mekflu a511

of 22/22
KATA PENGANTAR Segala puji bagi Tujan YME yang telah menciptakan alam dan seisinya sebagai suatu karunia yang besar dan tidak ternilainya indah-Nya. Maka Dia pulalah yang memberikan ketentuan sehingga “ Buku Panduan Pratikum Mekanika Fluida “ dapat diselesaikan oleh TIM Penyusun, dengan demikian dapat mendukung kegiatan Tri Dharma Perguruan Tinggi di Universitas Tanjungpura Pontianak. Buku panduan pratikum ini diperuntukan bagi mahasiswa yang mengambil mata kuliah Laboratorium Lingkungan II/TKL-321 Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak. Terima kasih disampaikan kepada Tim Penyusun dan semua pihak yang telah membantu terwujudnya Buku Panduan Pratikum ini mendapat balasan yang berlipat ganda dari Tuhan Yang Maha Esa, dan dapat memberikan manfaat bagi perkembangan Ilmu Teknik Lingkungan, khususnya Ilmu Mekanika Fluida. 1

Post on 02-Feb-2016

221 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

A

TRANSCRIPT

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Tujan YME yang telah menciptakan alam dan seisinya sebagai suatu karunia yang besar dan tidak ternilainya indah-Nya. Maka Dia pulalah yang memberikan ketentuan sehingga Buku Panduan Pratikum Mekanika Fluida dapat diselesaikan oleh TIM Penyusun, dengan demikian dapat mendukung kegiatan Tri Dharma Perguruan Tinggi di Universitas Tanjungpura Pontianak.Buku panduan pratikum ini diperuntukan bagi mahasiswa yang mengambil mata kuliah Laboratorium Lingkungan II/TKL-321 Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak.Terima kasih disampaikan kepada Tim Penyusun dan semua pihak yang telah membantu terwujudnya Buku Panduan Pratikum ini mendapat balasan yang berlipat ganda dari Tuhan Yang Maha Esa, dan dapat memberikan manfaat bagi perkembangan Ilmu Teknik Lingkungan, khususnya Ilmu Mekanika Fluida.

Pontianak, Juli 2014Ketua Program StudiTeknik Lingkungan

Rizki Purnaini, ST, MTNip. 197207231998022001

PRAKTIKUMALIRAN FLUIDA PADA SALURAN TERTUTUP

A. Tujuan Pratikum Mempelajari aliran fluida di dalam saluran tertutupB. Kegiatan yang dilakukan Mengamati pembagian tekanan sepanjang pipa. Mengukur besarnya debit yang mengalir di dalam pipa Mengukur kehilangan head minor karena katup, belokan pipa, dan perubahan diameter pipa Menentukan koefisien kehilangan head pada katup, belokan, dan perubahan diameter.

C. Landasan TeoriAliran fluida di dalam pipa dijelaskan dengan persamaan bernoulli. Persamaan Bernoulli adalah persamaan yang menjelaskan gerakan fluida melalui suatu penampang. Secara lebih rinci penjelasan persamaan bernoulli dapat dirujuk pada buku teks (lampiran) .Aliran fluida nyata akan mengalami kehilangan energi (head losses, hL), yang terdiri dari kehilangan head karena gesekan fluida dengan dinding pipa (hf) dan karena bentuk geometri pipa (hl). Besarnya kehilangan head karena gesekan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Darcy-Weisbach.Minor losses (hl) adalah kehilangan energi akibat adanya katup (gate) , belokan (elbow), sambungan pipa (fitting) serta percabangan pipa (T joint; V joint) dan perubahan diameter pipa. Besarnya kehilangan minor losses dapat dihitung menggunakan persamaan bernoulli. Secara lebih rinci penjelasan tentang minor losses dapat dirujuk pada buku (lampiran) .

C. Prosedur Praktikum0. Hidupkan pompa yang telah tersedia.0. Buka tiga katup yang telah tersedia pada pipa secara full.0. Selanjutnya baca tekanan pipa yang terdapat pada alat pressure switch atau baca tinggi muka air pada selang yang tersedia.0. Ukur debit aliran yang keluar keran. Pengukuran debit dilakukan dengan cara menanmpung aliran air menggunakan gelas ukur dengan interval waktu yang ditentukan.0. Kurangi bukaan katup perlahan-lahan dan ulangi prosedur pengukuran. Lakukan perbuhan katup minimal sebanyak 3 kali.0. Ukur suhu air untuk mendapatkan viskositas air dari tabel viskositas terlampir0. Catat panjang pipa dan diameter pipa

C. Data Hasil PratikumPercobaan keTekanan DiTitikV(L)T(dtk)

123

1

2

3

4

5

...........

