Tinggi sangat dipengaruhi oleh turbulensi dan gesekan antara jet dengan fraksi solid dan fluida yang ada disekitar. Pada fenomena antara fluidisasi dan flushing
METODE PENELITIAN
A. Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar pada bulan Desember 2017 sampai April 2018.
B. Alat dan Bahan
Secara umum alat dan bahan yang digunakan untuk merangkai dan melengkapi model flushing conduit dalam pelaksanaan penelitian adalah sebagai berikut :
1) Alat
a) Pipa PVC 2 inchi sebagai penghantar sedimen yang diuji b) Pipa isap ¼ inchi (1.2 cm)
c) Saringan No. 16 dan Saringan No.40
d) Peralatan pemeriksaan sedimen hasil gelontoran seperti; penampungan hasil gelontoran sedimen ukuran 30 x 30 cm, untuk sedimen yang halus dan sedang.
e) Peralatan pemeriksaan sedimen hasil gelontoran seperti; penampungan hasil gelontoran sedimen ukuran 15 x 15 cm, untuk sedimen yang kasar. f) Ada 2 Pompa air berfungsi sebagai pemompa air dari bak penampungan g) Stopwatch untuk menghitung waktu yang digunakan pada pengukuran
h) Tali dan benang sebagai pemandu dalam pembuatan model
i) Flow watch untuk mengukur kecepatan aliran yang akan masuk kedalam pipa flushing conduit
j) Kertas A4 dan alat tulis untuk mencatat pengambilan data awal pada saat uji model
k) Kamera digital berfungsi mengambil dokumentasi penelitian. l) Cangkul, linggis, skop untuk pengambilan sedimen yang akan diuji
m) dan Rol meter untuk mengukur ketinggian sedimen dan panjang pipa yang digunakan Mistar dalam penelitian.
2) Bahan
a) Sedimen sebagai model percoban, diameter butiran sedimen yang digunakan bervariasi (pasir sedang/medium sand), (pasir halus/fine sand), (lumpur kasar/coarse silt)
b) Bak air untuk suplay, bak sirkulasi, dan bak disertai saringan untuk sedimen
c) Air untuk mengamati jenis aliran dalam pipa
C. Jenis Penelitan dan Sumber Data
1. Jenis penelitian
Jenis penelitan yang digunakan adalah eksperimental, dimana penelitian tersebut dibuat dan dirancang sendiri oleh peneliti dengan berpedoman pada literatur-literatur yang berkaitan dengan flushing conduit, serta adanya kontrol
dengan tujuan untuk mengetahui sebab akibat dari penggelontoran sedimen serta berapa besar pengaruh penggelontoran terhadap variasi diameter butiran sedimen. 2. Sumber Data
Pada penelitian ini akan digunakan dua (2) sumber data antara lain sebagai berikut:
a) Data primer yaitu data yang diperoleh langsung dari hasil simulasi model fisik di laboratorium
b) Data sekunder yaitu data yang diperoleh dari literarur dan hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya baik yang telah dilakukan di laboratorium maupun ditempat lain (lapangan) yang berkaitan dengan penelitian tentang pengglontoran sedimen flushing conduit.
D. Variabel yang di Teliti
Pada penelitian ini akan menggunakan dua Variabel, yaitu : 1) Variabel bebas yaitu variabel penyebab (Independent Variables)
a) Kecepatan Aliran (V) b) Volume Gelontor (Vg) c) Variasi Butiran Sedimen (db)
2) Variabel terikat atau Variabel tergantung (Dependent Variables) a) Debit (Q)
b) Waktu (t)
c) Tekanan Dalam Pipa (P) d) Panjang Pipa (L)
E. Tahap Penelitian
1.Tahap pertama : Studi literatur
Hal ini dilakukan untuk mencari sumber data dan informasi yang akan dimuat sebagai referensi teori dalam melakukan penelitian ini (Flushing Conduit) serta melakukan persiapan pembuatan model di Laboratorium dan mempersiapkan alat dan bahan untuk pembuatan saluran
2 Tahap kedua : Perancangan Model
Perancangan model untuk penelitian dilakukan terlebih dahulu untuk perancangan model untuk penelitian Flushing Conduit yang lebih jelas sehingga dalam penerapan dilapangan dapat berjalan sesuai rencana.
