buku panduan pratikum hidrolika … · web view · 2017-06-16dengan bakal teori di bangku...
Post on 13-May-2018
230 Views
Preview:
TRANSCRIPT
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN …………………………………………………………………
EKSPERIMEN 1 : Karakteristik Pengaliran Di Atas Rectangular Notch ……... 3
EKSPERIMEN 2 : Karakteristik Pengaliran Di Atas Vee Notch ………………. 9
EKSPERIMEN 3 : Karakteristik Pengaliran Di Atas Broad Crested Weir .. …... 13
EKSPERIMEN 4 : Debit Di Bawah Sluice Gate …………………………….... 18
EKSPERIMEN 5 : Kedalaman Krtsi – Spesific Energy ………………………. 23
EKSPERIMEN 6 : Hydraulic Jump …………………………........................... 28
EKSPERIMEN 7 : Karakteristik Pengaliran Di Atas Gravel Bed ……………... 32
EKSPERIMEN 8 : Pusat Tekanan Pada Bidang Rata Yang Terbenam Sebagian . 36
EKSPERIMEN 9 : Pusat Tekanan Pada Bidang Rata Yang Terbenam Di Dalam
Air ………………………………………………………. 41
1
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
PENDAHULUAN
Kegiatan pratikum Hidrolika ini bagi mahasiswa teknik sipil sangat besar
mamfaatnya, terutama jika dilihat dari ditujuan pratikum itu sendiri. Dengan bakal
teori di bangku kuliah, mahasiswa diberi kesempatan untuk mengembangkan
wawasan ilmu pengetahuan teknologi dan penerapanya serta dapat berhubungan
langsung dengan penggunaan perangkat laboratorium.
Dalam pelaksanaan pratikum Hidrolika di Laboratorium Hidrolika
Universitas Sumatera Utara, beberapa hokumfluida sederhana serta fenomena-
fenomena fluida yang dapat member tambahan wawasan ilmu akademis
Percobaan-percbaan yang dilakukan tersebut antara lain untuk mngetahui
daya hela fluida dengan berbagai bentuk benda yang bergera didalam fluida,
menentukan adanya beberapa. Menentukan koesisien pengaturan akibat
penyempitan kekerasa dasar saluran.
2
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
EKSPERIMEN 1
KARAKTERISTIK PENGALIRAN
DI ATAS “RECTANGULAR NOTCH”
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menyelidiki hubungan antara ketinggian muka air di atas tepi ambang dan
debit pengaliran yang melalui rectangular notch.
Menentukan koefisien debit pengaliran yang melalui rectangular notch.
2. PERALATAN
a. Hydraulic Bench
b. Hook and Point Gauge
c. Rectangular Notch
d. Stopwatch
e. JangkaSorong
3. TEORI
3
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
a. Dasar Teori
Besarnya aliran dalam suatu aliran dapat dihitung dengan berbagai cara. Untuk
pada sungai-sungai kecil dan alur-alur buatan dapat dengan mudah diukur dengan
penggunaan bending atau juga tabung jenis venture.
Pengukuran ini dapat dilakukan dengan menggunakan model di laboratorium.
Yang hasil pengukuran tersebut menunjukkan hubungan antara tinggi energi dan
debit.
Untuk mendapatkan hasil yang teliti perlu diperhatikan hal-hal seperti
permukaan bending bahagian hulu yang harus vertical dan tegak lurus terhadap
alurnya, ketinggian H yang harus di ukur cukup jauh dari hulu bendung. Ini
menghindari pengaruh kelengkungan permukaan air di dekat bendung tersebut.
Rumus baku untuk aliran di atas bendung empat persegi panjanga dalah
sebagai berikut :
Q=C d23
B√2 g . H32
Dimana : Q = debit pengaliran
Cd = koefisien debit
B = lebar “Notch”
H = tinggi air di atas bahagian bawah “Notch”
g = percepatan gravitasi
4
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
b. Teori Tambahan
Rectangular Notch adalah salah satu jenis aliran terbuka. Aliran pada saluran
terbuka merupakan perturunan Fluida dengan kecepatan (Density) yang berbeda.
Biasanya pada saluran terbuka, dan Fluida itu adalah udara dan air dimana
kecepadan udara yang lebih kecil dari pada keceparan air.
Aliran pada saluran terbuka hamper seluruh saluran dialiranya bersifat terbuka.
Hanya pada batas-batasnya (dasar saluran atau tebing saluran level baik) ada bagian
kecil yang bersifat berbeda. Dikarenakan adanya tekanan pad apermukaan air debit
adanya perbedaan pada gesekan pada dinding saluran dasar saluran maupun tebing
saluran, maka kecepatan alliran pada suatu potongan melintang saluran tidak
seragam, ketidak seragaman ini juga dipengaruhi oleh bentuk melintang saluran
kekesatan saluran dan lokasi saluran.
Kecepatan maksimum umumnya terhjadi pada jarak 0.05-0.25 ditentukan
kedalam air yang dihitung dan permukaan namun pada aliran yang sangat lebar
dengan kedalaman dangkal (shallow), kecepatan maka terjadi pada permukaan air.
Maka saluran kecepatan maksimumnya semakin dalam.
5
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
4. APLIKASI
Weir adalah sebuah obstruksi yang dilalui cairan di dalam sebuah aliran
terbuka. Aplikasinya banyak dipakai pada sistem pengolahan limbah, irigasi dan
saluran pembuangan limbah. Pengukuran dapat dilakukan dengan mengukur
kecepatan aliran dengan satuan yang umum yaitu gallon per menit (gpm) menjadi
gallon per hari. Laju alir sebagai fungsi dari ketinggian head di atas cekung weir
dan lebar bukaan (notch).
