MF Buku Panduan Praktikum Itm OK Lembar

(1)

PENGUMUMAN

BAGI MAHASISWA YANG TERCANTUM NAMANYA DI PRAKTIKUM HIDROLIKA UNTUK TAHUN AJARAN 2016/2017

AGAR SEGERA MENDAFTARKAN KELOMPOKNYA (MAX 5 ORANG ) MELALUI ALAMAT E-MAIL tugassipil.88@gmail.com

DALAM BENTUK LAMPIRAN FILE XLS. BATAS AKHIR PENERIMAAN NAMA KELOMPOK PALING LAMBAT TANGGAL

7 NOVEMBER 2017. BAGI YANG TERLAMBAT MENGIRIMKAN KELOMPOKNYA AKAN DIBUAT OLEH JURUSAN.

CATATAN PENTING :

1. LAPORAN SELURUHNYA DI TULIS TANGAN.

2. PESERTA PRAKTIKUM WAJIB MEMBUAT LAPORAN AWAL SEBELUM PRAKTIKUM DILAKSANAKAN. (FORMAT PENULISAN DISESUAIKAN DENGAN BUKU PANDUAN. LAPORAN TERDIRI DARI PENDAHULUAN, PERALATAN DAN BAHAN, DASAR TEORI, PROSEDUR PERCOBAAN.)

3. DAFTAR HADIR DAN PEMINJAMAN ALAT DIBUAT DI RUMAH BUKAN DI LABORATORIUM AGAR WAKTU DAPAT TERJADWAL DENGAN BAIK.

4. LAPORAN DIBUAT SETIAP PERCOBAAN LAB (MODUL).

5. LAPORAN AWAL AKAN DIPERIKSA OLEH ASISTEN LAB SEBELUM PELAKSANAAN PRAKTIKUM, BAGI KELOMPOK YANG TIDAK MEMBUAT LAPORAN TIDAK DIIZINKAN MELAKSANAKAN PRAKTIKUM.

6. MENYISIP HANYA DIIZINKAN 1 KALI SELAMA PELAKSANAAN PRAKTIKUM.

7. TIDAK ADA JADWAL PENGGANTI PRAKTIKUM.

KEPALA LABORATORIUM HIDROLIKA

(2)

Barang yang dipinjamkan merupakan tanggung jawab grup

Yang menerima (Asisten), Yang memberikan (Ketua Grup), Pada saat dikembalikan

INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN

FAKULTAS TEKNIK SIPIL & PERENCANAAN JURUSAN TEKNIK SIPIL

DAFTAR PINJAMAN

ALAT-ALAT LABORATORIUM HIDROLIKA NAMA

NIM JURUSAN

GRUP/PERCOBAAN

Diisi rangkap 2 (dua) Medan,... 1 untuk mahasiswa dan 1 pertinggal

Yang memberikan (Asisten), Yang menerima (Ketua Grup), Pada saat dipinjam

(____________________________) (______________________________________________________)

DAFTAR HADIR

PRAKTIKUM HIDROLIKA JURUSAN

GRUP

KETUA GRUP

No. Nama Barang Jumlah Kondisi waktu

dipinjam

Kondisi waktu

pengembalian Jumlah

No. NAMA NIM TANDA

TANGAN

(3)

LABORATOR1UM HIDROLIKA

JURUSAN TEKN1K S1P1L

1NST1TUT TEKNOLOG1 MEDAN

JL. GEDUNG ARCA NO. 52 MEDAN - 20217, TELP : (061) 7363771; FAX : (061) 7367954)

MEDAN,……..………..2017 DIPERIKSA

ASISTEN LAB / ASISTEN DOSEN

( FERIAL WISHAL )

MEDAN,……..………..2017 MENGETAHUI

DOSEN PEMBIMBING

(4)

( Yudha Hanova, ST, M.Eng) NIDN : 0104118801

LABORATORIUM HIDROLIKA

JURUSAN TEKNIK SIPIL

INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN

JL. GEDUNG ARCA No. 52 MEDAN - 20217, TELP : (061) 7363771; FAX : (061) 7367954)

SURAT IZIN ASISTENSI LAPORAN

No. :...//SIA/L-HID/TS/...

