modul mekflu ii
Embed Size (px)
TRANSCRIPT
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
1/43
MODUL PRAKTIKUM
MEKANIKA FLUIDA IIDipergunakan untuk praktikum mahasiswa Teknik Lingkungan ITB
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG2015
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
2/43
PERATURAN PRAKTIKUM MEKANIKA FLUIDA II 2016RESPONSI
1.
Peserta wajib menghadiri responsi praktikum.
2. Responsi diadakan setiap 2 minggu sekali hari Rabu, pk 09.00 10.00 di RSG lt. 6 labtek IX C sesuai
dengan jadwal mata kuliah mekanika fluida 2.
3. Responsi akan berlangsung selama kurang lebih 60 menit, terdiri dari penjelasan praktikum dan tes
responsi.
PRAKTIKUM
Pelaksanaan Praktikum
1.
Praktikum dilaksanakan selama 90 menit, sudah termasuk tes di akhir praktikum.
2. Tidak mengikuti praktikum berarti tidak lulus praktikum dan otomatis tidak lulus mata kuliah
Mekanika Fluida II.
3.
Praktikan diharapkan hadir tepat waktu dengan toleransi keterlambatan maksimal 10 menit.
a.
5 - 10 menit (Jam di Lab. TPA) dikenakan sanksi perorangan (-10) dan kelompok (-5) dari nilai
laporan.
b. Sedangkan lebih dari 10 menit, praktikan tidak diperbolehkan mengikuti praktikum shift
tersebut (harus mengikuti praktikum shift lain) dengan sanksi perorangan dan kelompok tetap
diberlakukan.
4.
Praktikan tidak diperkenankan bercanda berlebihan selama praktikum.
5. Bagi praktikan yang memecahkan properti laboratorium, segera lapor ke koordinator asisten dan
mengganti item tersebut setelah kejadian berlangsung.
6. Praktikan tidak boleh menggunakan fasilitas apapun di laboratorium tanpa izin dari asisten yang
bertugas.
Kelengkapan Praktikum
1.
Jurnal praktikum wajib dibawa selama kegiatan praktikum dan menjadi salah satu aspek penilaian.
2.
Seluruh praktikan yang mengikuti praktikum wajib mengisi daftar absen yang tersedia dilaboratorium pada saat praktikum dilaksanakan.
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
3/43
agar tidak mengganggu aktivitas selama praktikum. Jika kelengkapan tersebut tidak dipenuhi,
praktikan tidak diizinkan mengikuti praktikum.
4.
Praktikan harus memakai jas lab dan nametag sebelum memasuki ruangan lab dan dibuka setelah
praktikum selesai di luar lab.
5. Nametag mengikuti format praktikum mekanika fluida I (Nama-shift). Disamakan untuk semua
praktikan.
6.
Peralatan pribadi yang diperlukan untuk praktikum, meliputi stopwatch/ HP berstopwatch (1 per
kelompok), penggaris 30 cm (2 per kelompok), kalkulator (1 per kelompok), alat tulis (perorangan),
kertas reuse halaman A4 kalkulator (1 per kelompok). Peralatan tersebut harap disiapkan
sebelum memasuki laboratorium.
7.
Tas praktikan disusun rapi di ruang asisten.
8. Praktikan tidak diperbolehkan menggunakan aksesoris di tangan (termasuk jam tangan) selama
praktikum.
Izin Praktikum
1.
Praktikan yang tidak dapat mengikuti praktikum hanya boleh dikarenakan oleh 2 alasan :
a. Sakit, dengan melampirkan surat sakit (hanya menerima surat sakit dari dokter) paling lambat
1 minggu setelah praktikum, diberikan pada asisten yang bertugas saat praktikum.
Pemberitahuan bahwa praktikan sakit harus disampaikan oleh teman satu kelompok ke asisten
yang bertugas pada saat praktikum dilaksanakan.
b. Ijin, dengan melampirkan surat ijin (yang dibuat oleh wali/orangtua) pada hari praktikum
dilaksanakan, diberikan pada asisten praktikum. Pemberitahuan bahwa praktikan izin harus
disampaikan oleh teman satu kelompok ke asisten yang bertugas pada saat praktikum
dilaksanakan.