Secara umum ada tiga bentuk weir notch yaitu segiempat (rectangular), segitiga
( V-notch) dan trapesium (cipoletti). Weir segiempat merupakan salah satu bentuk
weir yang sudah lama digunakan karena bentuknya sederhana, konstruksinya
mudah dan akurat. Weir segitiga mempunyai jangkauan kapasitas yang lebih besar
dan praktis dibandingkan dengan bentuk weir lainya. Weir trapesium merupakan
benutuk weir yang cukup banyak digunakan. Aliran fluida proposional dengan
lebar dibawah cekungan weir trapesium
Weir hanya dapat digunakan apabila liquida mengalir dalam channel terbuka,
tidak dapat digunakan untuk liquida dalam pipa. Perhitungan pada aliran terbuka
lebih rumit dari pada aliran dalam pipa dikarenakan:
Bentuk penampang yang tidak teratur (terutama sungai)
Sulit menentukan kekasaran (sungai berbatu sedangkan pipa tembaga licin)
Kesulitan pengumpula data di lapangan
6
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
5. PROSEDUR
a. Menyiapkan peralatan seperti terlihat pada gambar di atas.
b. Mengalirkan air ke dalam saluran sampai air mengalir di atas pelat peluap.
c. Tutup Control Valve danbiarkan air menjadistabil.
d. Mengatur Vernier Height Gauge ke suatu batas bacaan dengan menggunakan
puncak Hook.
e. Mengalirkan air kedalam saluran dan mengatur Flow Control Valve untuk
mendapatkan tinggi “H” yang diinginkan, diawali dengan 10 mm dan
dinaikkan secara bertahap setiap 5 mm.
f. Setelah ujung Hook tepat berada pada permukaan air yang diinginkan dan
aliran telah stabil, mengukur debit air yang mengalir dengan membaca volume
pada volumetric tank dan waktu dengan menggunakan stopwatch.
g. Hasil pembacaan dan pengukuran tersebut di isikan pada lembar data.
h. Mengisil embar data dari hasil pembacaan dan pengukuran tersebut.
6. HASIL DAN PERHITUNGAN
Ukur dan catat lebar notch
Tabulasikan Volume: Waktu dan Tinggi “H”
Hitung dan tabulasi: Q; H2/3; Q2/3; Cd; Log Q; Log H.
Plot hubungan antara: Q2/3 terhadap H
Log Q terhadap Log H
Cd terhadap H
7
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
7. GRAFIK
Disajikan :
- Grafik hubungan antara Q2/3 dengan H
- Grafik hubungan antara Cd dengan H
- Grafik hubungan antara Log Q dengan Log H
8. KESIMPULAN
- Apakah harga Cd pada percobaan “Rectangular Notch” constan
- Estimasi harga rata-rata Cd untuk percobaan rectangular notch
- Dapatkan hubungan antara Q dan H diuraikan dengan rumus Q = k.H11
- Jika Cd bervariasi, usulkanlah hubungan fungsional antara Cd dan H/B
8
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
EKSPERIMEN 2
KAREKTERISTIK PENGALIRAN
DI ATAS “VEE NOTCH”
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menyelidiki hubungan antara ketinggian muka air di atas tepi ambang dan
debit pengaliran yang melalui vee notch.
Menentukan koefisien debit pengaliran yang melalui vee notch.
2. PERALATAN
a. Hydraulic Bench
b. Hook and Point Gauge
c. Vee Notch
d. Stopwatch
e. JangkaSorong
3. DASAR TEORI
9
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Bila debit aliran pada saluran relative kecil, penyelidikan dengan
menggunakan bendung segitiga, atau yang bertaktik V adalah sangat efisien,
sebab hasil yang diberikan akan lebih teliti dari pada memakai bendung
berpenampang segi empat.
Pengukuran ini dapat dilakukan dengan menggunakan model di
laboratorium, yang hasil pengukuran tersebut menunjukkan hubungan antara
tinggi energy dan debit.
Persamaan Bernauli berlaku :
H +V 1
2
2 g=( H 1−h )+
V 22
2 g
Maka :
V 2=√2. g .(h−V 1
2
2g )Dengan penampang segitiga (dimana V 1
2
2g sangat kecil, sehingga dapat
diabaikan), maka :
Q= 415
.√2 g . H32
Jika lebar saluran adalah B = 2H.tg θ/2, maka :
Q=B . g
¿ 415
.√2 g . H32 xH .2tg θ
2
¿ 815
. Cd .√2 g .tgθ . H52
Dimana : Q = debit pengaliran (cm3/det)
Cd = koefisien debit
B = lebar “Notch” (cm)
H = tinggi air di atasbahadianbawah “Notch” (cm)
g = percepatangravitasi (cm/s2)
θ = sudutvee (o)
10
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
4. APLIKASI
Weir adalah sebuah obstruksi yang dilalui cairan di dalam sebuah
aliran terbuka. Aplikasinya banyak dipakai pada sistem pengolahan limbah,
irigasi dan saluran pembuangan limbah. Pengukuran dapat dilakukan
dengan mengukur kecepatan aliran dengan satuan yang umum yaitu gallon
per menit (gpm) menjadi gallon per hari. Laju alir sebagai fungsi dari
ketinggian head di atas cekung weir dan lebar bukaan (notch).
Secara umum ada tiga bentuk weir notch yaitu segiempat
(rectangular), segitiga ( V-notch) dan trapesium (cipoletti). Weir segiempat
merupakan salah satu bentuk weir yang sudah lama digunakan karena
bentuknya sederhana, konstruksinya mudah dan akurat. Weir segitiga
mempunyai jangkauan kapasitas yang lebih besar dan praktis dibandingkan
dengan bentuk weir lainya. Weir trapesium merupakan benutuk weir yang
cukup banyak digunakan. Aliran fluida proposional dengan lebar dibawah
cekungan weir trapesium.
Weir hanya dapat digunakan apabila liquida mengalir dalam channel
terbuka, tidak dapat digunakan untuk liquida dalam pipa. Perhitungan pada
aliran terbuka lebih rumit dari pada aliran dalam pipa dikarenakan:
Bentuk penampang yang tidak teratur (terutama sungai)
Sulit menentukan kekasaran (sungai berbatu sedangkan pipa
tembaga licin)
Kesulitan pengumpulan data di lapangan
5. PROSEDUR
a. Menyiapkan peralatan seperti terlihat pada gambar di atas.
b. Mengalirkan air kedalam saluran sampai air mengalir di atas pelat peluap.
c. Menutup Control Valve dan membiarkan air menjadi stabil.
d. Mengatur Vernier Height Gauge kesuatu batas bacaan dengan menggunakan
pencak Hook.
11
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
e. Mengalirkan air kedalam saluran dan mengatur Flow Control Valve untuk
mendapatkan tinggi “H” yang diinginkan, diawali dengan 1 cm dan
menaikkan secara bertahap setiap 0,3 cm.
f. Mengukur debit air yang mengalir dengan membaca volume pada
volumetric tank dan waktu dengan menggunakan stop watch setelah ujung
Hook tepat berada pada permukaan air yang diinginkan dan aliran telahs
tabil.
g. Mengisikan hasil pembacaaan dan pengukuran tersebut pada lemabar data.