ALIRAN FLUIDA PADA SALURAN TERBUKA

1. Aliran Fluida Pada Saluran Terbuka (Skala Lab)A. Tujuan Pratikum Mempelajari sifat aliran pada saluran terbukaB. Kegiatan yang dilakukan Mengukur kecepatan dan debit aliran dalam saluran terbuka Mengukur kemiringan muka air, radius hidraulik, dan luas penampang aliran Menganalisis hubungan antara koefesien manning terhadap kemiringan muka air, radius hidrolik, kecepatan, dan debit Menentukan sifat-sifat aliran yang terjadi pada saluran terbukaC. Landasan TeoriAliran fluida jika ditinjau dari mekanika aliran dibagi menjadi dua yaitu: aliran pada saluran tertutup dan aliran pada saluran terbuka. Pada praktikum kali in hanya akan dibahas mengenai aliran pada saluran terbuka. Aliran pada saluran terbuka yang licin sebenarnya bebentuk seragam (permanen) di sepanjang saluran. Aliran seragam (uniform flow) menunjukkan bahwa kecepatan aliran disepanjang saluran adalah tetap.Sifat aliran fluida pada saluran terbuka mungkin merupakan aliran laminer, transisi, atau turbulen. Penentuan sifat aliran dalam saluran terbuka dapat diketahui dari besarnya nilai bilangan reynold. Penjelasan lebih rinci tentang bilangan reynold dapat dilihat pada buku teks (lampiran) .Besarnya debit aliran pada suatu saluran terbuka dapat dihitung dan ditentukan dengan berbagai cara. Pada praktikum ini besarnya debit aliran akan dihitung dengan menggunakan sekat uku (weir) dan dengan menggunakan Velocity-Area Method. Sekat ukur yang digunakan adalah sekat-ukur segi empat. Penentuan besarnya debit aliran melalui ambang dapat dipelajari lebih jauh pada buku teks (lampiran).Kecepatan aliran pada saluran terbuka maksimal sebesar 3 m3/det agar tetap terjadi self cleansing. Kecepatan fluida pada saluran terbuka dipengaruhi oleh nilai kekasaran saluran. Besarnya nilai/koefisien kekasaran setiap dinding saluran berbeda-beda. Rumus kecepatan rata-rata (V) aliran seragam yang banyak dipergunakan adalah rumus Emperik (didapatkan hasil dari percobaan dilapangan) yang disebut persamaan Manning. Secara rinci nilai koefesien manning dapat dilihat pada buku teks (lampiran).Kecepatan aliran fluida yang tinggi apabila masuk dalam kondisi dengan kecepatan rendah, maka akan terjadi suatu perubahan kedalaman aliran secara tiba-tiba yang disertai terjadinya golakan atau gelombang air yang sangat jelas yang disebut loncatan hidraulik atau hydraulic jump. Penjelasan lebih lanjut loncatan hidraulik dapat dilihat pada buku teks (lampiran).

D. Prosedur Praktikum1. Nyalakan multi purpose teaching flume.2. Putar keran untuk mengatur debit air, tunggu hingga aliran tampak tenang.3. Tentukan dua titik pengukuran yang memiliki perbedaan kecepatan aliran.4. Ukur kemringan saluran dengan cara mengukur tinggi posisi dasar saluran didua titik pengukuran terhadap lantai.5. Ukur panjang saluran (L)6. Ukur lebar saluran (b) 7. Ukur ketinggian aliran (h) air yang mengalir pada masing-masing titik saluran8. Letakkan current meter berlawanan dengan arah aliran. Ukur banyaknya putaran dalam waktu 10 detik. Setelah itu, nilai (n) didapatkan dengan cara menghitung banyaknya putaran dibagi waktu. (n= banyaknya putaran/waktu)Lakukan pada masing-masing titik9. Pengukuran dilakukan sebanyak 5 kali dengan debit yang berbeda-beda.10. Dengan rumus konversi kecepatan, hitung kecepatan linier aliran (V).11. Sebaiknya dilakukan pengambilan gambar aliran pada saluran terbuka untuk membantu ilustrasi.12. Matikan multi purpose teaching flume.13. Pasang sekat ukur pada saluran 14. Nyalakan multi purpose teaching flume.15. Lakukan prosedur 2 sampai 616. Ukur ketinggian aliran (h) air diatas ambang sekat ukur H (cm), dengan menggunakan penggaris kemudian hitung debit , Q (l/dt)17. Lakukan prosedur 8 dan 918. Gambarkan pola aliran, perbedaan debit dan perbedaan ketinggian loncatan hidraulik yang terjadi pada flexy glass.19. Buat grafik hubungan antara debit dengan ketinggian loncatan hidraulik.20. Lengkapi dengan foto agar dapat mengilustrasikan perbedaan yang terjadi.