Medan, 21 Oktober 2016 Pembimbing : _______________________ KEPALA LAB. HIDROLIKA

Percobaan : 1._______________________ 2.___________________ _____________________ 3

4

5. 6.

Diberikan kepada__________

Grup :

No. Nama NIM Nilai Percobaan

I II III IV V VI VII 1

(5)

(6)

PANDUAN PRAKTIKUM

MEKANIKA FLUIDA

DISUSUN OLEH

Yudha Hanova ST, M.Eng Kuswandi, ST,

MT

(7)

P panduan praktikum hidrolika ini dapat disusun dengan sebaik-baiknya.

Buku panduan ini disusun mengingat bahwa laboratorium hidrolika telah dibangun di lingkungan Institut Teknologi Medan. Untuk menuntun mahasiswa dalam melaksanakan kegiatan praktikum, kami merasa perlu untuk membuat dan mencetak sebuah buku panduan sementara. Dalam buku panduan ini akan diberikan penjelasan mengenai materi praktikum hidrolika serta prosedur pelaksanaannya.

Semoga buku panduan yang kami susun ini bisa bermanfaat bagi mahasiswa yang melaksanakan kegiatan praktikum.

Medan, 2015

(8)

DAFTAR ISI

PRAKATA...1

DAFTAR ISI...2

PERCOBAAN I. ALIRAN MELALUI AMBANG LEBAR (BROAD CRESTER WEIR)...4

1. Pendahuluan...4

2. Peralatan dan Bahan ... 4

3. Dasar Teori...4

4. Prosedur Percobaan...5

PERCOBAAN II ALIRAN MELALUI AMBANG SEGITIGA...6

1. Pendahuluan...6

2. Peralatan dan Bahan ... 6

3. Dasar Teori...6

PERCOBAAN III. ALIRAN MELALUI PINTU ALIRAN BAWAH (.UNDERSHOT...8

1. Pendahuluan...8

2. Peralatan dan Bahan...8

3. Dasar Teori...8

PERCOBAAN IV. TEOREMA BERNOULLI (BERNOULLI’S THEOREM DEMONSTRATION)...10

1. Pendahuluan...10

3. Data Teknis...10

5. Nomenklatur...11

6. Dasar Teori...13

7. Pembahasan... 14

PERCOBAAN V. KEHILANGAN ENERGI PADA PIPA MELENGKUNG (ENERGYLOSSES IN BENDS...15

1. Pendahuluan...15

5. Nomenklatur... 16

6. Dasar Teori...17

7. Hasil Percobaan...18

8. Aplikasi Teori...18

PERCOBAAN VI. KARAKTERISTIK ALIRAN DIATAS “FALL VELOCITY” ... 19

(9)

3. Dasar Teori...19

PERCOBAAN VII. DRAINAGE AND SEEPAGE TANK...21

1. Pendahuluan...21

3. Dasar Teori...21

(10)

(1.1)

PERCOBAAN I

ALIRAN MELALUI AMBANG LEBAR

(BROAD CRESTER WEIR)

1. Pendahuluan a. Latar Belakang

Debit saluran air dapat dihitung menggunakan metode ambang lebar. b. Maksud dan Tujuan

- Menghitung debit, kecepatan, koefisien debit, dan koefisien kecepatan.

- Menentukan jenis aliran dari perhitungan angka froude.

2. Peralatan dan Bahan

- Multi purpose teaching flume

- Model ambang lebar/ broad crester weir.