6. HASIL DAN PERHITUNGAN
Ukur sudut notch
Tabulasikan Volume: Waktu dan Tinggi “H”
Hitung dan tabulasi: Q; Q2/5;
Plot hubungan antara: Q2/5 terhadap H dan tentukan harga Cd dari
kemiringan grafik 45º
7. GRAFIK
Disajikan :
- Grafik hubungan antara Q2/3 dengan H
- Grafik hubungan antara Cd dengan H
- Grafik hubungan antara Log Q dengan Log H
8. KESIMPULAN
- Apakah harga Cd pada percobaan “Vee Notch” constant.
- Apakah keuntungan dan kerugian memplot Q2/5 terhadap H dari pada
memplot Q terhadap H.
12
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
EKSPERIMEN 3
KARAKTERISTIK PENGALIRAN
DI ATAS “BROAD CRESTED WEIR”
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan besarnya koefisien debit pada suatu pengaliran di dalam
laboratorium dengan pengaliran di atas broad crested weir.
2. PERALATAN
Multi Purpose Teaching Flume
Hook and Point Gauge
Perangkat Pitot Tube
Broad Crested Weir
Jangka Sorong
3. DASAR TEORI
13
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Untuk pengaliran diatas broad crested weir berlaku persamaan bernauli,
yaitu : H = Hc +
V 2
2g
atau V = √2 g (H −Hc )
dimana :
H = tinggi muka air hulu diatas weir
Hc=dc = kedalaman air kritis
V = kecepatan aliran pada Hc
g = percepatan gravitasi
Apabila lebar weir adalah B dan koefisien debit adalah Cd, maka
debit yang mengalir melalui broad crested weir adalah :
Q = Cd .B .Hc . V
Q = Cd .B .Hc√2 g (H . Hc)
Q = Cd.B√2 g (H . Hc2− Hc3 )
Dengan pengaliran dihilir weir jatuh bebas, maka kedalaman diatas
weir adalah kedalamam yang memberikan debit maksimum sehingga harga
(H.Hc2−Hc3 )juga maksimum. Maka diperoleh :
d ( H . Hc2−Hc3 )d . Hc = 0
2.Hc - Hc2
= 0
Hc = 2/3 H
Jadi ;
14
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Q = Cd.B√2g (H . Hc2−Hc3 )
Q = Cd.B√2g {H ( 23
H )2−( 23
H )3}
Q = Cd.B√2 g (4
27H3 )
Q = Cd.B.1,705.H32
Maka debit yang melalui broad crester adalah :
Q = 1,705.Cd.B.H32
4. APLIKASI
Debit air sungai adalah tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh
alat ukur pemukaan air sungai. Pengukurannya dilakukan tiap hari, atau dengan
pengertian yang lain debit atau aliran sungai adalah laju aliran air (dalam bentuk
volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan
waktu. Dalam sistem satuan SI besarnya debit dinyatakan dalam
satuanmeterkubikperdetik(m3/dt).Sungai dari satu atau beberapa aliran sumber
air yang berada di ketinggian,umpamanya disebuah puncak bukit atau gunung
yg tinggi, dimana air hujan sangat banyak jatuh di daerah itu, kemudian
terkumpul dibagian yang cekung, lama kelamaan dikarenakan sudah terlalu
penuh, akhirnya mengalir keluar melalui bagian bibir cekungan yang paling
mudah tergerus air.
Selanjutnya air itu akan mengalir di atas permukaan tanah yang paling
rendah, mungkin mula mula merata, namun karena ada bagian- bagian
dipermukaan tanah yg tidak begitu keras, maka mudahlah terkikis, sehingga
menjadi alur alur yang tercipta makin hari makin panjang, seiring dengan makin
deras dan makin seringnya air mengalir di alur itu.
15
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Semakin panjang dan semakin dalam, alur itu akan berbelok, atau
bercabang, apabila air yang mengalir disitu terhalang oleh batu sebesar alur itu,
atau batu yang banyak, demikian juga dgn sungai di bawah permukaan tanah,
terjadi dari air yang mengalir dari atas, kemudian menemukan bagian-bagan
yang dapat di tembus ke bawah permukaan tanah dan mengalir ke arah dataran
rendah yg rendah.lama kelamaan sungai itu akan semakin lebar
5. PROSEDUR
a) Memastikanbahwa flume horizontal.
b) Menempatkan Sharp Broad Crested Weir danalirkan air
sampaimengalir di atas weir tersebut.
c) Menghentikanpengalirandanapabila air telahmengalir di atas weir
pasanglah Hook and Point Gauge agakkehuludari weir.
d) Melakukan pembacaan data dengan mengukur tinggi weir.
e) Mengatur pengaliran air ke dalam flume untuk mendapatkan tinggi
tekanan “H” dengan memperbesarnya setiap 5 mm secara bertahap.
Untuk masing-masing tahapan itu diukur dan mencatat debit “Q”,
tinggi tekanan “H”, kedalaman air di hulu “du”, dan kedalaman air
kritis “dc”. Pengukuran debit dan tinggi tekanan dilakukan setelah
pengaliran air di dalam stabil.
f) Mengamati sket profil muka air.
6. HASIL DAN PERHITUNGAN
Ukur lebar tinggi weir
Hitung harga Cd
Plot hubungan antara: Q2/3 terhadap H
Log Q terhadap Log H
Cd terhadap H
16
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
7. GRAFIK
Disajikan :
- Grafik hubungan antara Cd dengan H
- Grafik hubungan antara Log Q dengan Log H
8. KESIMPULAN
- Efek apakah dari debit yang lebih besar terhadap konstanta 1,705. Apakah
konstanta itu semakin besar atau semakin kecil.
- Apakah pengaliran di atas weir tetap pararel
- Apakah panjang weir mempengaruhi koefisien debit Cd.
17
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
EKSPERIMEN 4
DEBIT DI BAWAH ”SLUICE GATE”
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan besarnya debit pengaliran di bawah “Sluice Gate”.
2. PERALATAN
a. Multi Purpose Teaching Flume
b. Hook and Point Gauge
c. Perangkat Pitot Tube
d. Adjustable Undershot Weir
e. Jangka Sorong
f. Stopwatch
3. DASAR TEORI
18
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Sluice Gate merupakan pintu pengatur bagi pengaliran air dibawahnya
sehingga dapat menentukan besarnya kecepatan pengaliran dibawahnya.
