MODUL 1PENGUKURAN LAJU ALIRAN VOLUMETRIK1.1MAKSUD:Mengetahui penggunaan alat Hydraulics Bench1.2 TUJUAN:1. Dapat menggunakan alat Hydraulics Bench2. Dapat mengukur debit menggunakan Hydraulics Bench1.3 ALAT DAN BAHAN:1. Hydraulics Bench dan kelengkapannya2. Stop watch3. Air

Hydraulic Bench

1.4 DASAR TEORI:Laju bolume aliran dapat dihitung dengan persamaan:

Dimana: Q = laju volume aliran/debit (m3/detik)= perubahan volume (m3)= selang waktu pengukuran (det)

1.5PROSEDUR PELAKSANAAN:1. Isi tangki air dengan ledeng hingga permukaan air berada di 10 cm di bawah pinggir tangki2. Hubungkan konektor power supply3. Tutup penutup pipa pada ujung pipa inlet4. Nyalakan power5. Nyalakan pompa6. Buka klep/kran aliran dengan hati-hati7. Tutup klep pengeluaran8. Isi tangki sampai dengan alat ukur menunjukkan volume tangki sebesar 10 liter9. Hitung waktu yang diperlukan dengan menggunakan stopwatch untuk menaikkan muka air mulai dari 10 liter ke 20 liter dan seterusnya dengan selisih kenaikan 10 liter10. Lakukan percobaan ini kembali untuk bukaanj kran/klep berbeda.1.6 DATA DAN ANALISA DATABukaan ke 1PengukuranV1V2V (liter)ttQ

110201020,9620,960,000477099

220301042,2721,310,000469263

33040101:03:0720,80,000480769

44050101:24:4421,370,000467946

55060101:4622,410,000446229

t21,370,000468261

Bukaan ke 2

PengukuranV1V2VttQ

11020108,218,210,001218027

220301017,699,480,001054852

330401027,089,390,001064963

440501036,929,840,00101626

550601046,479,550,00104712

t9,2940,001075963

Bukaan ke 3

PengukuranV1V2VTtQ

11020105,065,060,001976285

220301011,156,090,001642036

330401017,746,590,001517451

440501024,246,50,001538462

550601030,616,370,001569859

t6,1220,001633453

Bukaan ke 4

PengukuranV1V2VTtQ

11020102,952,950,003389831

22030105,792,840,003521127

33040109,94,110,00243309

440501014,915,010,001996008

550601019,194,280,002336449

t3,8380,002605524

Bukaan ke 5

PengukuranV1V2VTtQ

11020101,731,730,005780347

22030103,812,080,004807692

33040106,452,640,003787879

44050108,952,50,004

550601011,312,360,004237288

t2,2620,004420866

ANALISA :V= V2 V1t= takhir tawalQ=Keterangan :V = Volume (m3)V = Selisih volume awaldan volume akhir (m3)T = waktu (s)t = Selisihwaktuawaldanwaktuakhir (m3)Q = Debit (m3/s)

1.7 PERHITUNGAN Diketahui data sebagai berikut (bukaan ke 1, pengukuran 1): V1= 10 liter = 10 x 10-3 m3 V2 = 20 liter = 20 x 10-3 m3 t2 = 20.96 t1 = 0Q = = = 4,77x 10-3 m3/s1.8 KESIMPULAN: Debit diperoleh dengan cara membagi selisih volume dengan selisih waktu yang diperlukan Besarnya nilai debit tergantung dari besarnya volume dan lamanya waktu yang diperlukan Semakin cepat waktunya maka jumlah debitnya semakin besar

MODUL 2Kalibrasi Alat Ukur Tekanan

2.1Maksud:Mengkalibrasi satuan tekanan (Bar) ke massa (Kg)

2.2Tujuan:Mahasiswa dituntut untuk dapat mengkalibrasi dengan menggunakan Dead Weight Piston Gauge

2.3 Alat dan Bahan1 set Dead Weight Pison Gauge

2.4Dasar TeoriTekanan diaplikasikan pada pemberat yang ditempatkan di atas suatu pen penahan berat atau beban. Pen tersebut terhubung ke piston berisi minyak di dalam sistem pipa, sedemikian hingg manometer akan menunjukan tekanan tertentu.