- Point gauge

- Mistar/ pita ukur

- Ember plastik

- Stop wacth - Gelas ukur 3. Dasar Teori

Peluap disebut ambang lebar apabila B>0.4 hu, dengan B adalah lebar peluap, dan hu adalah tinggi peluap.

v2

H = tinggi tekanan total hulu ambang = Yo+— P = tinggi ambang (m)

Yo = kedalaman hulu ambang (m)

Yc = tinggi muka air di atas ambang (m) Yt = tinggi muka air setelah ambang (m)

hu = tinggi muka air di atas hilir ambang = Yo - P (m)

(11)

.(1.3) Cd = koefisien debit

b = lebar ambang (m)

Debit aliran juga dapat dihitung dengan :

Q= Cd * Cv * b * ...(l.2) KeterangarP

Q = debit aliran (m3_/dt)

= tinggi muka air hulu ambang (m) Cd = koefisien debit

Cv = koefisien kecepatan b = lebar ambang (m)

Aliran kritik dapat ditentukan dengan angka Froude menggunakan persamaan :

...

fg-D

Keterangan:

F = angka Froud (froude number)

D = kedalaman aliran (m) Dimana jika :

F<1 disebut aliran subkritik. F=1 disebut aliran kritik.

F>1 disebut aliran super kritik.

4. Prosedur Percobaan

1. Pasanglah ambang lebar pada model saluran terbuka. 2. Alirkan air kedalam model saluran terbuka.

3. Ukurlah debit aliran sampai 3 kali untuk 1 bukaan. 4. Catat harga h, Yo, Yc, Q, Yt.

5. Amati aliran yang terjadi.

6. Gambar profil aliran yang terjadi.

7. Ulangi percobaan untuk debit yang lain. 8. Hitung harga Cd & Cv

9. Buat grafik : Cd dan Q, Cv dan Q, v dan Q.

10. Titik-titik pada grafik tersebut dihubungkan dengan garis yang dibuat dari suatu persamaan regresi.

11. Menentukan tingkat kekritikan aliran dengan menghitung angka froude untuk setiap percobaan (sebelum, di atas & sesudah ambang).

12. Persamaan tambahan yang bisa dipakai : Menghitung kecepatan aliran (v) :

(12)

PERCOBAAN II

ALIRAN MELALUI AMBANG SEGITIGA

Segitiga Thompson juga dapat berfungsi sebagai alat ukur debit di saluran terbuka. b. Maksud dan Tujuan

- Menghitung debit dan koefisien debit.

- Mengetahui bentuk puncak peluap segitiga dari hasil perhitungan. 2. Peralatan dan Bahan

1. Multi purpose teaching flume.

2. Point Gauge

3. Model alat ukur segitiga 4. Mistar ukur

5. Alat ukur debit (ember, stop watch, gelas ukur) 3. Dasar Teori

Peluap biasa disebut ambang tipis bila tebal peluap t < 0,5 H dan disebut ambang lebar jika 0,5 H < t < 0,66 H.

Gambar dibawah ini menunjukkan peluap segitiga, dimana air mengalir di atas peluap tersebut, tinggi peluapan adalah H dan sudut peluap segitiga adalah a.

Gambar 2. Aliran di atas Peluap Segitiga

Dari gambar tersebut lebar muka air adalah : B = 2H Tg a/2, Persamaan untuk mencari nilai debit pada alat ukur peluap segitiga adalah :

Q = 8/15 Cd Tg a _H 5 / 2

Jika sudut a = 90°, Cd = 0,6 dan percepatan gravitasi = 9,81 m2_{/d maka debitnya : Q = 1,417 H}5/2_.

1. Pasang alat ukur debit model segitiga pada model saluran terbuka. 2. Alirkan air pada mode saluran terbuka.

3. Hitung volume dan waktu . 4. Amati pengaliran yang terjadi.

(13)

---B---5. Catat harga H yang terjadi. 6. Hitung debit.

(14)

PERCOBAAN III

ALIRAN MELALUI PINTU ALIRAN BAWAH (UNDERSHOT)

Debit saluran air dapat dihitung menggunakan model undershot.

b. Maksud dan Tujuan

- Menghitung debit, kecepatan, koefisien debit, dan koefisien kecepatan.

- Menentukan jenis aliran dari perhitungan angka froude.