2. Bagi praktikan yang tidak hadir, diharapkan mengikuti praktikum modul tersebut di shift lain (boleh
kelas yang sama atau berbeda) dan mengumpulkan laporan serta mengikuti tes akhir sesuai dengan
shift yang diikutinya. Jika praktikan tidak dapat mengikuti praktikum modul tersebut, maka
diharapkan mengumpulkan :
a. Tugas berupa resume dua buah jurnal/paper yang berkaitan atau di dalamnya ada pembahasan
tentang fenomena hidrolika (mekanika fluida). Resume sebanyak 1-2 halaman (tidak
mengandung tabel/gambar) tulistangan. Print out paper asli harap disertakan (menggunakan
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
4/43
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
5/43
Gambar 1 Format Cover JurnalLAPORAN PRAKTIKUM
Laporan praktikum merupakan laporan per orangan dan ditulis tangan kecuali Gambar, Tabel, Grafik,
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
6/43
minggu setelah praktikum. Laporan diserahkan pada asisten yang bertugas sesuai dengan jam
praktikum secara berkelompok. Laporan yang dikumpulkan setelah jam praktikum shift kelompoknya
dianggap terlambat 1 (satu) hari. Keterlambatan pengumpulan laporan dikenai sanksi perorangan -5(minus lima) nilai laporan/ hari. Jika praktikan tidak mampu menyelesaikan laporan tepat waktu
dikarenakan sakit, harap memberikan surat sakit pada waktu pengumpulan laporan yang ditentukan.
No. Bab Bobot
1 Teori Dasar 15
2 Tujuan 5
3 Prinsip 10
4 Data Awal 4
5 Pengolahan Data 10
6 Data Akhir 47 Analisis (A) 30
8 Analisis (B) 10
9 Kesimpulan 10
10 Daftar Pustaka 2
Ketentuan isi laporan :
COVER laporan mengikuti format yang sudah diberikan, diketik dengan font Times New Roman
(Gambar 2)
TEORI DASAR dikerjakan secara perorangan 1-2 halaman tulis tangan termasuk gambar ilustrasi
(boleh merupakan print-out yang ditempel).
TUJUAN diharapkan jumlahnya minimal 2 poin lebih banyak dari yang tercantum di modul
berdasarkan hal-hal yang praktikan temukan saat praktikum.
PRINSIP dijelaskan dalam bentuk paragraf, merupakan prinsip praktikum (metoda yang
dilakukan saat praktikum hingga tercapai tujuan praktikum)
DATA AWAL dan DATA AKHIR (dalam bentuk tabel boleh manual/ komputer)
PENGOLAHAN DATA berisi tahapan-tahapan perhitungan lengkap untuk 1 variasi debit
ANALISIS (A) diharapkan berisi :
o Analisis data dan grafik
o Analisis komponen rumus-rumus yang digunakan kaitannya dengan hasil pengolahan
data
o Analisis kondisi yang didapatkan saat praktikum
o Faktor-faktor kesalahan yang mungkin terjadi saat praktikum
o Analisis umum lainnya (Seluruhnya dibandingkan dengan literatur)
ANALISIS (B)meliputi contoh aplikasi dalam bidang teknik lingkungan disertai penjelasannya.
Minimal dicantumkan 2 contoh aplikasi
Jika mengutip kalimat yang merupakan hasil pemikiran orang lain dari buku jurnal atau
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
7/43
KESIMPULAN diharapkan menjawab seluruh poin yang dituliskan di bagian TUJUAN
DAFTAR PUSTAKA minimal mencantumkan dua sumber textbook, atau jurnal (nasional atau
internasional)
UJIAN PRAKTIKUM
Ujian praktikum dilaksanakan untuk menilai pemahaman praktikan akan prinsip-prinsip mekanika fluida
saluran terbuka yang diaplikasikan di praktikum. Ujian praktikum merupakan ujian individual dan
tertulis.
NILAI PRAKTIKUM
Nilai total praktikum merupakan penggabungan dari nilai keaktifan praktikan dalam praktikum, nilai
jurnal, nilai tes responsi, nilai tes akhir, nilai laporan, dan nilai ujian praktikum.