2.5Prosedur Pelaksanaan:1. Buka kran overflow2. Buka penutup3. Jika perlu, tambahkan minyak ke dalamnya4. Atur manometer hingga menunjukan angka nol dengan memutar Counterbalance Cylinder5. Masukan piston6. Putar counterbalance Cylinder hingga angka di manometer menunjukan angka sesuai dengan tekanan piston7. Tambahkan tekanan sesuai dengan petunjuk asisten atau pengawas8. Ukur atau baca manometer pada setiap penambahan tekanan

2.6Data dan Analisa Data:Tekanan Aktual (N/m2 )TEKANAN MANOMETER (bar)Gaya F Akual (N)Gaya F Manometer (N)M Aktual (kg)Mmanometer (kg)M Timbang (kg)KR %KR%

0,344X1050,33437,77 X10-137,77 X 10-13,85X10-10,380,57300

0,5X1050,4956,55 X 10-10,245X10-15,77X10-10,560,5731,750,377

1,0X1050,974113,1 X10-1110,1X10-111,54X10-11,11,1444,340,594

1,5X1051169,95 X10-1113,1X10-111,12X10-11,61,17151,170,873

2X1051,96226,2 X10 -1221,6X10-12,22,282,170,824

2,5X1052,46282,7X 10-1278,4X10-128,84X10-12,82,8571,730,833

2.7Rumus yang Digunakan: Gaya AktualF= Paktual x A

Gaya ManometerF= Pmanometer x A

M aktualF=

M manometerF=2.8Kesimpukan:Terdapat perbedaan pada nilai Kr1 dan Kr2 dikarenakan kesalahpemahaman saat pembacaan manometer dan kekurang telitian para pembaca.

Modul 4Tinggi Metacentrum Benda Apung4.1Maksud : Untuk mengetahui cara kerja alat Metacentric Height Apparatus Mengetahui cara menghitung metacentic4.2Tujuan : Mahasiswa mengerti tentang tinggi metacentric Mahasiswa dapat menghitung tinggi metacentric4.3Alat dan Bahan : Satu set alat Metacentric Height Apparatus4.4Dasar Teori : Stabilitas Benda Terapung1. Stabil jika 2. Tidak stabil jika Persamaan-Persamaan yang digunakan :

4.5Prosedur Pelaksanaan :1. Isi bak dengan air sesuai dengan kebutuhan2. Siapkan benda apung3. Tentukan nilai x4. Tentukan nilai z sesuai petunjuk asisten5. Masukan benda apung ke dalam bak, amati yang terjadi6. Ukur sudut derajat kemiringan benda ampung7. Lakukan prosedur ini dengan nilai 0.5 cm hingga 4 cm

4.6Data dan Analisa Data :Pengukuran 1X = 1.5 cm = 0.0825ZKondisiPerhitunganKondisi Pengamatan

35.831.5790.027StabilStabil

66.31.1790.020StabilStabil

96.7680.9420.016StabilStabil

127.2360.467StabilStabil

157.7040.226StabilStabil

188.1720.155StabilStabil

198.3280.1372.661 10-3StabilStabil

Grafik Hubungan antara dengan :

Pengukuran 2X = 3 cm = 0.165ZKondisiPerhitunganKondisi Pengamatan

35.8321.5690.027StabilStabil

66.31.1740.070StabilStabil

96.7680.9350.016StabilStabil

127.2360.6150.011StabilStabil

157.7040.3880.007StabilStabil

188.1720.2880.005StabilStabil

Grafik Hubungan antara dengan :

Pengukuran 3X = 4.5 cm = 0.247ZKondisiPerhitunganKondisi Pengamatan

35.8322.0110.035StabilStabil

66.31.5590.027StabilStabil

96.761.0690.019StabilStabil

127.230.7170.013StabilStabil

157.540.5060.0095StabilStabil

167.700.4640.0088StabilStabil

178.0160.4110.0079StabilStabil

Grafik Hubungan antara dengan :

Pengukuran 4X = 6 cm = 0.33ZKondisiPerhitunganKondisi Pengamatan

35.8322.0830.036StabilStabil

66.31.6970.03StabilStabil

96.671.2310.022StabilStabil

127.230.8160.015StabilStabil

147.540.6760.012StabilStabil

157.700.6200.011StabilStabil

Grafik Hubungan antara dengan :

Pengukuran 5X = 7.5 cm = 0.4125ZKondisiPerhitunganKondisi Pengamatan

35.8322.1220.037StabilStabil

66.31.7640.029StabilStabil

96.761.1970.021StabilStabil

127.230.8940.016StabilStabil

147.540.8090.014StabilStabil

157.700.7140.013StabilStabil

Grafik Hubungan antara dengan :