Ambang yang berukuran besar dipasang untuk mengukur aliran sungai atau
aliran-aliran yang disalurkan untuk saluran irigasi.
Persamaan Bernoulli dapat dipakai untuk menghitung debit dari suatu
aliran yang melalui sluice gate, tetapi kehilangan dari satu section ke section
lainnya diabaikan. Aliran di bawah sluitce gate adalah contoh dari aliran
converging dimana untuk persamaan yang tepat untuk debit dapat ditentukan
dengan persamaan energi antara section 0 dan section 1, yaitu :
H0 = H1
Dimana : H0 = tinggi energi di section 0
H1 = tinggi energi di section 1
Sebelum persamaan di atas dikembangkan perlu dicatat bahwa
streamlines pada section 1 adalah pararel (permukaan air pararel dengan dasar
saluran), sehingga distribusi tekanan adalah hydrostatic, yaitu y1.
Juga akan diperlihatkan, distribusi kecepatan pada section 1 adalah
seragam sehingga total setiap streamline adalah H1.
Maka :
H0 = H1
y0+V 0
2
2 g= y1+
V 12
2 g
Substitusihargakecepatankedalambentuk debit (Q).
y0+Q2
2g b2 y02 = y1+
Q2
2 g b2 y12
Jadi :
Q=by0 √2g y1
√( y0
y1+1)
19
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Q=by1 √2 g y0
√( y1
y0+1)
Reduksi dalam aliran akibat hambatan kekentalan antara section 0 dan
section 1 ditentukan oleh koefisien Cv. Koefisien Cv bervariasi yaitu :
0.95<Cv<1,0 bergantung pada geometri dari pola pengaliran (ditunjukan oleh
perbandingan y1/y0) dan gesekan.
Q=Cv . b . y1√2g y0
√( y1
y0+1)
Kedalaman air di hilir y1dapat ditunjukkan sebagai fraction dari bukaan
gate, yg yaitu :
y1 = Cc.yg
Cc adalah koefisien konstraksi yang pada umumnya harga koefisien ini
adalah 0,61.
Q=Cv . Cc . b . yg √2 g y0
√( Cc . y g
y0+1)
Oleh karena itu debit yang di bawah sluice gate dapat dituliskan sebagai berikut
:
Q=Cd . b . yg .√2 g . y 0
Dimana Cd adalah fungsi dari Cv, Cc, yg dan yo.
Rumus yang digunakan dalam perhitungan :
A0 = B.y0
A1 = B.y1
V0 = Q/A0
V1 = Q/A1
20
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
E0= y0 +
V02
2 g
E1= Y1 +
V12
2g
Cd =
QB . yg √2 g . y0
4. APLIKASI
Pada sebagian besar bangunan irigasi, sering ditemukan fenomena
loncatan air, pada saat terjadi perubahan aliran air subkritis ke aliran super
kritis. Kejadian itu misalnya terjadi pada bagian pintu air hilir geser
tegak(sluice gate) dan pada bangunan hiir pelimpah. Lokasi pembentukan
air sangat dipengaruhi oleh kedalaman air di hilir bangunan pintu air geser.
Sluice gate adalah dinding vertical dengan bagian yang bias
digerakkan ataupun tidak bias digerakkan. Bagian yang bergerak dapat
diangkat untuk membiarkan air lewat dibawahnya..
Sluice Gate merupakan pintu pengatur bagi pengaliran air
dibawahnya sehingga dapat menentukan besarnya kecepatan pengaliran
dibawahnya. Ambang yang berukuran besar dipasang untuk mengukur
aliran sungai atau aliran-aliran yang disalurkan untuk saluran irigasi.
5. PROSEDUR
a. Memastikan bahwa flume sudah horizontal.
b. Menempatkan Gate pada flume secara vertical dengan tepi bawahnya 20
mm di atas dasar flume.
21
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
c. Mengalirkan air kedalam flume sampai setinggi y0.
d. Mengukur debit (Q0), y1, dan H0dengan air setinggi y0.
e. Menaikkan Gate secara bertahap menjadi 5 mm dan seterusnya, dengan
tetap menjaga ketinggian y0 seperti ketinggian semula (dengan cara merubah
debit).
f. Mengukur dan mencatat harga-harga Q, y1dan H0 pada masing-masing
tinggi bukaan Gate.
g. Mengulangi prosedur di atas dengan debit Q yang konstan (seperti di atas,
y0 dibuat berubah), dan mengukur dan mencatat y0, y1, dan H0.
6. PERHITUNGAN
- Dengan koefisien kontraksi Cc adalah 0,61 dan harga koefesien kecepatan
Cv yang terletak antara 0,95 sampai dengan 1,0 (0,95 < Cv < 1,0).
- Plotkan Cv dan Cc masing-masing terhadap yg/y0 untuk y0 konstan.
- Plotkan Cv dan Cc masing-masing terhadap yg/y0 untuk Q konstan.
7. GRAFIK
Disajikan:
- Grafik hubungan antara Cd dengan Y1
- Grafik hubungan antara Cd dengan Yg
- Grafik hubungan antara Cd dengan Yg / Y0
8. KESIMPULAN
- Berikan komentar atas efek Y0 dan Q terhadap koefesien debit Cd. Faktor
manakah yang mempunyai efek yang paling besar.
- Berikan komentar terhadap ketidaksesuaian yang anda antara hasil-hasil
yang sebenarnya dan hasil-hasil yang diperkirakan.
22
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
EKSPERIMEN 5
KEDALAMAN KRITIS “SPESIFIK ENERGI”
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menyelidiki hubungan spesifik energi dengan kedalaman air.
2. PERALATAN
a. Multi Purpose Teaching Flume
b. Hook and Point Gauge
c. Perangkat Pitot Tube
d. Adjustable Undershot Weir
e. Jangka Sorong
f. Stopwatch
3. DASAR TEORI
23
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Energi spesifik dalam suatu penampang saluran dinyatakan sebagai
energi air setiap beratnya pada setiap penampang saluran, diperhitungkan
terhadap dasar saluran.