Gambar 7. Rancangan Model Flushing Conduit (Denah)
Gambar 8. Rancangan Model Flushing Conduit (tampak samping) PIPA ISAP TAMPUNGAN SEDIMEN PENANGKAP SEDIMEN BAK OUTLET ALIRAN BA K OU TLET A L IR A N BUKAAN KATUP POMPA INLET PIPA SPIRAL PIPA SIRKULASI PINTU THOMSON PITOT MANOMETER 2.3 m POMPA SIRKULASI 2.0 m 5.0 m 0.5m 3.5 m 1.5 m 1.7 m PIPA SIRKULASI BAK OUTLET ALIRAN BAK INTLET ALIRAN POMPA INLET 100 30 PITOT MANOMETER
Gambar 9. Detail Rancangan tebal lapisan sedimen
3. Tahap ketiga : Pembuatan Model Saluran
Pelaksanaan pembuatan uji model merupakan pekerjaan yang utama dalam penelitian ini (Flushing Conduit) guna mengetahui cara kerja konsep
Flushing Conduit, serta untuk pengambilan data hasil percobaan yang akan
dilakukan.
4. Tahap keempat : pengambilan data awal
Pengambilan data dilakukan untuk menarik kesimpulan dari hasil uji coba model untuk memperoleh informasi yang dibutuhkan dalam rangka mencapai tujuan penelitian.
5. Tahap kelima : Analisi dan Pembahasan
Analisis dan pembahasan dilakukan setelah diperoleh data yang dibutuhkan untuk diolah menjadi sebuah informasi yang aktual.
DETAIL RANCANGAN MODEL SEDIMEN
100
30
DIAMETER LUBANG ISAP
JARAK LUBANG ISAP PIPA
SEDIMEN
DETAIL PIPA ISAP POTONGAN MELINTANG FLUSHING CONDUIT
60
30
6. Tahap keenam : Penyusunan Laporan hasil penilitian
Laporan penelitian bertujuan untuk memberitahukan kegiatan penelitian mulai dari proses penelitian sampai hasil akhir. Selain itu tujuan laporan penelitian adalah mengungkapkan sasaran yang ingin di capai dalam penelitian baik secara umum maupun secara khusus.
F. Prosedur Penelitian
Langkah-langkah dalam melakukan percobaan dalam penelitian :
a) Persiapan area pembuatan model di laboratorium serta persiapan alat dan bahan.
b) Menyiapkan rancangan Pipa Flushing PVC diameter (2.0 inci), dengan panjang 0,5 m dan dibuat 6 lubang pipa isap, 3 pada sisi kiri dan 3 pada sisi kanan sepanjang 60 cm dengan arah horizontal dengan diameter 1,2 cm dan jarak (spasi) lubang 20 cm.
c) Melakukan penyaringan sampel sedimen dengan menggunakan saringan No. 16 Dan No.40.
d) Pisahkan sampel sedimen yang tertahan dan yang lolos saringan No. 16 dan No.40 untuk membedakan yang mana sedimen halus, sedang, dan kasar.
e) Pada Bak penyuplay air di pasang pintu ukur Thomson untuk mengatur aliran permukaan, dan pipa (suplay) dipasang alat ukur kecepatan air dan alat ukur tekanan air (Manometer). Selain itu dipasang pula stop kran ( bukaan katup) sebelum air melewati pitot dan alat ukur tekanan air (Manometer). Pada pipa intlet juga dipasang sambungan dengan pompa untuk flushing conduit
kemudian dipasang stop kran dan juga pipa pembuang di pasang sambungan dengan pompa untuk sirkulasi.
f) Merangkai alat dan bahan yang sudah tersedia kemudian percobaan siap dilakukan
g) Menjalankan pompa air dengan mengalirkan air dan sedimen dalam pipa sesuai debit dan ketebalan sedimen yang ditentukan.
h) mengamati kondisi sedimen yang terhisap dan alat pengukur tekanan selama waktu yang telah ditentukan. Dalam hal ini waktu (t) dan diameter butiran sedimen yang digunakana 3 macam variasi.
i) Setelah variasi dan pembacaan tekanan selesai, selanjutnya mengukur banyaknya volume sedimen yang tergelontor dengan memperhatikan berapa nilai yang didapatkan ditampungan sedimen sesuai tampungan yang ditentukan.
j) Prosedur ini ini dilakukan dengan beberapa kali percobaan dimulai dari diameter butiran sedimen halus, sedang, kasar untuk dijadikan bahan perbandingan.
