batas energi masih dalam batas toleransi

diaplikasikan untuk menurunkan kecepatan aliran air yang mengalir

melewati pintu air melalui suatu saluran air. Sehubungan dengan hal

tersebut, energi yang mengalir akan menurun/berkurang. Energi yang

berpindah setelah loncatan adalah menjauhi sluice gate (menuju bagian

hilir).

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035

H

Yc H


50/61


7. SARAN

1. Seharusnya untuk mempercepat kerja percobaan menggunakan alat

pengukur debit (Pitot meter) untuk mengukur debit aliran air.

2.

Kekentalan air diperhitungkan karena air kotor.

3. Dalam melakukan praktikum hendaknya pengukuran tinggi air dilakukan

pada saat air benar-benar mencapai tinggi yang konstan agar mendapatkan

hasil yang optimal.

4.

Sebelum melaksanakan praktikum sebaiknya memahami panduan




51/61



Materi Percobaan : C

Bendung Ambang Lebar (Broad Crested Weir )

Dikerjakan Oleh :

Kelompok 6



3.




6.


7. Ni Kadek Sri 1404105051


Disetujui Oleh :


NIP. 19540817 198601 1 001



FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2015


52/61


PERCOBAAN C : BENDUNG AMBANG LEBAR (BROAD CRESTED

WEIR )

1.

TUJUAN

a.

Mendemonstrasikan aliran melalui ambang lebar.

b. Menunjukkan bahwa ambang lebar dapat digunakan untuk mengukur

debit.

2. TEORI DASAR

Peluap disebut ambang lebar apabila B > 0,66 H, dengan B adalah peluap /

ambang lebar dan H adalah tinggi peluapan. Dipandang dari A dan B tinggi

air di atas peluap pada titik A adalah H, sedang pada titik B adalah yc (h).

Kondisi aliran di hilir peluap ambang lebar tidak mengalami ”obstruction”,

hal ini menunjukkan bahwa aliran di atas ambang adalah maksimum. Dalam

kondisi demikian terjadi aliran kritis di atas ambang, sehingga dapat dipakai

sebagai dasar mengukur energi spesifik. Bila kecepatan di hulu ambang kecil,

maka nilai tinggi kecepatan

g V

220 dapat diabaikan dan energi spesifik di

atas ambang adalah E = H.

Debit aliran yang lewat ambang lebar dapat dihitung dengan formula:

dan

persamaan di atas di substitusikan sehingga diperoleh:

22.2.. yc Hyc g BCd Q

H yc3

2

23

...71,1 H BCd Qmaks


53/61


keterangan :

Q = debit di atas ambang (m3/s).

B = lebar ambang (m).

H = tinggi peluap (m). ;Cd = koefisien

debit.

3. PERALATAN

a. Flume ( Saluran Terbuka)

B A

g

Vc

.2

2

H

Y0P

L g

V

.2

2

0

E0 yc


54/61


b. Model Ambang Lebar

c.

Point Gauge

d. Pitot Meter


55/61


4. CARA KERJA

a. Siapkan peralatan dan pastikan posisi flume dan peluap ambang lebar

horizontal.

b.

Alirkan air secara perlan-lahan sampai melimpah sedikit di atas ambang

dan hentikan aliran.

c.

Ukur dan catat tinggi air di hulu ambang sebagai data batas

permukaannya.

d.

Alirkan air kembali untuk mendapatkan ketinggian H tertentu di atas

ambang, dan naikkan aliran untuk mendapatkan data H yang lain

sebanyak 4 kali dengan interval kenaikan ( ∆H ) = 10 mm.

e.

Pada setiap langkah percobaan ukur dan catat nilai H, Q, Y0, Yc, dan L.

f. Gambarkan profil aliran yang terjadi di setiap pengaliran.


Hasil Pengamatan

PERCOBAAN C : BENDUNG AMBANG LEBAR ( BROAD

CRESTED WEIR)Tanggal Percobaan : 15 Mei 2015

Kelompok : 6


2.

I Nyoman Indra Kumara 1404105046

3. I Made Aryatirta Predana 1404105047

4.

I Putu Angga Pariyana Putra 1404105048

5.

I Putu Gde Wira Suryatmaja 14041050496. Novia Lelyana 1404105050

7. Ni Kadek Sri 1404105051




56/61



Lebar ambang ( b ) = 0,078 meter

Tinggi ambang ( h ) = 0,1 meter

Panjang ambang = 0,348 meter

Percepatan gravitasi ( g ) = 9,81 m/dt2

Tabel hasil pengamatan Bendung Ambang Lebar

Variasi Yo ( m ) Yc ( m ) L ( m ) H ( m ) Q1 (liter/dt) Q2 (liter/dt) Q3 (liter/dt)

1. 0,133 0,025 0,280 0,035 10/17,95 10/18,11 10/18,45

2. 0,137 0,025 0,268 0,040 10/14,70 10/13,33 10/16,56

3. 0,143 0,031 0,260 0,045 10/8,59 10/10,61 10/8,03

4. 0,144 0,033 0,260 0,050 10/7,26 10/7,61 10/6,98

5. 0,148 0,035 0,228 0,055 10/6,43 10/6,01 10/6,50

Hasil Perhitungan

Hasil Pengukuran Debit Aliran Melalui Bendung Ambang Lebar

1.