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
8/43
MODUL 01 ALIRAN SERAGAM DAN KEMIRINGAN SALURAN
A. SASARAN
a. Membuktikan fenomena aliran seragam (profil aliran)
b. Menentukan koefisien chezy (C)
c. Menentukan koefisien manning (n)
d. Menentukan bilangan reynold (NRE)
e. Menentukan korelasi antara koefisien chezy (C) dan koefisien manning (n)
B. TEORI DASAR
Aliran seragam terjadi apabila :
a.
Kedalaman (y), luas penampang (A), kecepatan (v), dan debit (Q) sepanjang segmen
saluran adalah konstan
b. Slope energi, muka air, dan dasar saluran sejajar
Persamaan-persamaan yang berhubungan dengan aliran seragam adalah :
1. Persamaan Dasar
Dimana :
= Kecepatan aliran (m/s)
= konstanta tahanan aliran = jari-jari hidrolis (m) = slope energi
= konstanta
2. Persamaan Chezy
Dimana :
= Kecepatan aliran (m/s) = konstanta tahanan aliran
= jari-jari hidrolis (m) = slope energi
3. Persamaan manning
Dimana :
= Kecepatan aliran (m/s) = konstanta tahanan aliran = jari-jari hidrolis (m)
= slope energi
Genniya Haya Nur Sadrina dan Widi Ajeng Luthfiyya
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
9/43
4. Persamaan Reynold
Dimana :
= Kecepatan aliran (m/s) = bilangan Reynold = Densitas (kg/m3) = Diameter hidrolis (4R)(m) = viskositas kinematik (N/m2) = viskositas dinamis (m2/s)
C. CARA KERJA
1. Ukur temperatur air pada awal percobaan setelah hydraulic bench dinyalakan.
2.
Operasikan Hydraulic Bench dengan beban tertentu, catat beban yang digunakan
dan waktu yang diperlukan untuk menaikkan bebannya.
3. Kalibrasi alat pengukur kedalaman.
4. Ukur lebar saluran terbuka.
5. Ukur kedalaman di 6 titik sepanjang saluran ( 3 di hulu dan 3 di hilir dengan jarak
yang sama) dengan menggunakan alat pengukur kedalaman. Catat posisi tiap titik
(x).
6. Lakukan percobaan sebanyak 5 variasi debit. Setiap kali variasi debit dilakukan tiga
kali pengukuran waktu.
7. Ukur temperatur air pada akhir percobaan.
D. TABEL DATA
Massa beban (kg) m
Suhu air awal (0C) Tawal
Suhu air akhir (0C) Takhir
Lebar saluran (m) L
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
10/43
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
11/43
F. ILUSTRASI
Gambar 1.Fenomena Aliran seragam
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
12/43
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
13/43
ALIRAN BERUBAH LAMBAT
Perilaku dasar berubah lambat:
1.Kedalaman hidrolis berubah secara lambat pada arah longitudinal
2.
Faktor pengendali aliran ada di kombinasi di hulu & hilir
3.Analisis menentukan struktur saluran yang aman dan op mal
Asumsi:
1.steady flow dan distribusi tekanan ditentukan oleh gaya hidrostatis
2.kehilangan tekanan didekati aliran seragam
3.Slope kecil
4.
Tidak terjadi re-aerasi
5.Koefisien corolis tidak berubah
6.Koefisien gesek tidak bervariasi terhadap kedalaman
7.Saluran prismatik
Rumusrumus yang digunakan :
C.CARA KERJA
1.Ukur lebar saluran, panjang saluran, dan tinggi ambang yang akan digunakan.
2.Operasikan hydraulic benchdan ukur temperatur awal.
3.Tempatkan dua ambang di hilir saluran, dan ukur kedalaman saluran pada 10 titik
yang ditentukan di sepanjang saluran.
4.Lakukan pengukuran sebanyak 3 variasi waktu (dengan hydraulic bench) pada satu
titik kedalaman yang sama, dan 5 variasi debit setiap kali pengukuran.
5.Jika pengukuran telah selesai, matikan hydraulic benchdan ukur temperatur akhir air.