E= y+ V 2
2 g
Persamaan di atas menunjukkan bahwa energi spesifik sama dengan
jumlah kedalaman air dan tinggi kecepatan. Karena V = Q/A. persamaan energi
spesifik di atas dapat dituliskan sebagai berikut :
E= y+ V 2
2 g
Untuk harga debit yang konstan, harga kedalaman kritis yc pada saat
energi spesifik adalah minimum. Emin dapat ditentukan dengan persamaan :
δEδy
=0
1− Q2
g .b2 . yc3 =0
Dan
yc=3√ Q2
g . b2
Harga energi spesifik minimum dapat juga dinyatakan sebagai berikut:
E=32
. yc
Aliran dengan kedalamannya lebih besar dari kedalaman kritis disebut
aliran subkritis. Aliran dengan kedalamannya lebih kecil dari kedalaman kritis
disebut aliran superkritis.
Rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan :
24
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
A0 = B.yo
A1 = B.y1
V0 = Q/A0
E0 = y0 +
V02
2 g
E1 = Y1 +
V12
2g
yc=3√ Q2
g . b2
Emin = 3/2 x yc
V c=√2g . ( Emin− yc)
N f =V c
√g . yc
Dimana :
A = luasan penampang (mm2)
B = lebar penampang (mm)
y = kedalaman air (mm)
Q = debit air (mm3/det)
g = percepatan gravitasi (mm/s2)
E = energy spesifik
Emin = energy spesifik minimum
4. APLIKASI
Seringkali pada kuliah Hidraulika Saluran Terbuka, sering saya merasa sulit
untuk mengerti tentang konsep-konsep aliran. sering ditemui konsep yang
mengatakan bahwa pada saluran datar (kemiringan memanjangnya = 0),
kecepatan alirannya (U) juga = 0, padahal banyak saluran di daerah pantai yang
kemiringan memanjangnya = 0. Kenapa pemahaman yang salah itu terjadi,
karena mereka terpana pada persamaan Chezy atau Manning, yang menyatakan
25
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
bahwa kecepatan merupakan fungsi kemiringan memanjang So, sehingga kalau
So = 0, maka kecepatan aliran juga = 0. Pemahaman ini menunjukkan kekurang
pahaman konsep konservasi massa dan konservasi energi.
Kalau kita berbicara steady flow, persamaan konservasi energi (persamaan
Bernoulli) : z + h + U²/2g = konstan. Pada saluran datar maka z dititik 1 = z di
titik 2 , sehingga yang berbeda adalah h dan U
nya.
Persamaan Energi Spesifik :
dengan Es = energi spesifik, h = kedalaman aliran, Q = debit, B = lebar dasar
saluran, g = percepatan gravitasi. Apabila persamaan itu dibuat grafiknya
(hubungan Es dan h) maka akan didapat kurva sebagai berikut ini.
Pada kurva ini, untuk setiap Energi spesifik tertentu akan didapat satu
pasang h (kedalaman aliran) yaitu kedalaman aliran sub kritik dan
kedalaman aliran superkritik. Selain itu, nilai Es minimum akan tercapai
saat h = h kritik.
Dengan mempertimbangkan persamaan energi spesifik tsb di atas,
semakin besar debit (Q), pada h yang sama akan didapat Es yang semakin
26
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
besar. Pada gambar tersebut, ada 3 kurva, semakin besar Q kurvanya akan
semakinbergeserkekanan.Dengan kurva inilah kami biasa menjelaskan
fenomena penyempitan saluran, penaikan dasar saluran, pengaruhnya pada
kedalamanalirandisaluran.Konsep ini kemudian juga dipakai sebagai dasar
perencanaan bukaan pintu air under flow (sliding gate) guna mengatur
ketinggian muka air di hulu pintu air.Variasi energi spesifik berdasarkan
perubahankedalaman.
5. PROSEDUR PERCOBAAN
a. Memastikan bahwa flume sudah horizontal.
b. Menempatkan Adjustable Undersot weir pada flume secara vertical dengan
tepi bawahnya 5 mm di atas dasar flume.
c. Mengalirkan air ke dalam flume sampai setinggi y0.
d. Mengukur debit (Q) dan y1 dengan air setinggi yo.
e. Menaikkan weir secara bertahap menjadi 5 mm dan seterusnya, dengan
tetap menjaga ketinggian y0 seperti ketinggian semula (dengan cara
merubah debit).
f. Mengukur dan mencatat harga-harga Q dan y1 pada masing-masing tinggi
bukaan gate.
6. PERHITUNGAN
- Ukur dan catat lebar weir
- Hitunglah E0 untuk setiap Q
- Plotlah E0 terhadap Y0 dan E1 terhadap Y1 untuk menetapkan bentuk
kurva pada masing-masing sisi dari titik energy minimum.
- Tambahkan pada grafik itu harga-harga Emin yang dihitung langsung
dari persamaan di atas, untuk harga Q yang telah diukur.
7. Grafik
Disajikan:
- Grafik hubungan antara Emin dengan yc
27
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
- Grafik hubungan antara yg dengan yc
- Grafik hubungan antara E0 terhadap y0 dan E1 terhadap y1
8. KESIMPULAN
- Pada harga Q berapakah diperoleh kedalaman kritis
- Apakah pengaruh dari meningkatnya kedalaman pengaliran terhadap
spesifik energi (E).
EKSPERIMEN 6
HYDRAULIC JUMP
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menunjukkan bahwa perubahan dari aliran yang cepat (super kritis) kealiran
yang lambat (sub kritis) padajarak yang relative pandek disertai dengan
kehilangan energi.
2. PERALATAN
a. Multi Purpose Teaching Flume
b. Hook and Point Gauge
c. Perangkat Pitot Tube
d. Adjustable Undershot Weir
e. Jangka Sorong
f. Stopwatch
3. DASAR TEORI
28
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Hydraulic Jump terjadi bila suatu aliran superkritis berubah menjadi
aliran subkritis pada jarak yang relative pendek di dalam saluran.
Analisa gaya dari volume loncatan yang terkontrol pada section a dan b
berhubungan antara aliran dan kedalaman pada kedua sisi dari loncatan. Gaya
gesek pada dasar saluran diabaikan dan hanya gaya luar secara horizontal pada
air dengan volume yang terkontrol. Gaya luar tersebut adalah tekanan
hidrostatis yang terdistri busi pada section a dan b.