10 liter/18,11 detik = 0,552 liter/detik10 liter/18,45 detik = 0,542 liter/detik

+


Q1 =1,651 liter /detik





+



3 = 0,678 liter/detik = 0,000678 m3/detik

3.





57/61


+


Q3 =

3,352 liter /detik

3 = 1,117 liter/detik = 0,001117 m

3

/detik




+



3

= 1,375 liter/detik = 0,001375 m3/detik




+




a.

Hitung nilai Cd untuk setiap nilai Q

Tabel hasil pengamatan Bendung Ambang Lebar

Variasi Yo ( m ) Yc ( m ) L ( m ) H ( m ) Q ( m /dt )

1. 0,113 0,025 0,280 0,035 0,000550

2. 0,137 0,025 0,268 0,040 0,000678

3. 0,143 0,031 0,260 0,045 0,001117

4. 0,144 0,033 0,260 0,050 0,001375

5. 0,148 0,035 0,228 0,055 0,001586

Perhitungan H3/2

1.

H3/2 = (0,035) 3/2 = 0,00655

2. H3/2 = (0,040) 3/2 = 0,00800

3.

H3/2 = (0,045) 3/2 = 0,00955

4.

H3/2

= (0,050) 3/2

= 0,01118


58/61


5. H3/2 = (0,055) 3/2 = 0,01290

Perhitungan Cd

Rumus :2/3....71,1 H xb x

QCd

1. 2/3

....71,1 H xb x

QCd =

0,00655078,071,1

0,000550

x x= 0,629

2. 2/3

....71,1 H xb x

QCd =

00800,0078,071,1

0,000678

x x= 0,635

3. 2/3....71,1 H xb x

QCd =

00995,0078,071,1

001117,0

x x= 0,842

4.

2/3....71,1 H xb x

QCd =

01118,0078,071,1

001375,0

x x= 0,922

5. 2/3

....71,1 H xb x

QCd =

01290,0078,071,1

001586,0

x x= 0,922

Tabel Hasil Perhitungan Bendung Ambang Lebar (Broad Crested Weir )

PercobaanYo

( m )

Yc

( m )

L

( m )

H

( m )

Q

(m3/dt)H3/2 Cd

1. 0,113 0,025 0,280 0,035 0,000550 0,00655 0,629

2. 0,137 0,025 0,268 0,040 0,000678 0,00800 0,635

3. 0,143 0,031 0,260 0,045 0,001117 0,00955 0,842

4. 0,144 0,033 0,260 0,050 0,001375 0,01118 0,922

5. 0,148 0,035 0,228 0,055 0,001586 0,01290 0,922

b.

Gambarkan grafik hubungan Q dan H, Q dan Cd, serta H dan Cd


59/61


0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 0.0014 0.0016 0.0018

Grafik Hubungan Antara Q dengan H

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 0.0014 0.0016 0.0018

Grafik Hubungan Antara Q dengan Cd

Dari grafik di atas didapatkan bahwa besarnya debit (Q)

mempengaruhi tinggi peluapan (H). Dimana semakin besar debit, maka

tinggi peluapan akan semakin besar, begitu pula sebaliknya.

Q

H

Q

Cd


60/61


0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

Grafik Hubungan Antara H dengan Cd

Dari grafik tersebut didapatkan bahwa besarnya debit (Q) mempengaruhi

besarnya koefisien debit (Cd) dimana pertambahan debit aliran menyebabkan

pertambahan pada nilai Cd.

Dari grafik di atas didapatkan bahwa besarnya tinggi peluapan ( H )

mempengaruhi nilai koefisien debit ( Cd ), dimana pertambahan H akan

menyebabkan nilai Cd meningkat dan sebaliknya.

c. Buatlah rumus empiris hubungan Q dan H

Jawab:

Q = Cd B g 2 32 h Hh ; dimana h = 2/3 H

Q = Cd B 81.92 x 32 )3/2(3/2 H H H

Q = Cd B 4.43 3

27

4 H

Q = Cd B 1.71 2/3 H

Q = 1.71 Cd B 2/3 H

Cd

H


61/61

Dimana :

Q = debit di atas ambang (m3/dt)

B = lebar ambang (m)

H = tinggi peluapan (m)

Cd = koefisien debit

6. KESIMPULAN


dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan :

1. Bahwa nilai Cd rata – rata ialah 0,79.

2.

Aliran di atas ambang selalu paralel.

3. Panjang pengempangan (L) tidak berpengaruh terhadap nilai Cd, hal ini

terbukti dengan persamaan :2/3

....71,1 H xb x

QCd

7. SARAN

1. Seharusnya untuk mempercepat kerja percobaan menggunakan alat

pengukur debit (Pitot meter) untuk mengukur debit aliran air.

2. Kekentalan air diperhitungkan karena air kotor.

3. Dalam melakukan praktikum hendaknya pengukuran tinggi air dilakukan

pada saat air benar-benar mencapai tinggi yang konstan agar

mendapatkan hasil yang optimal.

4. Sebelum melaksanakan praktikum sebaiknya memahami panduan



4 laporan praktikum mekanika fluida dan hidrolika saluran terbuka

Documents