8 bab iii ambang tajamfix.docx

BAB III

ALIRAN MELALUI AMBANG TAJAM

(SHARP CRESTED WEIR)

A. PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Peluap didefinisikan sebagai bukaan pada salah satu sisi kolam atau

tangki sehingga zat cair ( biasanya air ) didalam kolam tersebut melimpas di

atas peluap. Peluap ini serupa dengan lubang besar dimana elevasi

permukaan zat cair sebelah hulu lebih rendah dari sisi atas lubang.

2. Maksud dan Tujuan

Menghitung debit dan koefisien debit

B. ALAT YANG DIGUNAKAN

1. Multi purpose teaching flume

2. Ambang tajam

Model ambang tajam dibuat dari bahan baja tahan karat (stainless stell).

Debit yang lewat di atas ambang tajam ini merupakan fungsi dari tinggi

aliran di atas ambang.

3. Point Gauge

4. Stop Watch

5. Mistar ukur

6. Alat ukur debit (ember plastik, stop watch, gelas ukur)

C. DASAR TEORI

Jenis peluap ambang tajam ini merupakan salah satu konstruksi

pengukur debit yang banyak dijumpai di saluran - saluran irigasi maupun

laboratorium.

32

P

Q

H

hTotal head line

33

Kelompok 13 Praktikum Mekanika Fluida dan Hidraulika 2010

Debit aliran yang terjadi pada ambang tajam dihitung dengan

menggunakan formula sebagai berikut :

Q = ………… (3.1)

Dengan (h) adalah tinggi muka air di atas ambang.

Keterangan :

Q = debit aliran ( m /dtk )

h = tinggi air di atas ambang ( m )

P = tinggi ambang ( m )

Gambar aliran di atas ambang tajam.

Gambar 4.1 Aliran pada Ambang Tajam

D. PROSEDUR PELAKSANAAN

1. Memasang ambang tajam pada model saluran terbuka

2. Mengalirkan air ke dalam model saluran terbuka

3. Menghitung volume

4. Mencatat harga h

5. Mengamati pengaliran yang terjadi

6. Mengulang percobaan untuk debit yang lain

7. Menggunakan rumus di atas untuk menentukan besarnya nilai koefisien

debit pada ambang tajam.

34


E. ANALISIS PERHITUNGAN

1. Pada kondisi bukaan I

P= 0,15 m

B= 0,0984 m

Tabel 1.1 Kondisi Bukaan I Menggunakan Ambang Tajam

V (m3) t (dtk) Q (m3/dtk) Yo (m) h (m) h 3/2 Cd0.00035 1.15 0.000304 0.317 0.167 0.0682 7.216x10-3

0.00050 1.0 0.0005 0.317 0.167 0.0682 0.01030.00060 1.16 0.000517 0.317 0.167 0.0682 0.0105

∑= 0.002338Sumber : Hasil pengujian dan perhitungan

h = H – P

= 0.317 – 0.15

= 0.167 m

Dengan : H = Yo

-Menghitung Debit ( Q )

Rumus : Q =

Q =

= 3,04x10-3 m /dtk

Q =

= 5x10-4 m /dtk

Q =

= 5,17x10-4 m /dtk

35


-Menghitung Debit Rata-rata ( )

Rumus : =

=

= 4.40x10-3 m /dtk

-Menghitung volume rata-rata

Rumus Vrata =

=

= 4.833x10-4 m3

-Menghitung h

h = 0.167

h = 0,0682 m

-Menghitung Cd

Rumus : Cd =

Cd1 = 7.216x10-3

Cd = 0.0103

Cd = 0.0105

-Menghitung Cd rata-rata

Rumus: =

36


=

=

= 9.338x

2. Pada kondisi bukaan II

P= 0,15 m

B= 0,0983 m

Tabel 1.2 Kondisi Bukaan II Menggunakan Ambang Tajam

V (m3) t (dtk) Q (m3/dtk) Y0 (m) h (m) h 3/2 Cd

0.00102 1.0 0.001396 0.328 0.178 0.0750 0.0130.00124 1.03 0.001464 0.328 0.178 0.0750 0.0150.00060 1.09 0.001588 0.328 0.178 0.0750 0.014