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
14/43
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
15/43
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
16/43
MODUL 03 LONCATAN HIDROLIS
Floriana Ayumurti, Arlieza Raudhah, dan Raihan Anandya
A. SASARAN
1. Q aktual
2. Bilangan Froude
3. Energi Spesifik
4. Efisiensi Loncatan
B. CARA KERJA
1. Ukur suhu awal
2. Jalankan Hydraulic Bench untuk memperoleh debit aktual
3. Tempatkan sluice gate +/ 90 cm dari inlet sehingga membentuk loncatan hidrolis
4. Atur bukaan sluice gate sehingga membentuk loncatan hidrolis
5. Ukur panjang loncatan dan kedalaman aliran di 6 titik sesuai gambar
6. Lakukan dengan 5 variasi debit
7. Ukur suhu akhir
C. TABEL DATA
Massa beban (kg) =
T air awal (C) =
T air akhir (C) =
Variasi
Beban
(kg)
Waktut rata
(s)
Kedalaman
L (m) Y6/Y2Hi
(m)t 1 t 2 t 3 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5
D. TABEL HASILVolume
Air (m3)Q (m3/s) A1 (m2) A2 (m2) A3 (m2) A4 (m2) A5 (m2) A6 (m2)
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
17/43
Volume
Air (m3)Q (m3/s) P1 (m) P2 (m) P3 (m) P4 (m) P5 (m) P6 (m)
R1 R2 R3 R4 R5 R6V1
(m/s)
V2
(m/s)
V3
(m/s)
V4
(m/s)
V5
(m/s)
V6
(m/s)Fr Fr2
ES1 ES2 ES3 ES4 ES5 ES6 Beda E E6/E2
GRAFIK
1.
Fr2terhadap Y6/Y2
2.
Fr2terhadap Y6/Y2
3.
Fr2terhadap Y6/Y2
4.
Y terhadap L
5.
Y6/Y2 terhadap L
6.
Q terhadap L
7.
ES terhadap Y (untuk setiap variasi debit)
8.
Seluruh grafik menggunakan regresi power, kecuali grafik ES terhadap Y dan Y terhadap L
RUMUS YANG DIGUNAKAN
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
18/43
ILUSTRASI
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
19/43
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
20/43
dengan persamaan:
=
. (3)
=
= . (4)
=
2 (5)
Keterangan:
Q = debit aliran (m3/dt)
hu = kedalaman di atas ambang (m)
Cd = koefisien discharge
b = lebar ambang (m)
F = angka Froud (froud number)
y = kedalaman aliran tiap titik (m)
A = luas saluran (m2)
Jika:
F1 disebut aliran super kritik.
C. CARA KERJA
1. Ambang lebar dipasang pada posisi tertentu dalam model saluran terbuka.
2. Alat pengukur kedalaman dan venturimeter dikalibrasikan. Dimensi ambang dicatat.
3. Pompa dinyalakan dengan debit air tertentu sesuai dengan yang diinginkan tetapi tidak
meluap.
4. Lakukan pula pegukuran debit aktual.
5. Sekat dihilir diatur sedemikian rupa sehingga diperoleh keadaan loncat pertama,
loncatan kedua, peralihan, tenggelam pertama, dan tenggelam kedua. Untuk masing
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
21/43
masing keadaan diperiksa apakah aliran sudah stabil. Jika sudah pengambilan data dapat
dilakukan.
6. Untuk masingmasing keadaan data tinggi muka air pada delapan titik pengamatan
dicatat untuk menggambar profil aliran, dan untuk menghitung debit maka dapat
dicatat dari venturimeter.
7. Langkah 5 dan 6 diulang untuk dua debit yang berbeda. Namun yang dicatat hanya
permukaan air di hulu (y1) dan kedalaman air di hilir (y2) saja.
8. Setelah selesai langkah 7, sekat di hilir dikosongkan.
9. Debit aliran diatur (mulai dari yang besar ke yang kecil).
10. Tinggi muka air sebelum ambang (y1) dicatat.
11. Langkah 9 dan 10 diulangi sampai didapat debit minimum yang masih dapat mengalir.
12. Ulangi lagi langkah 110.
D. TABEL DATA
Tinggi ambang
Lebar ambang
Panjang ambang
=
=
=
cm
cm
cm
Suhu Awal
Suhu Akhir
=
=
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
22/43
E. TABEL HASIL
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
23/43
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
24/43
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
25/43
Q = debit aliran ( m3 /dtk )
H = tinggi air di atas ambang ( m )
t = tinggi ambang ( m )
Gambar aliran di atas ambang tajam
C. CARA KERJA
1. Ukur tinggi ambang tajam yang digunakan, lebar saluran.
2. Ukur kedalaman ketinggian muka air di 6 titik yang telah ditentukan (lihat ilustrasi),
yaitu sebelum ambang, di atas ambang, dan setelah ambang dengan 3 variasi debit.