Resultan daya dipakai untuk fluida dengan volume yang terkontrol pada
bahagian hilir adalah :
∑ F x=12
ρ. g . ya2−1
2ρ . g . yb
2
Pengaruh gaya ini pada momentum aliran rata-rata dari fluida dengan
volume yang terkontrol adalah :
ρ . Q. V b− ρ.Q .V a
Sehingga :12
ρ . g . ya−12
ρ . g . yb=ρ .Q .(V b−V a)
Setelah mensubtitusikan harga Q dan Vb kedalam bentuk Va dan ya
persamaannya menjadi sebagai berikut :
ya
yb=1
2 [√(1+8 V a
2
g . y a)−1]
Kehilangan energy pada jump adalah :
∆ H = ya+V a
2
2g−( yb+
V b2
2 g )∆ H =
( yb− ya )3
4. ya . yb
29
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
atau
∆ Hya
=( yb
ya−1)
3
4. yb
ya
Karena daerah kerja dari aliran di saluran adalah pendek, maka untuk
kepentingan pembuktian pada eksperimen dapat dipakai ya= y1 = danyb = y3.
Rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan adalah sebagai berikut :
A1 = B.y1
A3 = B.y3
V 1=QA1
V 3=QA3
E1= y1+V 1
2
2 g
E3= y3+V 3
2
2 g
V 12
g . y1
Hy1
yc=3√ Q2
B2 . g
4. APLIKASI
Pada umumnya teori mengatakan bahwa loncatan air akan terjadi
pada saluran persegi panjang horizontal jika kedalaman mula dan
kedalaman lanjutan serta bilangan frode dari segi pendekatan analitik
memenuhi persamaan momentum dari suatu fenomna aliran yang terjadi
30
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
( legono) 1990 mengatakan kondisi aliran bebas dicapai bila aliran di depan
pintu subkritis dan dibelakang pintu adalah alira super kritis maka akan
terjadi loncatan air atau yang sering dikenal dengan sebutan “hydrolik
jump”.
Pada sebagian besar bangunan irigasi, sering ditemukan fenomena
loncatan air, pada saat terjadi perubahan aliran air subkitik ke aliran super
kritis. Kejadian itu misalnya terjadi pada bagian pintu air hilir gser
tegak(sluice gate) dan pada bangunan hiir pelimpah. Lokasi pembentukan
air sangat dipengaruhi oleh kedalaman air di hilir bangunan pintu air geser.
5. PROSEDUR
a. Memastikanbahwa flume sudah horizontal.
b. Menempatkan Adjustable Undersot Weir pada flume secaravertical
dengantepibawahnya 5 mm di atasdasar flume.
c. Mengalirkan air kedalam flume sampaisetinggi y0.
d. Mengaturtinggibukaanpintusehinggaterjadi hydraulic jump di tengah flume.
e. Mengukurdanmencatatharga-harga y1, y3dan Q.
f. Mengulangiuntukharga-harga y0danyglainnya.
6. HASIL DAN PERHITUNGAN
- Ukur dan catat lebar weir
- Hitunglah V1 untuk setiap harga
- Hitunglah ΔH/y1
- Hitunglah Yc dan tunjukan bahwa y1 < y0 < y3
7. GRAFIK
Disajikan
- Grafik hubungan antara v12/g.y1 terhadap y3/y1
- Grafik hubungan antara ΔH/y1 terhadap y3/y1
8. KESIMPULAN
31
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
- Tunjukkan bahwa gaya oleh arus pada kedua sisi jump adalah sama dan
bahwa kurva spesifik energy menggambarkan kehilangan sebesar
ΔH/yc.
- Sarankan suatu pemakaian hydraulic jump dimana kehilangan
energinya diperlukan. Kemanakah perginya energy tersebut.
EKSPERIMEN 7
KARAKTERISTIK PENGALIRAN
DI ATAS “GRAVEL BED”
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan besarny akoefisien Manning pada pengaliran di atas Gravel
Bed.
2. PERALATAN
a. Multi Purpose Teaching Flume
b. Hook and Point Gauge
c. Perangkat Pitot Tube
d. Gravel Bed
e. Jangka Sorong
3. DASAR TEORI
32
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Untuk mendapatkan koefisien kekasaran Manning “n” pada suatu
saluran terbuka yang berpenampang empat persegi dapat ditentukan dari rumus
manning :
V=1n
R23 S
12
Dimana :
V = kecepatan aliran (m/det)
R = jari-jarihidrolis (m)
n = koefisien kekasaran manning
S = kemiringan saluran
Kemudian rumus manning tersebut dikembangkan menjadi persamaan-
persamaan sepertiberikut ini :
QA
=1n ( A
P )23 S
12
n=A
53
Q . P23
S12
n=(b . y )
53
Q . (b+2 y )23
S12
Dimana :
Q = debit pengaliran (m3/det)
A = luas penampang basah saluran (m2)
P = keliling basah saluran (m)
33
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
b = lebar saluran (m)
y = kedalaman air di saluran (m)
4. APLIKASI
Perlu diingat bahwa distribusi kecepatan aliran di dalam aluran tidak
sama arah horizontal maupun arah vertikal. Dengan kata lain kecepatan
aliran pada tepi alur tidak sama dengan tengah alur, dan kecepatan aliran
dekat permukaan air tidak sama dengan kecepatan pada dasar alur.
Distribusi Kecepatan Aliran:
A : teoritis
B : dasar saluran kasar dan banyak tumbuhan
C : gangguan permukaan (sampah)
D : aliran cepat, aliran turbulen pada dasar
E : aliran lambat, dasar saluran halus
F : dasar saluran kasar/berbatu
Debit air sungai adalah tinggi permukaan air sungai yang terukur oleh alat
ukur pemukaan air sungai. Pengukurannya dilakukan tiap hari, atau dengan
pengertian yang lain debit atau aliran sungai adalah laju aliran air (dalam
bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per
satuan waktu. Dalam sistem satuan SI besarnya debit dinyatakan dalam
satuan meter kubik per detik(m3/dt).
Sungai dari satu atau beberapa aliran sumber air yang berada di
ketinggian,umpamanya disebuah puncak bukit atau gunung yg tinggi,
dimana air hujan sangat banyak jatuh di daerah itu, kemudian terkumpul
dibagian yang cekung, lama kelamaan dikarenakan sudah terlalu penuh,
akhirnya mengalir keluar melalui bagian bibir cekungan yang paling mudah
tergerus air.