- Multi purpose teaching flume

- Model pintu aliran bawah (Undershot

- Point gauge

- Mistar/ pita ukur

- Ember plastik

- Stop wacth

- Gelas ukur 3. Dasar Teori

Prinsip kerja bangunan ukur di saluran terbuka adalah menciptakan aliran kritis. Pada aliran kritis, energi spesifik pada nilai minimum sehingga ada hubungan tunggal antara head dengan debit. Dengan kata lain Q hanya merupakan fungsi H saja.

Pada umumnya hubungan H dengan Q dapat dinyatakan dengan:

Q = k Hn...(3.1)

Dengan : Q = debit; H = head; k dan n = konstanta

Besarnya konstanta k dan n ditentukan dari turunan pertama persamaan energi pada penampang saluran yang bersangkutan. Pada praktikum ini besarnya konstanta k dan n ditentukan dengan membuat serangkaian hubungan H dengan Q yang apabila diplotkan pada grafik akan diperoleh garis hubungan H-Q yang paling sesuai untuk masing- masing jenis bangunan ukur.

(15)

4.

Ukur lebar flume (b) dan tinggi ambang (P)

Pasanglah pintu dan kedua kait pengukur seperti gambar berikut. Bagian tajam pintu menghadap hulu. Baca posisi dasar flume.

Atur bukaan pintu (yg) sampai jarak tertentu dari dasar flume. Atur slope flume pada posisi 0,5%.

Buka pengatur debit perlahan dan alirkan air dengan ketinggian hulu yo = 0,2 m. Atur ujung kait pengukur yo dan yc.

Pada posisi ini baca debit Q dan tinggi muka air hilir y1

Naikkan pintu tiap 0,01 m. Atur debit sedemikian sehingga yo konstan. tiap kenaikan pintu baca debit Q dan tinggi muka air hilir y1.

Ulangi percobaan untuk penurunan pintu.

Ulangi percoban dengan debit Q konstan. Catat perubahan tinggi muka air yo dan y1.

Hitung Cd untuk setiap bacaan yo.

(3.2)

yo

Buatlah grafik hubungan Q dengan yg untuk yo konstan. Buatlah grafik hubungan yo dengan yg untuk Q konstan. Carilah hubungan Q dengan yo dan yg grafik.

Bandingkan dengan hubungan Q dengan yo dan yg dari perhitungan. Q

(16)

A B C D E F

PERCOBAAN IV

TEOREMA BERNOULLI (BERNOULLI’S THEOREM DEMONSTRATION)

Hukum Bernoulli merupakan persamaan pokok hidrodinamika untuk fluida yang mengalir dengan arus streamline. Di sini berlaku hubungan antara tekanan, kecepatan alir dan tinggi tempat dalam satu garis lurus. b. Maksud dan tujuan

• Untuk menyelidiki validitas Persamaan Bernoulli ketika diaplikasikan ke aliran air yang steady pada pipa yang bergradasi dimensinya.

• Menentukan besarnya koefisien debit (Cd)

• Mengamati pembagian tekanan sepanjang pipa konvergen - divergen. 2. Peralatan dan Bahan

a. Hydraulic Bench

b. Stopwatch

c. Peralatan Bernoulli

a. Letakkan peralatan persamaan Bernoulli pada hydraulic bench

kemudian atur nivo agar dasarnya horizontal, hal ini penting untuk pengukuran tinggi yang akurat pada manometer.

3. Data Teknis

Dimensi dari tabung dijelaskan berikut ini_______________________________

Posisi tabung Lambang

manometer Diameter (mm) Jarak dari A (m)

A h1 25.0 _0.0000

B h2 13.9 0.0603

C ha _11.8 0.0687

D h4 10.7 0.0732

E h5 10.0 0.0811

(17)

b. Hubungkan inlet ke suplai aliran bench, tutup katup bench dan katup kontrol aliran dan nyalakan pompa. Perlahan-lahan buka katup bench

untuk mengisi alat percobaan (test rig) dengan air.