11

14

E. Data Hasil PerhitunganLebar saluran (b)=....... mWaktu (t)=....... detikViskositas kinematis (v)=........ m2/sLebar saluran (b)=..........m Ketinggian Datum 2 (Z2)=..........mKetinggian Datum 1 (Z1)=..........mPanjang saluran (L)=..........m

Noh1 (m)h2(m) Jumlahputarann(putaran/dt)

1

2

.....

.....

.....

Sekat ukur segi empatNoh1 (m)h2(m)hambang(m) Jumlahputarann(putaran/dt)

1

2

3

4

5

ALIRAN FLUIDA PADA SALURAN DRAINASE

A. Tujuan Pratikum Mempelajari sifat aliran pada saluran terbukaB. Kegiatan yang dilakukan Mengukur kecepatan dan debit aliran dalam saluran drainase Mengukur kemiringan muka air, radius hidraulik, dan luas penampang aliran Menganalisis hubungan antara koefesien manning terhadap kemiringan muka air, radius hidrolik, kecepatan, dan debit Menentukan sifat-sifat aliran yang terjadi pada saluran drainase Menentukan nilai koefesien manning di saluran drainase

C. Landasan TeoriAliran pada saluran terbuka yang tidak licin sebenarnya bebentuk tidak seragam (tidak permanen) di sepanjang saluran. Aliran tidak seragam (nonuniform flow) menunjukkan bahwa kecepatan aliran disepanjang saluran adalah tidak tetap, dalam hal kecepatan aliran tidak tergantung pada tempat atau tidak berubah menurut tempatnya dan kedalaman aliran yang bervariasi sepanjang aliran. Sifat aliran fluida pada saluran terbuka mungkin merupakan aliran laminer, transisi, atau turbulen. Untuk mengetahui sifat aliran, terlebih dahulu perlu dilakukan perhitungan untuk mengetahui nilai bilangan Reynold (Re). Bilangan Reynold (Re) adalah perbandingan antara efek inersia dan viskos dalam aliran. Secara detai penjelasan tentang sifat aliran menurut bilangan reynold dapat dibaca pada buku teks (lampiran).Kecepatan aliran yang terjadi pada saluran terbuka idealnya memiliki kecepatan maksimum yang diperbolehkan agar tetap self cleansing.Kecepatan maksimum yang diperbolehkan adalah 3,0 m3/detik merupakan kecepatan aliran terbesar yang tidak mengakibatkan penggerusan pada lahan saluran. Kecepatan minimum yang diperbolehkan 0,6 m3/detik, yaitu kecepatan aliran terendah di mana tidak terjadi pengendapan pada saluran (tercapainya self cleansing) dan tidak mendorong pertumbuhan tanaman air dan gang-gang. Besarnya nilai kecepatan aliran untuk setiap bentuk dan besarnya nilai koefesien manning dapat dipelajari lebih lanjut pada buku teks (lampiran).

D. Prosedur Praktikum1. Pilih lokasi yang baik pada badan air dengan lebar, kedalaman, kemiringan dan kecepatan yang dianggap tetap, sepanjang 2 meter. Harus diperhatikan agar tidak ada rintangan, halangan atau gangguan lainnya sampai tempat pengamatan hilir2. Ukur lebar saluran (b) .3. Ukur ketinggian aliran (h) air disepanjang lebar saluran dengan jarak tertentu4. Gambar penampang aliran sungai yang didapat5. Ukur kecepatan aliran dengan cara melepaskan alat pelampung ditengah saluran drainase pada jarak tertentu, catat waktu yang dibutuhkan dari titik awal pelepasan pelampung sampai titik akhir.6. Lakukan pengukuran kecepatan minimal sebanyak 5 kali pengulangan

E. Data Hasil PengukuranLebar Saluran:Panjang Sal:Rh:NOtsVm/sh(m)

1

2

3

4

5

6

7

KEBOCORAN AIR PADA PIPAA. Tujuan Pratikum Mendemostrasikan Kebocoran air pada saluran pipaB. Landasan TeoriKebocoran air merupakan salah satu permasalahan yang sering timbul bagi konsumen PDAM. Salah satu akibat yang dirasakan oleh pelanggan yakni tidak sampainya distribusi air. Selain itu juga kualitas air yang didistribusikan akan menurun. Akibat kebocoran tekanan aliran juga akan mengalami penurunan. Penjelasan lebih lanjut tentang jenis-jenis kebocaran, cara proteksi kebocoran dapat di baca pada buku .....

LAMPIRAN

Munson, R.B, Young, F.D, dan Okiishi, H.T. (......), Mekanika Fluida Edisi Keempat Jilid1 dan 2. Penerbit: Erlangga, JakartaStreeter, L.V, dan Wylie, B. (......). Mekanika Fluida Edisi Delapan Jilid 1 dan 2. Penerbit: Erlangga, JakartaWhite, M.F. (.....). Mekanika Fluida Edisi Kedua Jilid 1 dan 2. Penerbit: Erlangga, Jakarta