∑= 0.004448Sumber : Hasil pengujian dan perhitungan

h = H – P

= 0,328 – 0,15

= 0.178

Dengan : H = Yo


Rumus : Q =

Q =

= 1.02x10-3 m /dtk

Q =

= 1.203x10-3 m /dtk

37


Q =

= 1.137x10-3 m /dtk


Rumus : =

=

= 1.116x10-3 m /dtk


Rumus Vrata =

=

=

= 1.166x10-3 m3

-Menghitung h

h = 0.178 m

h = 0.0750 m

-Menghitung Cd

Rumus : Cd =

Cd = 0.013

Cd = 0.015

38


Cd = 0.014


Rumus: =

=

= 0.014

3. Pada kondisi bukaan III

P= 0,15 m

B= 0,0983 m

Tabel 4.3 Kondisi Bukaan III Menggunakan Ambang Tajam

V (m3) t (dtk) Q (m3/dtk) Y0 (m) h (m) h 3/2 Cd

0.0025 1.16 0.002155 0.344 0.194 0.0854 0.0250.0021 1.03 0.002038 0.344 0.194 0.0854 0.024

0.00275 1.03 0.002669 0.344 0.194 0.0854 0.031∑= 0.005120

Sumber : Hasil pengujian dan perhitungan

h = H – P

= 0,344 – 0,15

= 0.194 m

Dengan : H = Yo


Rumus : Q =

Q =

= 2.155x10-3 m /dtk

Q =

= 2.038x10-3 m /dtk

39


Q =

= 2.669x10-3 m /dtk


Rumus : =

=

=

= 2.287x10-3 m /dtk


Rumus Vrata =

=

= 2.45x10-3 m3

-Menghitung h

h = 0.194 m

h = 0.0854 m

-Menghitung Cd

Rumus : Cd =

Cd = 0.025

Cd = 0.024

Cd = 0.031

40



Rumus: =

=

= 0.026

-Gambar Profil aliran ambang tajam

Q

41


Gambar tampak samping aliran

F. GRAFIK

BukaanQ

(m3/detik)Cd h3/2

(m3/2)

I 4.40x10-3 9.338x10-3 0,0682

II 1.116x10-3 0.014 0.0750

III 2.287x10-3 0.026 0.0854

Sumber : hasil praktikum mekanika fluida dan hidraulika 2010

42


G. PEMBAHASAN

Dalam mencari koefisien debit (Cd) pada ambang tajam dibutuhkan

hubungan data dari percobaan.

Q =

Dengan (h) adalah tinggi muka air di atas ambang.

Keterangan :

Q = debit aliran (m3/dtk)

h = tinggi air di atas ambang (m)

P = tinggi ambang (m)

Dari hasil grafik regresi dapat dilihat :

a. Hubungan antara Cd dan Q adalah berbanding terbalik hasil-hasilnya,

karena semakin besar nilai Cd semakin kecil debit.

b. Hubungan antara h3/2 dan Cd adalah berbanding lurus hasil-hasilnya,

karena semakin besar nilai h3/2 semakin besar nilai Cd.

H. KESIMPULAN

Peluap ambang tajam yang biasanya dijadikan bukaan pada salah satu

sisi suatu kolam atau tangki, dapat juga digunakan untuk mencari debit

aliran.

43


Elevasi permukaan air di hulu lebih rendah dari sisi atas lubang. Dari

perhitungan data di atas di dapat nilai – nilai :

Cd rata-rata : Bukaan I = 9.338x10-3

Bukaan II = 0.014

Bukaan III = 0.026

Q rata-rata : Bukaan I = 4.40x10-3 m /dtk

Bukaan II = 1.116x10-3 m /dtk

Bukaan III = 2.287x10-3 m /dtk

8 bab iii ambang tajamfix.docx

Documents