D. TABEL DATA
Tinggi ambang
Lebar ambang
Panjang ambang
=
=
=
cm
cm
cm
Suhu Awal
Suhu Akhir
=
=
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
26/43
E. TABEL HASIL
Dibuat 3 tabel untuk 3 variasi debit
GRAFIK
1. Qteoritis terhadap Qaktual (linear)
2. Qact vs b.(h 3/2) (linear)
3. Y vs Fr (power)
4. Es terhadap y untuk tiap variasi (grafik manual)
F. ILUSTRASI
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
27/43
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
28/43
MODUL 05 - ALAT UKUR DEBIT SALURAN TERBUKAKenny Wonosantoso dan Fiana Fauzia
A.
SASARAN1. Mengukur tinggi muka air di atas Notch (H)
2. Menghitung nilai Qaktual dan Qteoritis
3. Menghitung nilai Cd (Coefficient Discharge)
B.
TEORI DASARNotch pada dasarnya merupakan konstruksi dalam saluran terbuka. Notch biasanya digunakan dalam
pengukuran kecepatan aliran saluran terbuka. Notch akan memberikan efek konstraksi pada aliran
fluida sehingga ketinggian air diatas notchdapat digunakan untuk menentukan kecepatan fluida dan
dapat diukur untuk mewakili besaran debit yang melaluinya. Alat ukur pada saluran terbuka ini dapat
diklasifikasikan menjadi dua, yaitu u-notchdan v-notch.
C.
CARA KERJA
1. Jalankan hydraulic bench dan pasang beban, catat massa beban yang digunakan dan waktu yang
dibutuhkan untuk pengaliran.
2.
Ukur suhu air awal percobaan.
3. Ukur kedalaman air seperti pada gambar
4. Lakukan tiga kali pengukuran untuk setiap variasi debit, dimana dalam percobaan ini dilakukan lima
kali variasi debit.
5. Ukur suhu akhir percobaan.
6.
Hitung debit dan koefisien Cd dengan rumus:
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
29/43
D.
TABEL DATA
Besaran Nilai
T air awal (oC)
T air akhir (oC)
Massa beban (kg)
b (lebar notch) (cm)
VariasiWaktu Kedalaman (m) U-Notch Kedalaman (m) V-notch
t1 t2 t3 H1 H2 H3 H1 H2 H3
1
2
3
4
5
E. TABEL HASIL
VariasiWaktu rata-
rata (s)
Kedalaman
rata-rata (m)
Q aktual (
m/s)
Q teoritis
(m/s)Cd
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
30/43
F.
ILUSTRASI
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
31/43
MODUL 06 VENTURIFLUME
Zeneth Ayesha Thobarony
A. SASARAN
1. Memperoleh nilai Q actual.
2. Mendapatkan nilai Qteoritis (mengunakan persamaan aliran kritis)
3. Menghitung Cd (koefisien disharge).
4. Menghitung Fr (bilangan Froude): dihitung pada setiap titik.
5.
Menghitung Re (Bilangan Reynolds): dihitung pada setiap titik.
6. Menghitung ES (Energi spesifik): dihitung pada setiap titik.
7. Mengetahui nilai Yc (Kedalaman kritis)
B. TEORI DASAR
Venturiflume adalah sebuah alat yang memberikan penyempitan tibatiba pada sua tu
saluran sehingga menyebabkan terjadinya aliran kritis pada saluran terbuka dan
menciptakan kedalaman kritis. Berikut adalah gambaran sebuah venturi flume :
1. Gambar Penyempitan Saluran
Tampak Atas
Tampak Samping
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
32/43
2. Gambar TitikTitik Pengukuran Kedalaman Air
Tampak Atas
Tampak Samping
Rumusrumus yang digunakan dalam pengukuran debit aliran dengan menggunakan
Venturiflume adalah :
Perhitungan Debit Aktual (Manometer)
Perhitungan Energi Spesifik Penyempitan
Dengan : dan
Perhitungan Debit Teoritis
( )
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
33/43
Perhitungan Bilangan Froude
Perhitungan Energi Spesifik di Setiap Titik
Perhitungan Kedalaman Kritis
Notes : ES kritis didapatkan dari grafik
- Perhitungan Bilangan Reynolds
C. CARA KERJA
1. Atur dasar saluran dengan kemiringan kecil (0.25%).
2.