c. Untuk mengisi air dari keran tekanan dan manometer, tutup kedua katup bench dan katup kontrol aliran, dan buka sekrup pengisi udara dan pindahkan tutupnya dari katup pengatur udara. Buka katup bench dan biarkan aliran mengalir melalui manometer untuk menghilangkan seluruh udara yang ada, kencangkan sekrup pengisi udara dan buka katup bench

dan katup kontrol aliran. Kemudian, buka sedikit katup pengisi udara untuk membiarkan udara memasuki bagian atas manometer. Kencangkan kembali sekrup ketika tinggi manometer mencapai tinggi yang dinginkan. Jika dibutuhkan, tinggi manometer bisa disesuaikan menggunakan sekrup pengisi udara dan pompa tangan yang disediakan. Ketika menggunakan pompa tangan, sekrup pengisi harus terbuka. Untuk menahan tekanan pompa tangan dalam sistem, sekrup harus ditutup setelah pemompaan. d. Pembacaan harus dilakukan pada tiga macam debit. Ambil set pertama

pembacaan pada debit maksimum (hi-h5 besar), kemudian kurangi debit volume untuk memberikan perbedaan tinggi hi-h5 sekitar 50 mm. Lalu ulangi percobaan untuk menghasilkan perbedaan tinggi yang berada diantara kedua test di atas. Catat semua datanya.

e. Ukur volume dengan waktu yang telah ditentukan dengan menggunakan tangki volumetrik, untuk menentukan besarnya debit. Lamanya pengumpulan air sekurang-kurangannya satu menit untuk mengurangi kesalahan pengukuran waktu.

5. Nomenklatur

Judul kolom Satuan Lambang Tipe Deskripsi Volume

terkumpul M

3 _V _Diukur

Diambil dari skala pembacaan pada hydraulic bench. Volume yang terkumpul diukur dalam

pengumpulan S T Diukur Waktu_mengumpulkanuntuk volume air pada

(18)

Debit m3_/s _Qv _Dihitung ₁ v Volume

Qv= -

=---T Waktu

Lambang

manometer hx Diberikan Label identifikasilabel Jarak ke pipa m Diberikan Letak keran

manometer yang diberikan sebagai jarak dari data pada keran hi. Lihat di bagian dimensi

Luasan pipa m2 _A _Diberikan

Luasan pipa pada setiap keran. Lihat di bagian dimensi.

Tinggi statis m H Diukur _{Nilai terukur dari} manometer.

Kecepatan m2_/s _V _Dihitung

Kecepatan aliran dalam pipa = Qv/A Tinggi

dinamis

m Dihitung ^2

— lihat teori 2 g

Tinggi total m H0 _Dihitung _^2

h + — lihat teori 2 g

(19)

Pembacaan m Diukur Nilai terukur

Teori - Persamaan Bernoulli

P2 , V₂

Dengan :

p = tekanan statis yang terdeteksi pada lubang di samping v = kecepatan fluida z = elevasi vertikal fluida

Jika tabung horizontal, perbedaan tinggi bisa diabaikan. Z1 = Z2

sehingga,

2 2

Pi , V_{i _ P}₂_,V₂

Pg 2_g _Pg2_g

Dengan peralatan Bernoulli ini, tinggi tekanan statis p, diukur dengan menggunakan manometer secara langsung dari keran tekanan berlubang.

P Pg

dengan demikian Persamaan Bernoulli dapat ditulis menjadi :

dari Persamaan Bernoulli, didapat bahwa h10 = h20.

Kecepatan aliran diukur dengan mengukur volume aliran, V, selama

V

Untuk aliran fluida yang inkompressibel, konservasi massa menyebutkan bahwa volume juga terkonservasi.

(20)

(2.3) Dengan mensubstitusikan persaman (2.2) ke persamaan (2.1), maka:

---h + hi =---h h2

2 ■ g _ ai _ 2 • g

dari persamaan (2.3) besarnya U2 bisa didapat : 2 ■ g(hi - hi)

\ 1 - (a.2/ai)2

sehingga Qth didapat :

besarnya koefisien debit : Cd = Qnyata Qth

7. Pembahasan

Berikan komentar terhadap validitas Persamaan Bernoulli untuk • Aliran konvergen

• Aliran divergen

Berikan asumsi yang jelas pada penurunan persamaan Bernoulli dan berikan penjelasan untuk komentar anda tersebut.