4.7PerhitunganDiketahui: - data pengukuran pertama x = 1.5 cm z = 3 cm = 3

= 5.364 + 0.156.z = 5.364 + 0.156 (3) = 5.832

= . cot = 0.0825 cot3 = 1.574

= 0.055.x => 0.055 1.5 = 0.0825

= =

Zm > 0, sehingga benda dikatakan stabil4.8Kesimpulan

MODUL 5Dimensi Pipa

5.1Maksud:Untuk mengetahui penggunaan alat ukur jangka sorong dan mengetahui dimensi pipa.5.2Tujuan:Mahasiswa dapat mengetahui cara dan penerapan pengukuran pipa5.3Alat dan Bahan1. Pita ukur (menhitung panjang pipa yang diamati)2. Jangka sorong5.4Prosedur Pelaksanaan:1. Persiapkan alat-alat yang digunakan2. Ukur pipa menggunakan jangka sorong, diameter dalam dan luar pipa3. Ukur jarak tiap segmen dengan menggunakan pita ukur, yaitu jarak bak hulu dan bak hilir, bak dan ambang ukur Thompson, sambungan pipa pada piezometer5.5Data dan Analisa Data: SEGMENPANJANG (m)D LUAR (m)D DALAM (m)A(m2)PR

HULU0,060,5080,0002020,00015950,0126

30,060,5080,0002020,00015950,0126

E0,060,5080,0002020,00015950,0126

D0,3220,5240,0005060,00000970,006348

C0,3220,5240,0005060,00000970,006348

B0,0210,019050,0002850,00005910,0004765

A0,0210,019050,0002850,00005910,0004765

5.6Kesimpulan:Diperlukannya ketelitian para peserta praktikum dalam membaca ukuran yang terbaca oleh jangka sorong, dikarenakan kesalahan sedikitpun akan mempengaruhi pada proses praktikum selanjutnya.

Modul 7Garis Energi

7.1Maksud Untuk mengetahui besarnya garis energi serta besarnya kehilangan energi yang terjadi pada sistem perpipaan7.2Tujuan Mahasiswa mengerti tentang garis energi Mahasiswa dapat menghitung persamaan garis energi Mahasiswa dapat menghitung kehilangan energi pada sistem perpipaan

7.3 Alat dan Bahan

1. Piezometer2. Data-data yang ada3. Hasil perhitungan7.4Dasar TeoriGaris EnergiGaris energi adalah pernyataan grafis dari energi tiap bagian total terhadap suatu data yang dipilih sebagai suatu harga linier dalam meter fluida, dapat digambarkan pada tiap bagian yang mewakilinya dan garis yang diperoleh dengan cara tersebut akan miring dalam arah aliran.Hukum BernoulliHukum ini merupakan penerapan prinsip kekekalan energi. Dimana energi tidak dapat diciptakan ataupun dihilangkan, melainkan dapat dirubah kebentuk lain. Didalam hukum Bernoulli ini selalu ada kehilangan energi. Persamaan yang digunakan :

Dimana :P = Tekanan ait = Kerapatan air ()

H= Kehilangan energi (m)V= Kecepatan aliran ()g= Percepatan gravitasi () = tinggi tekan = Tinggi kecepatanz= Tinggi tempat (m)

Persamaan ChezyPersamaan Chezy adalah sebagai berikut :

Dimana:V = Kecepatan aliran ()C = Koefisien Chezy R = Jari-jari hidraulik (m)I = Kemiringan garis energi

Persamaan Darcy-WeisbachPersamaan Darcy-Weisback untuk kehilangan energi adalah sebagai berikut :H =

Dimana :H = Kehilangan energi= Koefisien tak berdimensiV= Kecepatan aliranG= percepatan grafitasiD= Diameter pipa L= Panjang pipa7.5Data dan Analisa Data :SegmenV(m/s)/2g(m)p/g(m)H(m)H(m)

Hulu0.2190.50991.7141

0.041

30.2190.47141.6731

0.0075

E0.2190.47081.6656

0.0276

D0.8770.41421.638

0.1268

C0.8770.28260.5112

0.0823

B1.5570.16041.4289

0.2465

A1.557-0.0121.1824

SegmenICH(m)

Hulu

0.08456.7101.7410.0406

3

43.3020.04180.00743

E

0.1275.4742.616

D

0.03360.4870.021

C

0.47016.0550.304

B

0.11466.6600.017

A

7.6PerhitunganDiketahui: - Q1 = 4.44 10-4 m3/s Q2 = 4.45 10-4 m3/s Q3 = 4.47 10-4 m3/s Data pada segmen 3 Tinggi pipa = 1.1506 m Tinggi piezometer 3 = 1.662 m Luas penampang pipa 3 = 2.02 10-3 m2 Panjang pipa hulu 3 = 0.485 m Jari jari hidraulik (R) = 0.0126 Diameter dalam = 0.0508