Letakkan plat venturi kirakira pada jarak 4 dari outlet saluran (plat harus dipasang
tepat berlawanan satu sama lain).
3. Ukur suhu air pada awal percobaan.
4. Jalankan Hydraulic bench, catat perbedaan tinggi manometer air raksa pada setiap
debit.
5. Ukur kedalaman air pada titiktitik seperti ditujukan pada gambar.
6. Percobaan dilakukan 3 (tiga) kali pencatatan.
7. Percobaan dilakukan dengan 5 (lima) variasi debit.
8. Ukur suhu air pada akhir percobaan.
D. TABEL DATA
Massa beban =
T air awal = b (lebar saluran) =
T air akhir = bt (lebar penyempitan) =
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
34/43
Tabel data untuk perhitungan Q actual
VariasiKedalaman (cm)
H1 H2
1
2
3
4
5
Tabel data untuk perhitungan Q teoritis
VariasiKedalaman (cm)
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
1
2
3
4
5
E. TABEL HASIL
1. Q Teoretis untuk setiap variasi
Varisi H Mano Qaktual EPenyempitan QTeoritis Cd
1
2
3
4
5
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
35/43
2. Bilangan Froude untuk Setiap Titik
VariasiBilangan Froude
Fr1 Fr2 Fr3 Fr4 Fr5 Fr6 Fr7
1
2
3
4
5
3.
Nilai Energi Spesifik untuk Setiap Titik
VariasiEnergi Spesifik
Es1 Es2 Es3 Es4 Es5 Es6 Es7
1
2
3
4
5
4. Nilai Kedalaman Kritis Pada Berbagai Variasi Debit (Yc)
Variasi Yc
1
2
3
4
5
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
36/43
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
37/43
F. ILUSTRASI
Tampak atas dan samping Parshall Flume
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
38/43
VII-1
MODUL 07 HIDROLIKA SUNGAI
Reza Eka Putra - Zakky Rabbani
A. SASARAN
1. Menghitung debit aliran sungai
2. Menghitung distribusi kecepatan di seluruh penampang sungai
3. Menghitung jarijari hidrolis sungai
4. Menentukan penampang melintang sungai
5. Menentukan kecepatan aliran sungai
B. TEORI DASAR
Sungai merupakan contoh saluran terbuka alami. Sungai terbentuk dengan adanya aliran air dari satu
atau beberapa sumber air yang berada di ketinggian, contohnya di sebuah puncak bukit atau gunung
yang tinggi, dimana air hujan banyak jatuh di daerah itu kemudian terkumpul di bagian cekung. Karena
penuh, akhirnya mengalir keluar melalui bagian bibir cekungan yang paling mudah tergerus air dan
membentuk badan sungai.
Sungai memiliki debit yang variatif disebabkan karena proses-proses alamiah yang terjadi sepanjang
hulu ke hilir. Karakteristik sungai ditentukan dengan besar debit, penampang, kecepatan sungai dan
sebagainya. Menurut Sosrodarsono dan Takeda (2006), debit air sungai adalah laju aliran air yang
melewati suatu penampang melintang dengan persatuan waktu. Besarnya debit dinyatakan dalam
satuan meter kubik per detik (m3/detik). Pengukuran debit sungai menjadi penting mengingat
distribusi kecepatan aliran di dalam alur tidak sama secara horisontal dan vertikal. Beberapa metode
pengukuran debit aliran sungai adalah:
1. Area velocity method
2. Fload area method
3. Metode kontinyu
Faktor yang dapat mempengaruhi debit air sungai, antara lain:
1. Intensitas hujan
2. Penggundulan hutan
3. Pengalihan hutan menjadi lahan pertanian
4. Intersepsi
5. Evaporasi dan transpirasi
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
39/43
VII-2
C. CARA KERJA
1. Mengukur lebar sungai.
2. Penampang sungai dibagi menjadi beberapa segmen dengan lebar tiap segmen sebesar
1 meter.