(21)

PERCOBAAN V

KEHILANGAN ENERGI PADA PIPA MELENGKUNG

(ENERGY LOSSES IN BENDS)

1. Pendahuluan 1. Maksud dan Tujuan

Untuk menentukan faktor kehilangan pada aliran yang melalui sebuah susunan pipa yang terdiri dari lengkungan, sebuah kontraksi, sebuah pelebaran, dan sebuah pintu dengan klep (katup).

a. Hydraulics Bench, digunakan untuk mengukur debit sesuai waktu dan volume terkumpul.

b. Peralatan untuk menentukan kehilangan energi pada pipa yang melengkung dan peralatan pemasangannya.

c. Stopwatch, digunakan untuk menentukan debit rata-rata

a. Aturlah perangkat Hydraulic Bench sehingga dasarnya horisontal.

b. Hubungkan inlet perlengkapan pengujian ke bench penyuplai aliran dan jalankan pipa outlet sehingga tangki volumetrik dan penguncinya berada pada tempatnya.

c. Bukalah katup bench, katup pintu, dan katup pengontrol aliran dan jalankan pompa untuk mengisi air ke perlengkapan pengujian.

d. Bebaskan udara dari ujung keran bertekanan, tutup katup bench dan katup pengontrol aliran pada manometer, buka sekrup pembebas udara, dan pindahkan penyumbat dari dekat katup udara.

air.

(22)

e. Hubungkan pipa kecil panjang pada katup udara ke tangki volumetrik. f. Bukalah katup bench dan alirkan air melalui manometer untuk

membersihkan semua udara yang ada, kemudian kencangkan sekrup pembebas udara dan buka sebagian katup bench dan katup pengontrol aliran.

g. Bukalah sedikit sekrup pembebas udara untuk mengalirkan udara keluar dari ujung manometer, kencangkan sekrup ketika manometer menunjukkan level puncak.

h. Pastikan semua level manometer menunjukkan skala volume aliran maksimum yang diperlukan (kira-kira 17 liter/menit). Level tersebut dapat disetel dengan menggunakan sekrup pembebas udara dan pompa tangan yang tersedia. Sekrup pembebas udara mengontrol aliran udara yang melalui katup udara, sehingga ketika menggunakan pompa tangan, sekrup pengambil udara harus terbuka, untuk menahan tekanan pompa tangan pada sistem, sekrup harus ditutup setelah pemompaan.

5. Nomenklatur

Judul kolom Satuan Lambang Tipe Deskripsi Diameter

pipa percobaan

m d Diberikan Diameter pada pipa percobaan

pengumpulan s t Diukur _{untuk mengumpulkan}Waktu yang diambil volume air pada

Hydraulic Bench

Temperatur

air °C Diukur _meninggalkanTemperatur air yang_session percobaan Manometer m h1 Diukur Nilai diukur dari

manometer Manometer m h2 Diukur Nilai diukur dari

manometer

aliran / Luasan pipa

Dynamic

head m Dihitung v

2_{/ 2g}

m Ah Dihitung Ah = h2"h1

Koefisien kehilangan

m K Dihitungv K = Ah 2g / v2

(23)

Diameter pipa pada outlet perlebaran inlet kontraksi, d = 1. 0260 m.

6. Dasar Teori

Kehilangan energ yang terjadi pada pipa umumnya dinyatakan dengan head loss (h, meter), dengan rumus :

Ah = Kv2_{/ 2g}

dimana, K = koefisien kehilangan v = kecepatan aliran

Karena alirannya komplek dalam berbagai pemasangan, K biasanya ditentukan dengan percobaan. Untuk percobaan pemasangan pipa, kehilangan energi dihitung dari dua pembacaan manometer, sebelum dan sesudah pemasangan, K ditentukan dengan rumus :

K = Ah / (v2_/2g)

Untuk mengubah luas bagian pipa yang melintang melalui pelebaran dan kontraksi, sistem diubah dalam tekanan statis. Perubahan ini dapat dihitung dengan :

(v12 / 2g) - (v22 / 2g)

Untuk menghilangkan efek dari perubahan luas tersebut pada pengukuran kehilangan energi, nilai tersebut seharusnya ditambah ke pembacaan kehilangan energi untuk pelebaran dan dikurangkan ke pembacaan kehilangan energi untuk kontraksi.