=

6. H =

7. I =

7.7KesimpulanKehilangan energi (H) pada tabel 1 dan 2 menunjukan hasil yang hampir sama, perbedaan pada kedua nilai H mungkin disebabkan oleh faktor pembulatan angka

MODUL 8JENIS ALIRAN8.1MAKSUD:Mengetahui alat Osborn Reynolds8.2 TUJUAN1. Dapat menggunakan alat Osborn Reynolds2. Dapat mengukur Re menggunakan Osborn Reynolds

8.3 ALAT DAN BAHAN1. Osborn Reynolds Demonstration Apparatus dan kelengkapannya2. Tinta3. Selang4. Air5. Stopwatch6. Thermometer

Osborn Reynolds Demonstration Apparatus8.4 DASAR TEORIHukum Newton Tentang Kekentalan Zat CairKekentalan zat cair menyebabkan terbentuknya gaya-gaya geser antara dua elemen zat cair.Keberadan kekentalan ini menyebabkan terjadinya kehilangan tenaga selama pengaliran atau diperlukannya energy untuk menjamin adanya pengaliran.Hukum Newton Tentang Kekentalan Zat CairAliran viskos dapat dibedakan menjadi 2 tipe yaitu aliran laminar dan aliran turbulen.Dari percobaan Osborne Reynolds dapat disimpulkan bahwa aliran laminer pada kecepatan kecil, pencampuran tidak terjadi dan partikel-partikel zat cair bergerak dalam lapisan-lapisan yang sejajar, dan menggelincir terhadap lapisan disampingnya.Sedangkan aliran turbulen kecepatan lebih besar,warna menyebar pada seluruh penampang pipa dan terlihat bahwa pencampurandari partikel-partikel zat cair terjadi.Reynolds menunjukkan bahwa aliran dapat diklasifikasikan berdasarkan suatu angka tertentu.Angka tersebut diturunkan dengan membagi kecepatan aliran di dalam pipa dengan nilai /D yang disebut angka Reynolds.Angka Reynolds mempunyai bentuk berikut ini:

Aliran Viskos

8.5 PROSEDUR PELAKSANAAN:1. Isi tabung tinta dengan tinta yang sudah dicampur dengan air2. Tempatkan alat di atas Hydraulics Bench3. Hubungkan selang di atas dengan Hydraulics Bench4. Alirkan air dari pipa inlet untuk mengisi water reservoir hingga ketinggian diatas flow optimized inflow5. Buka kran pembuangan dan pastikan aliran air stabil6. Buka kran pipa tinta,atur supaya tidak terlalu banyak7. Atur kran inflow dank ran pembuangan hingga diperoleh jenis aliran yang ditunjukkan oleh perilaku tinta di tabung pengamatan.8. Ukur volume air yang melalui pembuangan dan catat waktunya menggunakan stopwatch9. Lakukan percobaan ini beberapa kali10. Ukur suhu air pada saat percobaan

8.6 DATA DAN ANALISA DATA

T = 23oViskositas = 9,41 x 10-7 m2/s

JenisAliran(Pengamatan)Volume(ml)Volume(m3)t(s)Q(m3/s)v(m/s)ReJenisAliran(Perhitungan)

Turbulent333,3 x 10-54,287,71 x 10-60,0981041,4Laminer

Critical171,7 x 10-54,563,72 x 10-60,047499,46Laminer

Laminer474,7 x 10-555,478,47 x 10-70,0107113,7Laminer

Turbulent484,8 x 10-51,283,75 x 10-50,4775069,0Turbulent

Critical474,7 x 10-59,095,17 x 10-60,065690,75Laminer

ANALISA :Q vRe

Keterangan :Q = Debit (m3/s)v = Kecepatan (m/s)D = Diameter pipa (m)A = Luaspenampangbasahpipa (m2)V = Viskositas kinematic (m2/s)Re = KoefisienReynouldRe 2000, maka jenis aliran Laminer 2000 < Re < 4000, makajenisaliran Critical / Transisi Re 4000, makajenisaliran Turbulent

8.7 PERHITUNGANContoh perhitungan 1Q A 7,853 x 10-5 m2vRe ,4

8.7 KESIMPULAN Terjadi perbedaan antara hasil pengamatan dan hasil perhitungan yang mungkin disebabkan oleh ketidaktepatan pengamatan saat praktikum