3. Ukur kedalaman di tiap sisi segmen (Di dan Dii untuk penghitungan penampang saluran
sungai) serta ukur pula kedalaman di tengah segmen (H) untuk pengukuran kecepatan
aliran sungai.
4. Mengukur kecepatan dari dasar tiap segmen. Pengukuran kecepatan dilakukan di tengah
segmen dengan ketinggian tiap 10 cm dari dasar sungai dengan menggunakan
propeller.Propeller dihadapkan ke arah arus sungai.
5. Ulangi langkah 4 dengan ketinggian 0,2 H; 0,6 H; 0,8 H.6. Mengukur kecepatan aliran sungai di permukaan menggunakan tali sepanjang 1 m
dengan bola terapung di ujungnya. Hitung waktu yang dibutuhkan oleh aliran sungai
untuk meregangkan tali dan bola terapung.
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
40/43
VII-3
D. TABEL DATA
Segmen 1 2 3 4 5 6Titik Segmen ABC CDE EFG GHI IJK KLM
Titik Tengah Segmen B D F H J L
Lebar Segmen (X, m)
Kedalaman sisi kiri (Di, m)
Kedalam sisi kanan (D ii, m)
Kedalaman titik tengah segmen (H, m)
0,2 H
0,6 H
0,8 H
N
Vp (m/s)S (m)
t (detik)
VH (m/s)
N 0,2 H (Rps)R (putaran)
t (detik)
N 0,6 H (Rps)R (putaran)
t (detik)
N 0,8 H (Rps)R (putaran)
t (detik)
Vn (m/s)
10 cm N10(Rps)R (putaran)
t (detik)
20 cm N20(Rps)R (putaran)
t (detik)
30 cm N30(Rps)R (putaran)
t (detik)
40 cm N40(Rps)R (putaran)
t (detik)
50 cm N50(Rps)R (putaran)
t (detik)
Catatan :
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
41/43
VII-4
E. TABEL HASIL
Segmen 1 2 3 4 5 6
Titik Segmen ABC CDE EFG GHI IJK KLMTitik Tengah Segmen B D F H J L
Lebar Segmen (X, m)
Kedalaman sisi kiri (Di, m)
Kedalam sisi kanan (D ii, m)
Kedalaman titik tengah segmen (H, m)
0,2 H
0,6 H
0,8 H
m (m)
A (m2)
N 0,2 H (Rps)
N 0,6 H (Rps)N 0,8 H (Rps)
N10 (Rps)
N20 (Rps)
N30 (Rps)
N40 (Rps)
N50 (Rps)
Vp (m/s)
V 0,2H (m/s)
V 0,6H (m/s)
V 0,8H (m/s)
V 10 (m/s)
V 20 (m/s)V 30 (m/s)
V 40 (m/s)
V 50 (m/s)
Vr (m/s)
Er 1 (%)
Er 2 (%)
Q (m3/s)segmen
Q (m3/s)total
A total
Vr total
m total (m)
Rh (m)Catatan :
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
42/43
VII-5
abc
F. PENGOLAHAN DATA
1. Jumlah pengukuran tiap 10 cm
i = H / 0,1
2. Kecepatan putaran propellerN = R / t
3. Kecepatan tiap 10 cm dari dasar
N 0,71 V = (0,2240 x N) + 0,037
0,71 N 9,85V = (0,2520 x N) + 0,017
4. Kecepatan rata-rata
Vr = ((Vn) + Vp) / (i+1)
5. Perhitungan Error
, dimana
, dimana V2 = V0,6H
6. Luas tiap Segmen
A = [( Di +Dii). X ]/2
7. Debit tiap segmen
Q = A x Vr
8. Debit total
Qtotal = Q1 + Q2 + Q3 + ..+Q7
9. Panjang Melintang
m = [(Dii-Di)2
+ X2]
0,5
mabc= {(Diiabc Diabc)2
+ X2
10. Jari-jari hidrolisRH = Atotal / m
11. Vr total
}0,5
Vrtotal = (Vr1 + Vr2 + Vr3 + .+Vri) / i
-
7/25/2019 Modul Mekflu II
43/43
GRAFIK
1. Penampang melintang sungai
2. Kecepatan terhadap kedalaman pada setiap segmen
3. Kecepatan aktual terhadap bentang sungai4. Kontur distribusi kecepatan diseluruh penampang sungai
G. ILUSTRASI