Selanjutnya air itu akan mengalir di atas permukaan tanah yang
paling rendah, mungkin mula mula merata, namun karena ada bagian-
bagian dipermukaan tanah yg tidak begitu keras, maka mudahlah terkikis,
34
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
sehingga menjadi alur alur yang tercipta makin hari makin panjang, seiring
dengan makin deras dan makin seringnya air mengalir di alur itu.
Semakin panjang dan semakin dalam, alur itu akan berbelok, atau
bercabang, apabila air yang mengalir disitu terhalang oleh batu sebesar alur
itu, atau batu yang banyak, demikian juga dgn sungai di bawah permukaan
tanah, terjadi dari air yang mengalir dari atas, kemudian menemukan
bagian-bagan yang dapat di tembus ke bawah permukaan tanah dan
mengalir ke arah dataran rendah yg rendah.lama kelamaan sungai itu akan
semakin lebar.
5. PROSEDUR
a. Mengadakan lining padadasar flume dengan gravel bed section.
b. Mengatur flume sehingga horizontal danmengalirkan air kedalam flume.
c. Mengatur debit sehinggaterdapatketinggian air yang kecilsajadiaatas gravel
danmenjaga agar debit itukonstandalammelakukaneksperimenini.
d. Mengukurdanmencatat debit Q, dankedalaman air y.
e. Mengadakansedikitkemiringan flume danmengulangiseperti di atas.
f. Meneruskanmemperbesarkemiringandanmelakukanpengukuransertapencatat
anuntuk data-data seperti di atas.
6. PERHITUNGAN
- Ukur dan catat lebar saluran
- Hitung luas tampang basah air pada flume pada masing masing tahapan
- Hitung pula kecepatan aliran V, jari-jari hidrolis R dan koefesien
manning n untuk masing-masing percobaan.
7. GRAFIK
Disajikan:
- Grafik hubungan antara V dan I
- Graifk hubungan antara I dan n
8. KESIMPULAN
35
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
- Apakah harga koefesien manning “n” yang diperoleh akurat
- Berikan komentar anda
EKSPERIMEN 8
MENENTUKAN PUSAT PERTAHANAN PADA
PERMUKAAN BIDANG YANG TERBENAM SEBAGIAN
1. TUJUAN PRAKTIKUM
Menentukan letak pusat tekanan air pada bidang rata yang terbenam
sebagian dan membandingkan letak dari hasil eksperimen dengan letak
teoritis.
2. PERALATAN
a. Hydraulic Bench
b. Perangkatperalatan Hydrostatic Pressure
c. Bebandarilogam
d. Pipa plastic
e. Mistar
3. DASAR TEORI
36
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Garis kerja gaya resultante yang memotong suatuluasan A di titik c
disebut dengan titik pusat tekanan. Kedalaman titik c dari permukaan air
denganYc.
Yc = Ix/ A.y
Dimana :
Ix = momen inersi ater hadap sumbu x
Y = jarak antara permukaan air dengan titik berat luasan yang terendam air
Dengan menggunakan teori sumbu dan momen inersia, maka dapat ditulis :
Ix = IG + A.Y
Dimana :
Ix = momen inersia
IG = momen inersia dari bidang yang terendam air
A = luasan yang terendam air
Y = jarak antara permukaan air dengan titik berat luasan yang terendam air
Sehingga untuk alat yang digunakan pada eksperimen ini berlaku rumus
umum :
P = F.A
P = ρ.g.Y’.A
Dimana :
P = tekanan hidrostatis
A = luasan yang terendam air
ρ = beratjenis air
Y’= kedalaman dari permukaan air sampai dengan dasar permukaan yang
terendam air
37
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Yc= Ig+ A Y '2
A . Y '2
atau
Yc−Y '= IgA .Y '
Ketentuan lain untuk permukaan vertical yang terbenam sebahagian
adalah sebagai berikut :
Y = d – ½ Y’ dan A = b.Y’
P = ½ ρ.g.b.Y’2
Yc− y=
b .Y ' 3
12b .Y ' 2
2
=Y '6
Maka besarnya momen terhadap as batang gantung banlance adalah
sebagai berikut :
M = ½ ρ.g.b.Y’2(a+d-Y’/3)
4. APLIKASI
Hydraulic bench adalahalat yang digunakan sebagai tempat sumber
air dan pengaturaliran air agar kita tahu debit aliran tersebut. Debit yang
dihitung dalam percobaan adalah debit aktual. Dan biasanya hasilnya debit
aktual lebih kecil dari pada debit teoritis. Hydraulic bench dilengkapi
dengan tuas yang menghubungkan beban dengan bakpenampungan debit
air, biasanya untuk menentukan pusat pertahanan pada permukaan bidang
38
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
yang terbenam sebagian dilakukan pada saat saluraan irigasi tidak dalam
keadaan banjir.
Tuas tersebut dapat bergerak naik-turun berdasarkan massa beban
dan debit yang mengalir, apabila tuas tersebut berada pada ketinggian
seimbang setelah diberi beban, maka massa debit air tiga kali massa beban.
Hydraulic Bench juga dilengkapi dengan calm lever.
Untuk menentukan pusat pertahanan pada permukaan bidang yang
terbenam sebagian ini selain dilaukan di saluran irigasi juga diterapkan pada
drainase yang berbentuk persegi atau trapesium.
5. PROSEDUR
a. Menempatkan kwadran pada dua penyematannya dan mengencangkan klem
kelengan timbangan.
b. Mengukura (95 mm), L (285 mm), keda laman d (100 mm), dan lebar b (70
mm) ujung kwadran.
c. Menempatkan lengan timbangan pada pivot.
d. Menggantungkan pada timbangan pada ujung lenga timbangan.
e. Menghubungkan drain cock ketangki hydraulic bench, dan menghubungkan
pula connector hydraulic bench kecelah berbentuk segitiga dibahagian atas
tangki hydrostatic pressure.
f. Mengatur sehingga tangki hydrostatic pressure benar-benardatar.
g. Menggeser counter balance sehingga lengan timbangan horizontal.
h. Menutup drain cock dan mengalirkan air sehingga permukaannya mencapai
tepi bawah kwadran.
i. Meletakkan anak timbangan di atas pan timbangan seberat 70 gr dan dengan
perlahan-lahan menambahkan air kedalam tangki setinggi 59 mm sehingga
lengan timbangan horizontal.
j. Mencatat permukaan air pada kwadran dan berat beban di atas pan
timbangan.
k. Pengaturan permukaan air di dalam tangki secara halus dapat dilakukan
dengan cara mengisi air dari atas dan perlahan-lahan mendrainnya dengan
menggunakan stopwatch.