MODUL 9JENIS ALIRAN

9.1MaksudUntuk mengetahui jenis aliran yang terjadi pada pipa9.2Tujuan1. Mahasiswa dapat mengetahui Bilangan Reynolds2. Mahasiswa dapat menentukan jenis aliran yang terjadi9.3Alat dan Bahan1.Data data yang ada2.Hasil perhitungan sebelumnya9.4Dasar TeoriJenis aliranAliran viskos dapat dibedakan menjadi 2 tipe yaitu aliran laminar dan aliran turbulen. Dalam aliran laminar, partikel partikel zat cair bergerak teratur mengikuti lintasan yang saling sejajar. Aliran ini terjadi apabila kecepatan kecil atau kekentalan besar. Pada aliran turbulen, gerak partikel partikel zat cair tidak terjadi apabila kecepatan besar dan kekentalan zat cair kecil.Menurut Reynolds, ada tiga factor yang mempengaruhi keadaan aliran, yaitu kekentalan zat cair (), rapat massa zat cair (), dan diameter pipa (D). Reynolds menunjukan bahwa aliran dapat diklasifikasikan berdasarkan suatu angka tertentu. Angka tersebut dinamakan angka Reynolds dengan bentuk sebagai berikut: atau Dimana: v = kekentalan kinematikAdapun batasan untuk bilangan Reynolds adalah sebagai berikut:1. Re < 2000 adalah aliran laminar2. Re > 4000 adalah aliran turbulen

9.5Data dan AnalisaSuhu = 23CSegmenD (m)V (m/s)v (m2/s)ReJenis Aliran

Hulu0.05080.2190.00000094111822.742Turbulen

30.05080.2190.00000094111822.742Turbulen

E0.05080.2190.00000094111822.742Turbulen

D0.02540.8770.00000094123672.476Turbulen

C0.02540.8770.00000094123672.476Turbulen

B0.019051.5570.00000094131520.563Turbulen

A0.019051.5570.00000094131520.563Turbulen

9.6PerhitunganDiketahui:- contoh data segmen 3- Diameter dalam (D) = 0.0508 m- Kecepatan aliran (V) = 0.219 m/s- Viskositas kinematik () = 0.941 10-6 m2/s

Re>4000, sehingga termasuk jenis aliran turbulen9.7KesimpulanSetelah dilakukan perhitungan bilanga Reynolds ternyata seluruh segmen pipa kuning mempunyai nilai Re < 4000, artinya aliran air di sepanjang pipa kuning merupakan aliran turbulen.

MODUL 10KEKASARAN PIPA

10.1MaksudUntuk mengetauhi kekasaran suatu pipa

10.2TujuanMahasiswa dapat menetukan kekasaran pipa yang dipergunakan

10.3 Alat dan Bahan

1. Data data yang ada2. Hasil perhitungan sebelumnya

10.4Dasar TeoriKekasaran PermukaanKonsep adanya sub lapis laminar di dalam lapis batas pada aliran turbulen dapat digunakan untuk menjelaskan prilaku kekasaran permukaan. Apabila permukaan bidang batas dibesarkan, akan terlihat bahwa permukaan tersebut tidak halus. Tinggi efektif ketidakteraturan permukaan yang membentuk kekasaran disebut dengan tinggi kekasaran k. Perbandingan antara tinggi kekasaran dan jari jari hidraulis (k/R) atau diameter pipa (k/D) disebut kekasaran relatif.Persamaan Prandtl

Persamaan kekasaran pipaHidraulik kasar

Hidraulik licin

Dimana: Syarat batas:

10.5Data dan AnalisaSegmenCRIv(m2/s)(m)KSyaratJenis

Hulu 36.710.01260.08450.0000009410.00011050.064087601k>6Hidraulik Kasar

3 E43.3020.01260.002030.0000009410.00071320.000594135--

E- D5.4740.0063480.1270.0000009410.00012700.03781874k>6Hidraulik Kasar

D C60.4870.0063480.0330.0000009410.00024923.3222310-5>4kHidraulik licin

C B16.0550.0047650.470.0000009410.00007620.007333304k>6Hidraulik Kasar

B A66.660.0047650.1140.0000009410.00015481.1321710-5>4kHidraulik Licin

10.6PerhitunganDiketahui: -Data pipa hulu - 3 -C = 6.71 -R = 0.0126 -I = 0.0845-v= 9.4110-7 m2/s 1. 0.0001105

2.

3. Karena nilai k>6maka pipa sepanjang segmen hulu sampai 3 termasuk jenis hidraulik kasar

10.7Kesimpulan

Pada pipa kuning jenis pipa tiap segmen bermacam macam, segmen hulu 3, E D, C B, termasuk jenis pipa hidraulik kasar. Segmen D C dan B A termasuk jenis pipa hidraulik licin.

Teknik Sipil ITENAS Bandung | 31