Untuk percobaan katup pintu, perbedaan tekanan sesudah dan sebelum pintu diukur langsung menggunakan sebuah tekanan gauge. Hal tersebut dapat dikonversikan untuk persamaan kehilangan energi menggunakan persamaan :

1 bar = 10.2 m air

Koefisien kehilangan boleh dihitung menggunakan persamaan di atas untuk katup pintu.

Angka Reynolds adalah sebuah angka yang mengurangi dimensi yang digunakan untuk membandingkan karakteristik aliran.

(24)

8. Aplikasi Teori

Latihan A, plotkan grafik head loss (Ah) versus dynamic head dan K versus debit laju aliran Qt. Latihan B, plotkan grafik persamaan head loss (Ah) versus

dynamic head dan K versus debit laju aliran Qt. Bagaimana faktor kehilangan untuk variasi katup pintu dengan tingkatan / perluasan dari bukaan katup?

• Berikan komentar tentang berbagai hubungan tersebut. Tergantung apakah kehilangan energi melalui pemasangan pipa selama berlangsungnya kecepatan?

• Periksa angka Reynolds yang telah didapatkan dan termasuk jenis aliran laminer atau turbulenkah?

• Apakah benar koefisien kehilangan adalah konstan untuk sebuah rangkaian peralatan?

(25)

PERCOBAAN VI

Menunjukkan efek bentuk partikel terhadap kecepatan jatuh dari benda berbentuk streamline di dalam fluida.

• Perangkatperalatan “Drag Coefficient” Partikel • Stopwatch

• Benda uji berbentuk streamline, 0 = 6,35 mm dan 0 = 9,5 mm

---GUIDE

--- STARTING MARK

O

SPHERES SHAPE

TUBE filled with Glycerol

S T R E A M L I N E D S H A P E

Gambar. Perangkat Drag Coefficient Particle. 4. Dasar Teori

Fluida yang mengalir melalui benda sebahagian atau seluruhnva terbenam di dalamnya memberikan suatu gaya pada benda tersebut. Gaya yang ada pada arah pengaliran dikenal sebagai "Drag” atau hela.

Total drag adalah jumlah gaya-gaya yang dikenal sebagai Surface Drag atau Form Drag. Besar relatif dari dua komponen itu tergantung pada ukuran dan bentuk dari benda yang terbenam.

(26)

(27)

FD

Dimana

helanya adalah surface drag (skin friction) yang lebih besar daripada yang berbentuk bola.

Kecepatan terminal sebuah partikel sedimen dapat ditentukan secara teori melalui kesempatan berat apung (bouyant weight dan gaya resistans (resisting

force) FD sebagai berikut:

Keseimbangan gaya sebuah partikel bola Pada saat "terminal velocity”

FD= WS

W2 _{4 ,}

Cd--pA — = ~ w { p s - p)_g

FD = gaya tekan (drag force) ( kg )

Cd = koefisien debit

A = Luas partikel yang diproyeksikan dalam arah jatuh ( cm ) W = fall velocity

r = jari - jari partikel ( cm )

Ps = density sedimen ( cm3₎

p = density air

1. Isilah tabung dengan zat cair bersih yang berviskositas tinggi. Sebaiknya dipakai Glycerol dan Oil.

2. Ukur suhu ruangan.

3. Jatuhkan benda uji dari atas tabung sampai mencapai dasar tabung.

4. Dengan stopwatch, hitung dan catatlah waktu yang ditempuh benda uji itu mulai dari tanda start sampai ke tanda lintasan 1 meter.