G. Pelaksanaan Simulasi
Pelaksanaan pengujian model dan langkah-langkah pengujian adalah : a) Disiapkan pipa PVC dengan ukuran 2 inci flushing sepanjang 0,5 m dengan
jarak lubang 20 cm dan diameter lubang 1,2 cm. Pipa PVC meter dibuat lubang pipa isap sisi kiri dan kanan arah horizontal.
b) Sedimen dibuat dengan bentuk segi empat dengan menggunakan 3 variasi diameter butiran sedimen yaitu : (pasir sedang/medium sand), (pasir halus/fine sand), (lumpur kasar/coarse silt).
c) Bak air untuk suplay diisi sesuai kebutuhan pengujian yang cukup untuk sirkulasi air
d) Kemudian dilakukan bukaan katup (stop keran) untuk menghasilkan debit aliran,dengan pengujian bukaan (450), (600), (900).
e) Selanjutnya dilakukan pengujian dengan masing-masing diameter butiran sedimen. Percobaan dilakukan dengan sistem bukaan katup (stop keran). Bukaan dilakukan sebanyak 3 kali untuk masing-masing variasi untuk mendapatkan debit aliran untuk mendapatkan tekanan kejut.
f) Pengamatan kondisi sedimen dimulai terhisap sedimen dan menjalankan stopwatch sesuai dengan waktu yang telah ditentukan dan membaca tekanan pada manometer, tinggi air pada pitot.
g) Data hasil percobaan yang harus dicatat adalah tekanan pada manometer, tinggi air pada pitot dan volume sedimen tergelontor.
h) Hasil pengukuran sedimen yang tergelontor menjadi data jumlah sedimen endapan yang tergelontor dalam bentuk m³.
i) Tahapan dari point (a) sampai dengan (h) menjadi tahapan simulasi penelitian. Selanjutnya tahapan ini diulang dengan variasi diameter butiran sedimen 3 kali sehingga data penelitian cukup sejumlah 81 data.
H. Pengambilan Data
Hal penting dalam penelitian adalah pengambilan data. Pada dasarnya data yang diambil adalah data yang akan digunakan sebagai parameter dalam analisa. Data-data yang yang telah diukur saat penelitian berjalan, langsung dapat di input pada tabel 3 format pengambilan data.
I. Analisa Data
Dari data laboratorium kemudian diolah sebagai bahan analisa hasil kajian sesuai dengan tujuan dan sasaran penilitian. Data yang diolah adalah data yang relevan yang dapat mendukung dalam menganalisa data penelitian, antara lain :
a) Perhitungan kecepatan aliran pada tabung pitot
V = √ ………..………(3)
=√ ………...…(4)
Dimana
:
= Tekanan stagnasi (kg/ ) = Tekanan statis (kg/ )h = Tinggi air pitot (cm)
g = Percepatan gravitasi(m/ )
b) Perhitungan luas penampang pipa flushing conduit ²
c) Perhitungan besar debit pada pipa flushing conduit
d) Perhitungan tipe aliran dengan menggunakan bilangan Reynold (Re)
e) Perhitungan kehilangan tinggi tekanan akibat gesek dalam pipa
f) Perhitungan kehilangan tinggi tekanan pada lubang isap
g) Perhitungan kehilangan tinggi tenaga akibat lapisan sedimen
h) Perhitungan kehilangan tinggi tenaga total
i) Perhitungan perubahan tinggi tekanan
J. Kerangka Pikir Penelitian
Gambar 10. Kerangka pikir penelitian Permasalahan sedimentasi yang terjadi di Waduk dan penyebab Pendangkalan
Waduk
Pengaruh Flushing Conduit jika menggunakan variasi diameter butiran sedimen dengan pengaliran bertekanan
Secara teoritas penggelontoran sedimen dengan flushing conduit dapat diterapkan
Diperlukan eksperimen Laboratorium
Diharapakan Flushing Conduit dapat menjadi solusi dalam penanggulangan sedimentasi di waduk dan muara sungai Diharapkan Flushing Conduit dapat
diterapkan di waduk untuk meningkatkan usia guna waduk
pemanfaatan flushing conduit dalam mengatasi sedimentasi di waduk
1. Karakteristik Sedimen 2. Erosi lahan
K. Flow chart Penelitian
Gambar 11. Flow Chart Penelitian Studi Literatur
Pembuatan Model
Pengambilan Data
Memenuhi?
Analisis data dan Pembahasan
a) Mekanisme penggelontoran dengan sistem flushing conduit b) Pengaruh variasi diameter
butiran sedimen terhadap penggolontoran (db) tidak Hasil Akhir/Laporan MULAI Variabel Terikat Variabel Bebas ya a) Tekanan dalam pipa b) Debit c) Waktu d) Panjang Pipa e) Diameter Lubang Pipa Isap a) Kecepatan Aliran b) volume gelontor c) Variasi diameter Butiran Sedimen SELESAI
BAB IV