39
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
l. Mengulangi eksperimen di atas untuk setiap penambahan beban timbangan
sampai permukaan air mencapai puncak ujung kwadran. Kemudian
menyingkirkan setiap penambahan beban itu sambil mencatat beban dan
permukaan air sampai semua beban disingkirkan.
6. PERHITUNGAN
- Tabulasi m/y2 dan plot m/y2 terhadap y
- Keniringan grafik ini seharusnya adalah ρ.b./6L dan titik potonganya
seharusnya ρ.b(a+d)/2L
7. GRAFIK
Disajikan :
- Grafik hubungan antara y dan M/y
- Grafik hubungan antara y dan M/y2
8. KESIMPULAN
- Berikan alasan-alasan untuk ketidaksesuaian (jika ada) antara harga
harga dari hasil pengukuran dan harga-harga yang diperkirakan dengan
persamaan-persamaan dia atas, untuk parameter-parameter grafik.
40
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
EKSPERIMEN 9
MENENTUKAN PUSAT TEKANAN PADA PERMUKAAN
BIDANG RATA YANG TERBENAM DALAM AIR
1. TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan letak pusat tekanan air pada bidang rata yang terbenam di
dalam air dan membandingkan letak dari hasil eksperimen dengan letak
teoritis.
2. PERALATAN
a. Hydraulic Bench
b. Perangkat peralatan Hydrostatic Pressure
c. Beban dari logam
d. Pipa plastic
e. Mistar
3. DASAR TEORI
41
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
Gaya F pada permukaan bidang rata yang terbenam adalah tekanan pada
pusat luasan bidang itu dikalikan dengan luas A dari permukaan yang terbenam
tersebut.
F = ρ.g.A
Dimana :
F = gaya pada permukaan bidang rata
ρ = berat jenis cairan
g = percepatan gravitasi
A = luas permukaan yang terbenam
Diketahui besarny gaya F yang terdistribusi, dapat dianggap sebagai
sederetan gaya-gaya kecil yang menyebar pada permukaan yang terbenam.
Jumlah momen semua gaya-gaya kecil ini terhadap suatu titik harus sama
dengan momen terhadaptitik yang sama dari gaya resultan F yang bekerja pada
pusat tekanan.
Momen terhadap titik “O” :
Gaya pada bidang elementer = X.ρ.g.dA
Momen oleh gaya itu = X2.ρ.g.dA
Diketahui bahwa X2.dA adalah momen inersia (I0) luasan tersebut. Jadi
total momen adalah ρ.g.I0.
Dengan demikian, F.z = ρ.g.A.X; dan karena F = ρ.g.A.X :
z=ρ. g . I 0
ρ .g . A . X
42
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
z=I 0
A . X
I 0=Igg+ A . X 2
Jadi :
z= Igg+ A . X2
A . X
z= IggA . X
+ X
Sehingga diperoleh :Xc = z + q
Karena Igg = 1/12.b.r3, dan dengan mensubtitusikan A = b.r, serta X =
½r, maka kedalaman persamaan “z” diperoleh :
Z = (2/3)r
Dapat dilihat bahwa pusat tekanan selalu 2/3 di bawah bahagian plat
yang terbenam :
Xc = q + (2/3).r
4. APLIKASI
Hydraulic bench adalahalat yang digunakan sebagai tempat sumber
air dan pengatur aliran air agar kita tahu debit aliran tersebut. Debit yang
dihitung dalam percobaan adalah debit aktual. Dan biasanya hasilnya debit
aktual lebih kecil dari pada debit teoritis. Hydraulic bench dilengkapi
dengan tuas yang menghubungkan beban dengan bak penampungan debit
air, biasanya untuk menentukan pusat pertahanan pada permukaan bidang
yang terbenam sebagian dilakukan pada saat saluraan irigasi dalam keadaan
banjir.
5. PROSEDUR
a. Menempatkan kwadran pada dua penyematannya dan mengencangkan klem
kelengan timbangan.
43
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
b. Mengukura (95 mm), L (285 mm), kedalaman d (100 mm), dan lebar b (70
mm) ujung kwadran.
c. Menempatkan lengan timbangan pada pivot.
d. Menggantungkan pada timbangan pada ujung lengan timbangan.
e. Menghubungkan drain cock ketangki hydraulic bench, dan menghubungkan
pula connector hydraulic bench kecelah berbentuk segitiga dibahagian atas
tangki hydrostatic pressure.
f. Mengatur sehingga tangki hydrostatic pressure benar-benardatar.
g. Menggeser counter balance sehingga lengan timbangan horizontal.
h. Menutup drain cock dan mengalirkan air sehingga permukaannya mencapai
tepi bawah kwadran.
i. Meletakkan anak timbangan di atas pan timbangan seberat 130 gr dan
dengan perlahan-lahan menambahkan air kedalam tangki setinggi 80 mm
sehingga lengan timbangan horizontal.
j. Mencatat permukaan air pada kwadran dan berat beban di atas pan
timbangan.
k. Pengaturan permukaan air di dalam tangki secara halus dapat dilakukan
dengan cara mengisi air dari atas dan perlahan-lahan mendrainnya dengan
menggunakan stopcock.
l. Mengulangi eksperimen di atas untuk setiap penambahan beban timbangan
sampai permukaan air mencapai puncak ujung kwadran. Kemudian
menyingkirkan setiap penambahan beban itu sambil mencatat beban dan
permukaan air sampai semua beban disingkirkan.
6. PERHITUNGAN
- Hitung XCA dengan menggunakan persamaan XCA = m.g.P/F
- Plotkan XC sebenarnya terhadap XC teoritis untuk kasus-kasus terbenam
sebagian dan terbenam seluruhnya.
7. GRAFIK
Disajikan:
- Grafik hubungan antara XCA dengan XCT
44
BUKU PANDUAN PRATIKUM HIDROLIKA
8. KESIMPULAN
- Jelaskan mengapa pusat tekanan selalu berada di bawah pusat luasan
bidang permukaan
- Sebutkan alasan-alasan untuk setiap ketidaksesuaian antara hasil-hasil
sebenarnya dan hasil-hasil teoritis.
45
top related