5. Keluarkan benda uji yang telah sampai di dasar tabung dengan memutar valve 1800_{. Tidak dibenarkan menjatuhkan benda uji berikutnya sebelum}

(28)

PERCOBAAN VII

DRAINAGE AND SEEPAGE TANK

Pembuatan tubuh bendungan tipe urugan dengan tanah homogen harus memperhatikan permeable jenis tanah sehingga air tidak dapat mengalir melalui pori-pori tanah. permeabilitas didefinisikan sebagai sifat bahan berpori yang memungkinkan aliran rembesan dari cairan yang berupa air atau minyak mengalir lewat rongga pori. Koefisien permeabilitas (coefficient of permeability, k) tergantung dari beberapa faktor, yaitu: kekentalan cairan, distribusi ukuran pori, distribusi ukuran butir, angka pori, kekasaran permukaan butiran tanah, dan derajat kejenuhan tanah.

Percobaan ini bertujuan untuk mengamati pola aliran garis freatis pada tubuh bendungan dan menghitung debit rembesan yang terjadi.

2. Peralatan dan Bahan 1. Drainage and seepage tank. 2. Mesin pomp a

3. Bak penampung air 4. Tanah kohesif 5. Tanah granuler

3. Dasar Teori

Metode penelurusan garis freatis dapat diamati dengan menggunakan model fisik bendungan maupun dengan metode elemen hingga. Hasil yang diperoleh yaitu jalur rembesan permukaan bebas, jumlah rembesan melalui bendungan, distribusi tekanan air pori, head total pengukuran dan efek anisotropi bahan inti bendungan urugan. A. Casagrande memberikan metode perhitungan rembesan yang melewati tubuh bendungan yang didasarkan pada pengujian model Parabola AB berawal dari titik A’ dengan A’A = 0,3 (AD) yang dapat dilihat pada Gambar

(29)

Garis freatis atau garis depresi sebagai garis batas kejenuhan pada struktur tubuh bendungan. Garis freatis akan memisahkan daerah yang mengalami rembesan dengan daerah yang tidak mengalami rembesan. Garis ini dihubungkan oleh dua titik kritis, titik yang pertama adalah titik pertemuan antara muka air banjir (MAB) dengan sisi hulu bendungan, sedangkan titik yang kedua adalah titik setinggi garis miring yang disebut titik a yang terletak di bagian hilir bendungan. Cassa grande memberikan formula untuk mendapatkan nilai a sebagai

berikuk

dengan :

a = Tinggi garis kemiringan bilir dari dasar bendungam (m) d = Jarak lintasan rembesan di dasar bendungan, jarak E-C (m) H = tinggi muka air banjir (m)

9 = sudut kemiringan lereng hilir bendungan (°). 4. Prosedur Percobaan

1. Letakkan tanah timbun dengan tinggi 20 cm dan ditumbuk dengan menggunakan batang penumbuk sesuai dengan kepadatan yang diinginkan. 2. Atur besarnya pintu seepage yang akan digunakan, pastikan tidak ada

rembesan yang terjadi di sekitar pintu seepage.

3. Isi air pada bagian hulu seepage dengan tiga variasi ketinggian.

4. Amati garis aliran yang terjadi pada model bendung urugan yang dipadatkan tersebut hingga aliran debit yang keluar konstan.

5. Ukur debit rembesan yang terjadi dari tubuh model bendungan tersebut. 6. Tabelkan debit rembesan dan ketinggian.

(30)

2 4

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 1992, Petunjukpraktikum Mekanika Fluida, Laboratorium

Mekanika Fluida dan Hidrolika Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik UGM.

Teaching Manual, F1-11, Dead Weight Calibrator, Armfield., F1-12, Hydrostatic Pressure Apparatus, Armfield.

_____________, F1-15, Bernoulli’s Theorem Demonstration, Armfield.

_____________, F1-16, Impact Of Jet, Armfield.

_____________, F1-20, Osborne Reynolds Apparatus, Armfield. _____________, F1-22, Energy Losses in Bends, Armfield.

Triatmodjo, Bambang, 1996, Hidraulika I, Beta Offset, Yogyakarta. , 1996, Hidraulika II, Beta Offset, Yogyakarta.